DE29616085U1

DE29616085U1 - Klimaanlage

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Publication number: DE29616085U1
Application number: DE29616085U
Authority: DE
Original assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Current assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2006-09-17

Description

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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die insbesondere für die Montage auf dem Dach eines Großraumfahrzeugs geeignet ist.

Es ist bekannt, Klimaanlagen unter oder auf dem Dach eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einer Traktorkabine, eines Großraumfahrzeugs wie eines Busses oder dergleichen anzuordnen. Insbesondere bei Bussen ist die Montage unter dem Dach des Fahrzeugs problematisch, da eine ausreichende Kopffreiheit für die Fahrgäste regelmäßig über die gesamte Länge des Fahrzeugs gewährleistet sein muß, so daß eine etwa im hinteren Bereich eingebaute Klimaanlage eine Vergrößerung der Gesamthöhe des Busses erfordern würde. Daher wird bei Bussen häufig die Montage einer Klimaanlage auf dem Dach gefordert, die zudem eine komplette Vorfertigung erleichtert, so daß der Hersteller lediglich die Endmontage durchführen muß.

Eine derartige Klimaanlage ist aus der DE-PS 34 06 249 bekannt. Diese Klimaanlage weist eine mittig liegend angeordnete Verflüssigereinheit auf, an die sich Fahrtrichtung folgend Verflüssigergebläse anschließen. Verdampfer sind seitlich stehend neben dem Verflüssigerelement angeordnet und mit entsprechenden Verdampfergebläsen versehen. Bei dieser Anordnung ist jedoch die Baubreite entweder durch die Nebeneinander anordnung des Verflüssigers mit den Verdampfern und den zugehörigen Gebläsen seitlich vergleichsweise groß, so daß aus Platzgründen beispielsweise die Verdampfer seitlich schräg angeströmt werden, oder die Bauhöhe wird ziemlich groß, wenn nämlich die Verdampfer unterhalb der Ebene des Verflüssigers angeordnet sind.

Zudem erfordert diese Lösung die Verwendung einer Mehrzahl von kleineren und stehend angeordneten Gebläsen für den Verflüssiger, die insgesamt einen vergleichweise schlechten Wirkungsgrad haben und zudem sowohl von der Herstellung als auch von

der Montage her kostenaufwendiger sind als bespielsweise zwei entsprechend groß dimensionierte Gebläse mit gleicher Leistung.

Ferner ist aus der DE-OS 40 13 03 6 eine weitere Klimaanlage für den Aufbau auf das Dach eines Fahrzeugs bekannt, die ebenfalls eine ziemlich große Baubreite erfordert. Bei dieser Klimaanlage sind seitlich neben vergleichsweise großen Verflüssigergebläsen je ein Verflüssigerelement, ein Verdampferelement und zugehörige Verdampfergebläseeinheiten angeordnet. Aufgrund der vergleichsweise starken Strömungsumlenkungen, die für den Bereich der Verflüssiger erforderlich sind, ist auch hier der Wirkungsgrad ungünstig.

Ferner ist es an sich bekannt, die Verflüssigereinheit vor der Verdampfereinheit auf dem Dach des Fahrzeugs zu montieren. Hierdurch kann die Baubreite reduziert werden, so daß eine gewisse Unabhängigkeit von der Dachbreite des Busses besteht. Diese Klimaanlage hat jedoch eine erheblich größere Baulänge und ist bereits deshalb schwerer und wirkt weit weniger kompakt als die aus der DE-OS 40 13 036 bekannte Klimaanlage.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die vergleichsweise kompaktbauend ist und trotz günstiger Herstellungs- und Montagekosten einen verbesserten Wärmewirkungsgrad bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Die erfindungsgemäße Klimaanlage ist: zum einen vergleichsweise kompaktbauend, nachdem ihre Breite im wesentlichen durch die Breite des Verflüssigerelements bestimmt ist. Hierdurch kann die Baubreite so gewählt werden, daß das Dach auch schmaler

Busse nicht seitlich überragt wird, und dennoch kann ein ziemlich breiter Verflüssiger mit einer entsprechend reduzierten Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden. Durch die überlappende, aber dennoch liegende Anordnung von Verflüssiger und Verflüssigergebläse läßt sich bei gutem Strömungswirkungsgrad eine Kompaktanordnung realisieren, wobei wesentlich ist, daß das Verflüssigerelement vom Saugstrom des Verflüssigergebläses beaufschlagt wird, so daß keine ungleichmäßige Anströmung zu befürchten ist. Die liegende Anordnung erlaubt zudem eine ziemlich flache Bauweise der Klimaanlage, so daß ihre Höhe im wesentlichen durch die Höhe des Motors des Verflüssigergebläses und die Höhe des Verflussigerelements bestimmt ist. Nachdem zudem ausreichend Baulänge zur Verfügung steht, kann das Verdampferelement in günstigem Strömungswinkel angeströmt werden, wobei es bevorzugt ist, daß auch das Verdampferelement im Saugstrom des entsprechenden Gebläses liegt.

Besonders günstig ist es, daß das Verflüssigerelement oder der Verflüssiger strömungstechnisch richtig von unten nach oben durchströmt wird. Durch die Erwärmung der Luft in dem Verflüssiger, der seinerseits durch die anströmende Luft gekühlt wird, steigt die erwärmte Luft von selbst auf und unterstützt insofern bereits die Wirkung des zugehörigen Axialgebläses, so daß dieses entsprechend knapper dimensioniert werden kann.

Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Staudruck durch den etwaigen Fahrtwind besonders gut ausnutzbar ist, nachdem sich unterhalb des Verflüssigers ein nach vorne offener Anströmkeil ergibt. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn der Verflüssiger ausgangsseitig mit einem Temperaturfühler versehen ist, der die Gebläseleistung der Verflüssigergebläse reduziert, wenn die Ausgangsluft- oder wassertemperatur eine reduzierte Leistung des Verflüssigergebläses erlaubt.

Besonders günstig ist ferner die Schrägstellung des Verflüssigers in der erfindungsgemäßen Klimaanlage zur Bereitstellung eines schrägen Überlappungsräumes für das Verflüssigergebläse. Das Verflüssigergebläse weist einen mittigen Motor auf, der regelmäßig das durch eine Ringwand gebildete Gebläsegelaäuse überragt. Hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, den zur Verfügung stehenden Raum in der Höhe optimal auszunützen. Dennoch läßt sich eine punktförmige Beaufschlagung des Verflüssigers, die wärmetechnisch ungünstig wäre, sicher vermeiden, denn der gesamte Raum, der die Axialgebläse umgibt und sich oberhalb des Verflüssigers erstreckt, steht als Unterdruckraum zur Verfügung, so daß eine Strömungsvergleichmäßigung der Strömung durch den Verflüssiger hindurch entsteht.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage ermöglicht einen Aufbau eines Klimaanlagengehäuses aus zwei Halbschalen, die je hinterschneidungsfrei ausgestaltet sein können und insofern preisgünstig herstellbar sind. Beispielsweise kann die Unterschale Lagervorsprünge für den Verflüssiger aufweisen, die in Verbindung mit dem Aufschnappen oder Aufschrauben der Oberschale auf die Unterschale bereits eine ausreichende Lagerung für den Verflüssiger bieten.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage erlaubt ferner die Montage einer gegebenenfalls wärmegedämmten Sperrwand für die Trennung zwischen dem Verflüssigerluftstrom und dem Verdampferluftstrom. Diese separat einsetzbare Wand kann zugleich als Montagebasis für die elektrischen Anschlüsse der Verdampfergebläse dienen. Gewünschtenfalls kann der Bereich des Verdampfers auch wärmegedämmt ausgestattet sein, beispielsweise mit einer Schicht aus Polyurethanschaum, um Verluste über das Klimaanlagengehäuse zu vermeiden.

Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn das Gehäuse der Klimaanlage im Aufriß betrachtet nach vorne, also in Fahrt-

richtung, spitz oder rund zuläuft. Hierdurch wird zum einen die Anströmung und der Luftwiderstandsbeiwert verbessert und zum anderen dem keilförmigen Staudruckraum unterhalb des Verflüssigers Luft zugeleitet. Ferner wird die Baulänge der erfindungsgemäßen Klimaanlage optimal ausgenutzt, denn die Vorderkante des Verflüssigers erstreckt sich etwa in mittlerer Höhe des Gehäuses der Klimaanlage.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der schrägliegende Verflüssiger mit zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinandergeschalteten und zueinander parallelen Strömungskreisläufen für das Wärmetauscherfluid ausgestattet. Hierdurch ergibt sich eine Vergleichmäßigung der Wärmeübertragungsleistung des als Wärmetauscher arbeitenden Verflüssigers. Eine weitere Vergleichmäßigung entsteht durch folgenden Effekt:

Durch den keilförmigen Stauraum eingangsseitig des Verflüssigers entsteht ein Druckgefälle in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, wobei der Druck im hinteren Bereich größer als im vorderen Bereich des Verflüssigers ist. Andererseits strömt jedoch die durch die Abwärme des Verflüssigers erwärmte Frischluft schräg nach hinten/oben durch den Wärmetauscher hindurch, so daß sich ein Temperaturprofil ergibt, das eine in Fahrtrichtung etwas zunehmende Temperatur aufweist. Diese wird praktisch durch das Druckprofil kompensiert, so daß der am stärksten erwärmte Bereich des Verflüssigers zugleich am stärksten von Frischluft durchströmt wird.

Ausgangsseitig des Verflüssigers ergibt sich daher ein gleichmäßiges Temperaturprofil, was dem erfindungsgemäß erhöhten Wirkungsgrad zugute kommt.

Weitere Einzelheite, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines

Ausführungsbeipiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt einen schematisierten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Klimaanlage.

Die in der Figur dargestellte Klimaanlage 10 weist einen Verflüssiger 12 und ein Verflüssigergebläse 14 auf, die von Umgebungsluft durchströmt werden. Der Verflüssiger 12 und das Verflüssigergebläse 14 sind einem in einer Fahrtrichtung 16 vorderen Teil eines Gehäuses 18 der Klimaanlage aufgenommen. Ein hinterer Teil des Gehäuses 14 ist von dem vorderen Teil über eine Trennwand 20 getrennt und nimmt einen Verdampfer und ein Verdampfergebläse 24 auf.

Das Gehäuse 18 der Klimaanlage 10 ist in an sich bekannter Weise auf einem Dach 26 eines Großraumfahrzeugs befestigt, und zwar im rückwärtigen Bereich des Dachs 26. Es versteht sich, daß das Dach 2 6 Durchbrechungen für den Eintritt der Kühlluft und für den Umluftaustritt für die Klimaanlage aufweist, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sind und nicht weiter dargestellt sind.

Das Gehäuse 18 ist zweiteilig ausgebildet und weist eine Oberschale 20 und eine Unterschale 30 auf. Beide so gebildeten Gehäusehälften sind zugleich mit geeignet ausgebildeten Befestigungsvorrichtungen für die Lagerung der beiden Wärmetauscher 12 und 22 und der beiden Gebläse 14 und 26 versehen und sind in einem Überlappungsbereich 32 aneinander befestigt, beispielsweise verrastet oder verschraubt.

Eine derartige Befestigungsvorrichtung ist beispielweise durch einen Lagervorsprung 34 gebildet, der einen unteren Lagerpunkt für den Verflüsiger 12 bietet.

Der Verflüssiger 12 ist schräg in dem Gehäuse 18 angeordnet, wobei seine in Fahrtrichtung vordere Kante 33 höher als seine

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hintere Kante 35 gelagert ist und sich unterhalb des Verflüssigers 12 eine Lufteintrittsöffnung 34 erstreckt, die in der Unterschale 3 0 ausgebildet ist. Zwischen der Lufteintrittsöffnung 34 und der Unterseite des Verflüssigers erstreckt sich ein Anströmkeilraum 36, der nach hinten spitz zuläuft. Das Gehäuse 18 ist nach vorne strömungsgünstig im wesentlichen tropfenförmig ausgebildet, so daß es etwas spitz zuläuft und wobei sich der Verflüssiger 12 in eine Spitze 38 des Gehäuses 18 erstreckt.

Der Verflüssiger 12 erstreckt sich über die gesamte Breite des Gehäuses 18 der Klimaanlage 10. Den Verflüssiger 12 überlappend sind zwei Verflüssigergebläse 14 nebeneinander an der Oberschale 28 befestigt, und lassen die durch die Lufteintritt soff nung 34 eingesaugte Frischluft nach oben abströmen. Das Verflüssigergebläse 14 weist einen Gebläsemotor 40 auf, der nach unten etwas gegenüber einer Ringwand 42 vorspringt. Die gesamte Bauhöhe des Verflüssigergebläses 14 ist damit größer als die Höhe der Ringwand 42. Dieses Zurückspringen der Ringwand 42 wird für eine Reduzierung der gesamten Bauhöhe der erfindungsgemäßen Klimaanlage ausgenutzt, denn der Bereich des Motors 40 überdeckt einen tiefer liegenden Bereich des Verflüssigers 12 als der vordere Bereich der Ringwand 42.

Es versteht sich, daß bei Bedarf auch eine andere Anzahl von Verflüssigergebläsen als zwei eingesetzt werden kann, beispielsweise auch vier nebeneinander angeordnete Gebläse.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verflüssiger 12 zwei Strömungskreisläufe, nämlich einen vorderen Strömungskreislauf 44 und einen hinteren Strömungskreislauf 46 auf. Diese beiden Strömungskreisläufe sind parallel geschaltet und eingangs- und ausgangsseitig des Verflüssigers 12 miteinander verbunden, so daß lediglich ein schematisch dargestellter Einlaß 48 und ein schematisch dargestellter Auslaß 50 vorgesehen sind, die über eine

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Fluidpumpe in an sich bekannter Weise mit dem Verdampfer 22 verbunden sind.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verdampfer 22 als reiner Verdampfer ausgebildet, wobei es sich versteht, daß bei gewünschtem zusätzlichen Heizbetrieb entweder eine Umschaltung auf ein Heizmedium oder ein zusätzlicher, vor oder hinter dem Verdampfer angeordneter Heizwärmetauscher vorgesehen sein kann. Bei dieser Ausgestaltung kann ein Saugraum 54 mit einer Frischluftklappe versehen sein.

Das Verdampfergebläse 24 ist in Fahrtrichtung vor dem Verdampfer 22 angeordnet, hinter dem sich der vergleichsweise große Saugraum 54 erstreckt. Der Saugraum 54 dient der Strömungsberuhigung, so daß der Verdampfer 22 ziemlich gerade und mit gutem Wirkungsgrad durchströmt wird.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist die Reihenfolge von Verdampfergebläse 24, Verdampfer 22 und Saugraum 54 umgedreht, so daß der Saugraum 54 sich vorne erstreckt. Die Trennwand 20 kann dann bevorzugt etwas schräg ausgebildet sein, so daß die Baulänge der Klimaanlage 10 noch weiter reduziert wird.

Das Verdampfergebläse 24 ist in an sich bekannter Weise mit einer elektrischen Ansteuerung versehen, wobei ein Vorwiderstand 56 im Luftstrom liegen kann.

Claims

Ansprüche

1. Klimaanlage, insbesondere für die Montage auf dem Dach eines Fahrzeugs, mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger, die zueinander in Strömungsverbindung stehen, wobei der Verflüssiger in Fahrtrichtung vor dem Verdampfer angeordnet ist und wobei ein Verflüssigergebläse stromab des Verflüssigers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) schrägliegend derart angeordnet ist, daß seine in Fahrtrichtung vordere Kante (33) höher als die in Fahrtrichtung hintere Kante (35), insbesondere über dem Dach (26) des Fahrzeugs, eingebaut ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) von unten durchströmbar ist und das Verflüssigergebläse (14) den Verflüssiger (12) zumindest teilweise überlappend über dem Verflüssiger (12) angeordnet ist.

3. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

durch gekennzeichnet, daß sich unterhalb des Verflüssigers (12) ein nach hinten spitzwinklig zulaufender Raum (36) erstreckt, der einen Anströmbereich (12) für den Verflüssiger bildet.

4. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) in einem kompakten Gehäuse (18) der Klimaanlage (10) eingebaut ist, das eine vordere/untere Öffnung (34) aufweist, die der Fahrtrichtung zugewandt ist.

5. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) und das Verflüssigergebläse (14) derart in ein Gehäuse (12) der Klimaanlage (10) eingebaut sind, daß ein Strömungsweg gebildet wird, dessen kürzeste Erstreckung geringer als, insbesondere etwa halb so gering wie die Länge des Verflüssigers (12) in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet ist.

6. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) sich über die im wesentlichen gesamte Breite des Gehäuses (18) der Klimaanlage (10) schrägliegend erstreckt und die Klimaanlage (10) sich insbesondere über lediglich einen Teil der Dachbreite eines Großraumfahrzeugs erstreckt.

7. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) der Klimaanlage (10) sich über die gesamte Breite des Dachs (26) des Fahrzeugs erstreckt.

8. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Verflüssigergebläse

(14) nebeneinander angeordnet sind und sich liegend an einer Oberschale (28) des Gehäuses erstrecken und der Verflüssiger (12) im Saugbetrieb arbeitet.

9. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

durch gekennzeichnet, daß die Verflüssigergebläse (14) als Axialgebläse ausgebildet sind, die einen mittig angeordneten Motor (40) aufweisen, der gegenüber einem Gehäuse (18) des Verflüssigergebläses (14) nach unten vorragt und daß das Verflüssigergebläse (14) dem Verflüssiger (12) unmittelbar benachbart montiert ist.

10. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssiger (12) eine Länge in Fahrtrichtung (16) des Fahrzeugs betrachtet aufweisen, die dem drei bis 12-fachen, insbesondere dem S-fachen, der Höhe des Verflüssigers (12) entspricht.

11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssiger (12) liegend in einem Winkel von 5° bis 35°, insbesondere von 10° bis 20°, und bevorzugt von etwa 15°, montiert sind.