DE3135909C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen und Belüften insbesondere von Fahrzeugräumen nach dem Ober­ begriff von Anspruch 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 29 36 058) sind nebeneinander mehrere Gebläse ange­ ordnet, die einen gemeinsamen Raum mit Umluft und/ oder Frischluft aufladen, an den sich ebenfalls neben­ einander mehrere Wärmetauscher anschließen. Beider­ seits der Wärmetauscher sind zwischen diesen und den Wänden des Gehäuses der Vorrichtung Nebenluftkanäle vorgesehen. Betrachtet man in dem Strömungspfad ein Gebläse und einen Wärmetauscher, so ergibt sich, daß ein einziges Gebläse sowohl den Wärmetauscher als auch den Nebenluftkanal mit Frischluft und/oder Um­ luft beaufschlagt. Stromab von dem Wärmetauscher werden die beiden Ströme gemischt, wobei sich ein konstantes Mischungsverhältnis ergibt. Die Tempera­ turregelung erfolgt bei der bekannten Anordnung da­ durch, daß in dem Kreislauf des Heizmediums, wie Kühlwasser oder Kühlöl einer Brennkraftmaschine, ein Ventil vorgesehen ist, durch das die Beaufschlagung des Wärmetauschers mit dem Heizmedium verstellbar ist. Derartige Ventile sind mit ihren Stellgliedern aufwendig und störanfällig, so daß bereits nach kurzer Betriebsdauer die Gefahr besteht, daß der bzw. die Wärmetauscher nicht mehr voll befriedigend arbeiten.

Außerdem ist es bekannt, in dem bzw. den Nebenluft­ kanälen zu einem von einem Gebläse beaufschlagten Wärmetauscher verstellbare Klappen vorzusehen, die jedoch in erster Linie eine Mengenregelung der zu­ geführten Luft ermöglichen. Die Klappen müssen eben­ falls mit Stellgliedern versehen sein, wodurch sich ein erheblicher konstruktiver Aufwand ergibt. Außer­ dem sind die Stellglieder störanfällig. Schließlich läßt sich mit Klappen eine lineare Luftmengenänderung nur unter erheblichem Aufwand erreichen, da der Öffnuns­ winkel der Klappen nicht proportional der durchströmenden Luftmenge ist. Ferner sind zur Temperaturregelung Ventile in dem Kreislauf des Heizmediums erforderlich. Eine gleich­ bleibende feinfühlige Temperaturregelung über längere Be­ triebszeiten des Fahrzeugs wird dadurch erschwert.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beheizen und Belüften von Fahrzeug­ räumen od. dgl. zu schaffen, die eine gleichbleibende Temperaturregelung über längere Betriebszeiten und eine feinfühlige Temperatursteuerung von Hand gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei der eingangs näher erläuterten Vorrichtung erfindungsgemäß die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß der Fahrer des Fahrzeugs die Lufttemperatur zum Belüften des Fahrer­ platzes, zum Entfrosten und Beschlagfreihalten der Wind­ schutzscheibe und/oder zum Belüften des Fahrgastraums feinfühlig von Hand steuern kann. Er benötigt hierzu nur ein einziges Betätigungsorgan, das auch gleich­ zeitig zur Mengensteuerung ausgelegt sein kann. Über einen Temperaturfühler, der zweckmäßigerweise stromab von der Mischkammer angeordnet ist, kann jederzeit die Temperatur der von der Vorrichtung abgegebenen Luft­ strömung bestimmt und in ein Signal umgewandelt werden, das dem Stellglied zugeführt wird. Auf diese Weise er­ gibt sich ein geschlossener Regelkreis mit einer durch das Betätigungsorgan voreingestellten Führungsgröße. Zur Temperaturregelung wird die Drehzahl der Gebläse alternativ jedoch gleichzeitig von beispielsweise 10% bis 110% und 110% bis 10% verstellt. Das Warm/ Kaltäquivalent ist dadurch feinfühlig einstellbar, wobei Luftklappen und Ventile im Heizmedium ent­ fallen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfol­ genden Beschreibung näher erläutert wird.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 10 mit zwei parallel angeordneten Kanälen 11 und 12 auf. Das Gehäuse 10 kann unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet wer­ den, um den Fahrerplatz und die Windschutzscheibe zu beheizen und belüften. Das Gehäuse 10 kann jedoch auch im Dach eines Omnibusses angeordnet werden, um nicht dargestellte Dachkanäle mit Belüftungsdüsen für die Fahrgastplätze zu beaufschlagen. Für jeden Dachkanal kann eine gesonderte Vorrichtung vorgesehen werden.

An der Eintrittsseite des Gehäuses 10 sind ein Frischlufteinlaß 13 und ein Umlufteinlaß 14 vorge­ sehen. Das Mischungsverhältnis von Frischluft zu Umluft ist durch eine Klappe 15 steuerbar, die sich im Eintrittsbereich 16 des Gehäuses 10 befindet.

Außerdem sind im Eintrittsbereich 16 des Gehäuses zwei Gebläse 17 und 18 vorgesehen. Die Gebläse 17 und 18 weisen axiale Luftein­ trittsöffnungen auf, die unter einem ausreichenden Ab­ stand von den Seitenwänden 19 des Gehäuses 10 ange­ ordnet sind. Als Radialgebläse können Einfach- oder Doppelradialgebläse zum Einsatz kommen.

Innerhalb des Gehäuses 10 sind die Kanäle 11 und 12 durch einen Zwischenboden 20 getrennt. In Richtung des Gebläses 17 ist der Kanal 11 mit einer Wand 21 versehen. Der weitere bzw. Nebenluftkanal 12 kann ebenfalls eine Wand 22 aufweisen, vor der sich das Gebläse 18 befindet. In den Wänden 21 und 22 sind Öffnungen 23 und 24 für die radialen Druckstutzen 27 und 28 der Gebläse 17 und 18 vorgesehen. Jedes der Gebläse 17 und 18 kann als doppelflutiges Radialgebläse ausgebildet sein, wobei sich zwischen den beiden Gebläserädern der nicht dargestellte Motor befindet, der einen Anschlußkasten 25, 26 auf­ weist.

Jeder der Kanäle 11 und 12 ist mit einer Rück­ schlagklappe 31, 32 versehen, die ein einfacher Gummilappen sein kann, der auf einer schrägen Sitz­ fläche 33, 34 ruht, wenn die Rückschlagventile ge­ schlossen sind. Die Sitzflächen 33 und 34 können nach Art eines Siebes zahlreiche Durchlässe haben, oder es ist eine einzige Durchlaßöffnung vorgesehen. Anstelle der einseitig befestigten Gummilappen 31, 32 können auch Pendelklappen vorgesehen sein.

Zwischen dem Gebläse 17 bzw. der Wand 21 und der Rückschlagklappe 31 ist innerhalb des Kanals 11 ein Wärmetauscher 30 vorgesehen, der den Raum zwischen den Seitenwänden 19, dem Zwischenboden 20 und der Außenhaut des Gehäuses 10 vollständig ausfüllt.

Den beiden Kanälen 11 und 12 ist ein Austrittsbe­ reich nachgeschaltet, der eine Mischkammer 29 bildet. Die Mischkammer 29 kann über eine Leitung 35 an einen nicht dargestellten Verteiler mit Luftaustrittsdüsen angeschlossen sein. Die Leitung 35 kann jedoch auch direkt in Dachkanäle führen.

Innerhalb der Leitung 35 ist zweckmäßigerweise ein Temperaturfühler 36 vorgesehen, der über einen Um­ setzer 37 und eine Signalleitung 38 an ein Stell­ glied 40 angeschlossen ist. Von dem Stellglied 40 führen Steuerleitungen 39 zu den Anschlußkästen 25 und 26 der Gebläse 17 und 18.

Über eine Welle 41 steht das Stellglied 40 mit einem Betätigungsorgan 42 in Verbindung. Das Betätigungs­ organ 42 ist zweckmäßigerweise ein Handrad, das zur Temperatursteuerung von dem Fahrer bedienbar ist.

Das Betätigungsorgan 42 gestattet bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel eine stufenlose Steue­ rung der Lufttemperatur zwischen einem niedrigen Wert k und einem hohen Wert w. Außerdem ist eine Mengen­ regelung durch Halblast kH bis wH und durch Vollast kV bis wV möglich. Die Skala des Betätigungsorgans 42 kann jedoch auch in vier Quadranten eingeteilt sein, wobei zweckmäßigerweise im Uhrzeigersinn be­ trachtet hintereinander vorgesehen sind: Vollast k bis w, Dreiviertellast w bis k, Viertellast k bis w und Halblast w bis k. Die Stellorgane innerhalb des Stellglieds 40 sind dann entsprechend angeord­ net und ausgelegt. Bei der Voreinstellung kH läuft nur das Gebläse 18 mit halber Drehzahl. Bei der Vor­ einstellung wH läuft nur das Gebläse 17 mit halber Drehzahl. Bei einer Stellung genau in der Mitte zwischen kH und wH laufen beide Gebläse 17 und 18 mit einem Viertel ihrer vollen Drehzahl. Demgemäß laufen in der Mittelstellung zwischen kV und wV beide Gebläse 17 und 18 mit halber Drehzahl.

Durch die Rückkopplung über den Temperaturfühler 36 und den Umsetzer 37 wird die Lufttemperatur ständig auf den voreingestellten Wert nachgeregelt.

Die Gebläse 17 und 18 haben auch eine Drosselwirkung, so daß, wenn eines der Gebläse 17 und 18 steht bzw. auf einer Mindestdrehzahl läuft, der entsprechende Kanal auch durch das Zusammenwirken mit der Rück­ schlagklappe 31 oder 32 vollständig geschlossen ist und der gesamte Luftstrom über den anderen der bei­ den Kanäle fließt.

Die Stellorgane innerhalb des Stellglieds 40 arbei­ ten elektronisch und können so ausgelegt sein, daß über die Steuerleitungen 39 die Betriebsspannung für die Gebläse 17 und 18 zugeführt wird.

Dadurch, daß das Heizmedium, wie das Kühlwasser, nicht mehr über Ventile in den Wärmetauscher 30 eingespeist wird, ergibt sich ein gleichmäßiger Durchfluß, wodurch der Wärmetauscher geschont wird. Außerdem steht sofort die volle Wärmeleistung zur Verfügung, da der Wärmetauscher 30 stets von dem Heizmedium beaufschlagt ist. Unmittelbar nach dem Anlaufen des Gebläses 17 öffnet die Rückschlag­ klappe 31 und eine schnelle Mischung mit der kälteren Luft aus dem Nebenluftkanal 12 setzt innerhalb der Mischkammer 29 ein. Es können Ver­ wirbelungseinsätze wie auch düsenartige Verengun­ gen innerhalb der Mischkammer 29 vorgesehen sein, um eine besonders gleichmäßige Mischung und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Beheizen und Belüften insbesondere von Fahrzeugräumen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Luft­ eintritt für Umluft und/oder Frischluft, einem Gebläse, einem Wärmetauscher und einem Luftaustritt, wobei parallel zu dem Wärmetauscher ein Nebenluftkanal angeordnet und im Austritts­ bereich eine Mischkammer für die beiden Luftströme ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (17) nur dem innerhalb eines kanals (11) angeordneten Wärme­ tauscher (30) zugeordnet ist, der Nebenluftkanal (12) ein gesondertes Gebläse (18) aufweist, beide Gebläse (17 und 18) auch zur Drosselung der Strömung in dem jeweiligen Kanal (11, 12) ausgebildet und derart steuerbar sind, daß ihre Drehzahlen gemeinsam sowohl gleichsinnig als auch umgekehrt proportional einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Grund-Luftleistung der Gebläse (17 und 18) ein­ stellbar ist und andererseits das Verhältnis der Luftleistun­ gen der beiden Gebläse (17 und 18) relativ zueinander ein­ stellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gebläse (17 und 18) Radialgebläse sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromab von dem Gebläse (17, 18) in jedem der Kanäle (11, 12) eine frei pendelnde Rückschlagklappe (31, 32) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die frei pendelnden Rückschlagklappen (31, 32) als Gummilappen ausgebildet sind, deren Sitz (33, 34) gegenüber der Strömung geneigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die frei pendelnden Rückschlagklappen (31, 32) als Pendelklappen ausgebildet sind, die oberhalb eines gegenüber der Strömung geneigt angeordneten Sitzes gelagert sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (30) innerhalb seines Kanals (11) zwischen dem Gebläse (17) und der Rückschlagklappe (31) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gebläse (17 und 18) von einem einzigen Betätigungsorgan (42) über ein Stellglied (40) steuerbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs die Drehzahl des jeweils abzusenkenden Gebläses (17, 18) nicht unter einen bestimmten Mindestwert absenkbar ist, der etwa bei 10% der Vollast-Drehzahl liegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsbereich (16) des Gehäuses (10) der Vorrichtung zwischen einem Frischlufteinlaß (13) und einem Umlufteinlaß (14) eine Steuerklappe (15) aufweist, durch die das Mischungsverhältnis von Frischluft zu Umluft vorein­ stellbar ist.