DE3823431C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften und/oder Beheizen von Räumen, insbesondere von Fahrzeuginnenräumen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (EP 02 14 605 A2) sind die Gebläse unabhängig voneinander betätigbar, und die Klappen dienen der getrennten Zuführung der von den Gebläsen geförderten Luft zu der Fahrer- und Beifahrerseite des Fahrzeuginnenraums, so daß die zugeführte Luftmenge individuell für Fahrer und Beifahrer gesteuert werden kann.

Bei einer ebenfalls bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DE 31 02 068 A1) wird mittels der Luftklappen die von den beiden unabhängig voneinander angetriebenen und stromseitig parallel geschalteten Gebläsen geförderte Luft abhängig von der Stellung der Klappen entweder zu einem Wärmetauscher oder zu einem in den Fahrzeuginnenraum führenden Kaltluftstrang oder zu beiden geführt.

Aus der Literatur (Lehrbuch der Klimatechnik, Band 3, 2. Aufl., Verlag C. F. Müller, Karlsruhe, 1983, S. 390 ff) ist es bekannt, zur Erzielung großer Luftmengen zwei Gebläse strömungsseitig parallel und zur Erzielung eines hohen Drucks strömungsseitig seriell zu betreiben.

In der Klimatechnik ist es allgemein bekannt, bei stark variablen Verbraucherkennlinien, wie sie z.B. bei der Klimatisierung von Fahrzeuginnenräumen auftreten, die Gebläsekennlinien für den kritischsten Betriebsfall zu optimieren und die untergeordneten Betriebsfälle mit vermindertem Wirkungsgrad (hohe Verlustleistung) zu betreiben. Andererseits hat man auch bereits bei stark variablen Verbraucherkennlinien die Gebläsekennlinie auf einem Punkt zwischen beiden Extrembetriebsfällen optimiert und so einen Kompromiß gewählt, der für die beiden Extrembetriebsfälle einen verminderten Wirkungsgrad bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art für stark veränderliche Luftverbraucher Gebläsekennlinien mit jeweils höchstmöglichem Wirkungsgrad zu erzielen, also die einzelnen Arbeitspunkte der Gebläse bei unterschiedlichem Luftbedarf unter dem Gesichtspunkt der geringsten Verlustleistung zu optimieren.

Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die beiden Gebläse einerseits durch wahlweises Schließen und Öffnen der Luftklappen strömungsseitig parallel oder in Reihe und andererseits durch wahlweises Umschalten der Schaltmittel elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet. Durch die verschiedenen Kombinationen von elektrischer bzw. strömungsseitiger Parallel- oder Reihenschaltung können alle Arbeits- oder Betriebspunkte optimiert werden. So wird durch die strömungsseitige Parallelschaltung von zwei Gebläsen mit gleicher Leistung die Luftmenge bei gleichem Gegendruck verdoppelt, wodurch das Wirkungsgradoptimum zu höheren Luftmengen verlagert wird. Große Luftmengen bei geringem Gegendruck lassen sich so bei bestmöglichem Wirkungsgrad erzielen. Durch die dabei mögliche elektrische Parallelschaltung der Gebläseantriebe lassen sich maximale Luftmengen erreichen, während durch elektrische Reihenschaltung sich der Luftstrom verringern läßt, und zwar ohne Verlustleistung, wie sie bei der üblichen Leistungsreduzierung des Gebläses durch Vorschaltwiderstände auftritt.

Durch die strömungsseitige Reihenschaltung von zwei Gebläsen gleicher Leistung läßt sich die Druckhöhe bei gleicher Luftmenge verdoppeln. Hierbei erhält man eine sehr steile Gebläsekennlinie, die bei hohem Gegendruck und kleiner Luftmenge den bestmöglichen Wirkungsgrad erzielt. Durch elektrische Parallelschaltung der Gebläseantriebe erreicht man wiederum die maximal mögliche Luftmenge, während sich durch elektrische Reihenschaltung der Gebläseantriebe die Luftmenge verlustlos verringern läßt.

Insgesamt ist damit bei stark unterschiedlichen Verbraucherkennlinien (Betriebszustände) für die jeweilige Verbraucherkennlinie die wirkungsgradgünstigste, also verlustärmste, und geräuschärmste Gebläsekombination möglich. Die Leistung der Gebläse kann dabei gleich sein, aber auch differieren.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gebläsekombination aus zwei Gebläsen für eine Vorrichtung zum Belüften und/oder Beheizen eines Fahrzeuginnenraums, bei welcher die Gebläse strömungsseitig in Reihe geschaltet sind, schematisiert dargestellt,

Fig. 2 die Gebläsekombination gemäß Fig. 1 bei strömungsseitiger Parallelschaltung der Gebläse,

Fig. 3 einen elektrischen Schaltplan der Gebläsekombination,

Fig. 4 eine Unteransicht einer möglichen technischen Ausführung der Gebläsekombination.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine Prinzipskizze einer Gebläsekombination für eine Vorrichtung zum Belüften und/oder Beheizen eines Fahrzeuginnenraums, die lediglich zur Erläuterung der Funktionsweise der Gebläsekombination 10 dient. Diese umfaßt zwei getrennte Gebläse 11 und 12 bekannten Aufbaus. Die Luftansaugöffnungen der Gebläse 11, 12 sind mit 13 und 14 und die Luftaustrittsöffnungen der Gebläse 11, 12 mit 15 und 16 bezeichnet. Die über die Luftaustrittsöffnungen 15, 16 ausgeblasene Luftmenge wird zum Belüften und/oder Beheizen des Fahrzeuginnenraums über einen hier nicht dargestellten Kaltluftstrang oder einen Wärmetauscher oder teilweise über beide geleitet.

Die Gebläse 11, 12 sind elektrisch angetrieben und zwar mittels Gleichstrommotoren, die in Fig. 3 mit 17 und 18 bezeichnet sind. Die Gleichstrommotoren 17, 18 sind an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossen, das in Fig. 3 mit P und N gekennzeichnet ist. Mittels eines Umschalters 19 können dabei die beiden Gleichstrommotoren 17, 18 wahlweise parallel oder in Reihe betrieben werden.

Die Gebläse 11 und 12 sind in einem Gehäuse 20 derart angeordnet, daß sie mittels zweier Stellklappen 21 und 22 strömungsseitig wahlweise parallel oder seriell geschaltet werden können. Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Parallelschaltung der beiden Gebläse 11, 12 sind die beiden Gebläse durch die Stellung der Stellklappen 21, 22 gegeneinander abgeschottet, so daß die beiden Gebläse 11, 12 über den Lufteinlaß 23 des Gehäuses 20 getrennt Luft ansaugen und die geförderte Luftmenge getrennt dem Luftauslaß 24 des Gehäuses 20 zuführen. Bei dieser Betriebsart der Gebläsekombination 10 erhält man große Luftmengen, die maximal bei elektrischer Parallelschaltung der Gleichstrommotoren 17, 18 ist, also bei einer Stellung des Umschalters 19 wie in Fig. 3 dargestellt. Soll die Luftmenge leistungslos verringert werden, so ist der Umschalter 19 zu betätigen, so daß nunmehr die Gleichstrommotoren 17, 18 zum Antrieb der Gebläse 11, 12 in Reihe geschaltet sind. Für die Gebläsekombination 10 in strömungsseitiger Parallelschaltung ergibt sich eine Gebläsekennlinie, die relativ flach verläuft und deren Wirkungsgradoptimum bei großen Luftmengen und relativ geringem Gegendruck liegt.

Werden die Stellklappen 21, 22 in die in Fig. 1 dargestellte Position überführt, so sind die Gebläse 11, 12 strömungsseitig hintereinander geschaltet. Die direkte Luftansaugung des Gebläses 12 über den unteren Lufteinlaß 23 des Gehäuses 20 ist ebenso abgesperrt wie das direkte Luftausblasen des Gebläses 11 über den oberen Lufteinlaß 24 des Gehäuses 20. Die vom Gebläse 11 ausgeblasene Luft wird vielmehr über die Luftansaugöffnung 14 des Gebläses 12 wieder angesaugt und über die Luftaustrittsöffnung 16 des Gebläses 12 dem Luftauslaß 24 des Gehäuses 20 zugeführt. Bei dieser Betriebsart der Gebläsekombination 10 erhält man bei relativ geringen Luftmengen einen hohen Gegendruck, so daß die Gebläsekennlinie relativ steil verläuft und das Wirkungsgradoptimum der Gebläsekombination bei niedrigen Luftmengen und hohem Gegendruck liegt. Wird die Gebläsekombination 10 in strömungsseitiger Reihenschaltung mit elektrischer Parallelschaltung der Gleichstrommotoren 17, 18 betrieben, so werden maximale Luftmengen erzielt. Wird der Umschalter 19 umgelegt und werden somit die Gleichstrommotoren 17, 18 hintereinander geschaltet, so wird die geförderte Luftmenge bei hohem Gegendruck verlustleistungslos reduziert.

In Fig. 4 ist die Unteransicht eines konstruktiven Ausführungsbeispiels der Gebläsekombination 10 gemäß Fig. 1 und 2 dargestellt. Die beiden Gebläse 11, 12 sind in einer sog. Huckepackbauweise in dem Gehäuse 20 integriert. Von den Gebläsen 11, 12 sind lediglich die Luftansaugöffnungen 13 und 14 sowie die Luftaustrittsöffnungen 15 und 16 zu sehen. Diese Huckepackbauweise ist sehr kompakt und erfordert zur Unterbringung der Gebläsekombination 10 im Fahrzeug einen nur geringen Bauraum.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Belüften und/oder Beheizen von Räumen, insbesondere von Fahrzeuginnenräumen, mit zwei getrennten elektrisch angetriebenen Gebläsen und Klappen zur Steuerung der Luftmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (21, 22) den Ansaug- und Austrittsöffnungen (13, 14 und 15, 16) der Gebläse (11, 12) zu deren Öffnen und Verschließen derart zugeordnet sind, daß die Gebläse (11, 12) durch Klappenbetätigung strömungsseitig wahlweise parallel oder seriell zueinanderliegen und daß elektrische Schaltmittel (19) zum wahlweisen Umschalten der Gebläseantriebe (17, 18) von elektrischer Parallel- auf elektrische Reihenschaltung und umgekehrt vorgesehen sind.