DE3911494C1

DE3911494C1 - Vehicle heating device with at least two air-inlet flows, the temperatures of which are controlled in different ways

Info

Publication number: DE3911494C1
Application number: DE19893911494
Authority: DE
Inventors: Walter 8000 Muenchen De Orth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1989-04-08
Filing date: 1989-04-08
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2009-04-09

Abstract

In a vehicle heating device a portion of the outgoing-air flow only flows through a subregion of the heat exchanger and is accordingly subject to less temperature control. In the process, this portion of the outgoing-air flow penetrates the subregion of the heat exchanger essentially orthogonally with respect to the direction of throughflow of the other outgoing-air flow, which flows through the entire heat exchanger and is hence subject to more pronounced temperature control. As a result, a defined temperature layering can be obtained in a simple manner in the passenger compartment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Heizgerät mit zumindest zwei verschiedenartig temperierten Zuluft strömen in den Fahrzeuginnenraum, von welchen ein erster einen Wärmetauscher in einer bevorzugten Durchströmrichtung durchdringt.The invention relates to a vehicle heater at least two differently tempered supply air flow into the vehicle interior, a first of which a heat exchanger in penetrates a preferred flow direction.

Eine derartige Heiz- und/oder Klimaanlage für Kraft fahrzeuge ist in der EP-B-01 02 611 beschrieben.Such a heating and / or air conditioning system for power vehicles is described in EP-B-01 02 611.

Insbesondere beim Beheizen des Innenraumes von Kraft fahrzeugen ist es aus Komfortgründen erwünscht, eine definierte Temperaturschichtung zu erzielen. Hierzu wird dem Fußraumbereich ein wärmerer Luftstrom zugeführt als den im Armaturenbrettbereich angeordneten Belüftungs düsen. Realisiert wird dies zumeist dadurch, daß dem letztgenannten kälteren Zuluftstrom eine gewisse Menge von Kaltluft, welche am Wärmetauscher vorbeigeführt wird, zugeführt wird. Zur Kompensation der hierbei vorliegenden verschiedenartigen Strömungswiderstände ist eine relativ komplexe Klappensteuerung, wie sie bei spielsweise in der o. g. Schrift gezeigt ist, erforderlich.Especially when heating the interior of power vehicles, for reasons of comfort, it is desirable to have one to achieve defined temperature stratification. This will a warmer air flow is supplied to the footwell area than the ventilation located in the dashboard area nozzles. This is mostly realized by the fact that last mentioned colder supply air flow a certain amount of cold air, which leads past the heat exchanger is fed. To compensate for this various flow resistances present a relatively complex flap control, as in for example in the above Scripture is required.

Ein in seinem Aufbau demgegenüber vereinfachtes Heizgerät aufzuzeigen, hat sich die vorliegende Erfin dung zur Aufgabe gestellt. In contrast, its structure is simplified The present inven has to show heater task.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der geringer temperierte Zuluftstrom lediglich einen Teil bereich des Wärmetauschers durchdringt. Dies läßt sich auf einfache Weise realisieren, wenn dessen Durchström richtung im wesentlichen orthogonal zur bevorzugten Durchströmrichtung des stärker temperierten Zuluftstro mes ist. Durch entsprechende Kanalgestaltung, welche in einfacher Weise gemäß Anspruch 2 erfolgen kann, ist es dabei möglich, die einzelnen Strömungswiderstände derart aufeinander abzustimmen, daß die Strömungsintensität der beiden bzw. aller Zuluftströme in den Fahrzeuginnenraum den jeweils gewünschten Wert annimmt.To solve this problem it is provided that the only a part of the lower temperature supply air flow area of the heat exchanger penetrates. This can be done realize in a simple way when its flow direction essentially orthogonal to the preferred Flow direction of the more temperature-controlled supply air flow mes is. By appropriate channel design, which in can be done in a simple manner according to claim 2, it is possible, the individual flow resistances to coordinate with each other that the flow intensity of the both or all supply air flows into the vehicle interior, the desired one Assumes value.

Die Intensität der Temperierung des geringer temperier ten Zuluftstromes wird dabei durch die Größe des durch strömten Wärmetauscher-Teilbereiches bestimmt. Eine Beeinflussung dieser Größe wird dabei durch die Merkmale des Anspruchs 3 ermöglicht. Ebenso kann der durchströmte Teilbereich aber auch durch Eingriffe auf den Wärmetau scher selbst verändert werden. So ist es beispielsweise möglich, den Wärmetauscher mehr oder weniger in den sog. Bypasskanal für den geringer temperierten Zuluftstrom hineinzuschwenken. Ragen dabei lediglich (verlängerte) Rippen des Wärmetauschers in den Bypasskanal hinein - diese Gestaltung vergrößert auf einfache Weise die Kontaktfläche des anderen Zuluftstromes mit dem Wärme tauscher, wobei durch die Rippenzahl und -geometrie eine optimale Anpassung erfolgen kann -, so können diese Rippen auch beispielsweise verschiebbar ausgebildet sein. Eine konstruktiv sowie fertigungstechnisch ein fache Gestaltung vorzugsweise starrer Rippen beschreibt dabei Anspruch 5.The intensity of the tempering of the lower temperier The supply air flow is determined by the size of the flowed heat exchanger section determined. A This characteristic is influenced by the characteristics of claim 3 enables. Likewise, the flow through But also by interfering with the heat accumulation be changed yourself. For example, it is possible, the heat exchanger more or less in the so-called Bypass duct for the lower temperature supply air flow swing in. Only protrude (extended) Ribs of the heat exchanger into the bypass duct - this design simply increases the Contact area of the other supply air flow with the heat exchanger, with the number and geometry of the ribs optimal adjustment can take place - so these can Ribs are also slidable, for example be. A constructively as well as technically fold design preferably rigid ribs describes claim 5.

Mehrere in Prinzipskizzen dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Dabei zeigt: Several preferred shown in schematic diagrams Embodiments serve to explain the Invention. It shows:

Fig. 1 ein Heizgerät mit einem Wärmetauscher mit verlängerten, in den Bypasskanal hineinragen den Rippen, Fig. 1, a heater with a heat exchanger with elongated in the bypass passage extend the ribs,

Fig. 1a den Schnitt A-A aus Fig. 1, Fig. 1a the section AA of Fig. 1,

Fig. 2 einen Wärmetauscher mit aufgesetzten Rippen, Fig. 2 shows a heat exchanger with attached ribs,

Fig. 2a den Schnitt A-A aus Fig. 2, Fig. 2a shows the section AA of Fig. 2,

Fig. 3 ein Heizgerät mit einer Luftleiteinrichtung im Bypasskanal, Fig. 3, a heater with an air guiding device in the bypass channel,

Fig. 4 ein Heizgerät mit einem Flachrohrwärme tauscher, Fig. 4 a heater with a flat tube heat exchanger,

Fig. 4a den Schnitt A-A aus Fig. 4, sowie Fig. 4b den Schnitt B-B aus Fig. 4. FIG. 4a shows the section AA of Fig. 4 and Fig. 4b shows the section BB of Fig. 4.

Das lediglich stets prinzipiell gezeigte Fahrzeug-Heiz gerät 1 weist ein Gebläse 2 auf, welches Frischluft in zwei Luftkanäle 3, 4 fördert. Die entsprechenden Zuluftströme in den Fahrzeuginnenraum sind dabei mit den Bezugsziffern 3′, 4′ bezeichnet. Zur Temperierung der Zuluftströme ist dabei im Heizgerät 1 ein Wärmetauscher 5 vorgesehen, welcher in an sich bekannter Weise aus einer Vielzahl von Rippen 6 - bzw. beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 aus mehreren gefalteten Alublechen 6 - besteht, durch welche in Rohren 7 ein Wärmeträger geführt wird.The vehicle heating device 1 , which is always only shown in principle, has a blower 2 which conveys fresh air into two air channels 3 , 4 . The corresponding supply air flows into the vehicle interior are denoted by the reference numerals 3 ', 4 '. To heat the supply air flows, a heat exchanger 5 is provided in the heater 1 , which consists in a known manner of a plurality of fins 6 - or in the embodiment according to FIG. 4 of several folded aluminum sheets 6 - through which a heat transfer medium in tubes 7 to be led.

Der Zuluftstrom 3′ durchdringt den Wärmetauscher 5 vollständig und erfährt somit in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmeträgers eine starke Temperierung. Demgegenüber geringer temperiert werden soll der Zuluft strom 4′. Daher durchdringt dieser den Wärmetauscher 5 lediglich in einem Teilbereich 5′. Zur einfachen Reali sierung verläuft der den Zuluftstrom 4′ führende Bypass kanal 8 im wesentlichen tangential zur Stirnfläche 9 des Wärmetauschers 5, so daß der Zuluftstrom 4′ den Wärme tauscher 5 im wesentlichen orthogonal zur Durchström richtung 10 des Zuluftstromes 3′ durch den Wärmetauscher 5 durchdringt. Um dabei eine gewünschte Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher 5 sowie dem Zuluftstrom 4′ zu gewährleisten, weist der Wärmetauscher 5 ebenfalls Rippen 6′ auf, welche in den Bypasskanal 8 hineinragen. Durch gezielte Gestaltung der Geometrie des Bypasskana les 8 sowie der Rippen 6′ und der Zahl der hineinragen den Rippen 6′ lassen sich in den beiden Luftkanälen 3, 4 die gewünschten Strömungswiderstände zur Erzielung der jeweils gewünschten Strömungsintensität einstellen.The supply air flow 3 'penetrates the heat exchanger 5 completely and thus experiences a strong temperature control depending on the temperature of the heat transfer medium. In contrast, the temperature of the supply air should be 4 '. Therefore, this penetrates the heat exchanger 5 only in a partial area 5 '. For simple implementation, the supply air flow 4 'leading bypass channel 8 extends substantially tangentially to the end face 9 of the heat exchanger 5 , so that the supply air flow 4 ' the heat exchanger 5 essentially orthogonal to the flow direction 10 of the supply air flow 3 'penetrates through the heat exchanger 5 . In order to ensure a desired heat transfer between the heat exchanger 5 and the supply air flow 4 ', the heat exchanger 5 also has ribs 6 ' which protrude into the bypass duct 8 . By specifically designing the geometry of the bypass channel 8 and the ribs 6 'and the number of the ribs 6 ' protruding into the two air channels 3 , 4, the desired flow resistances can be set to achieve the desired flow intensity.

Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 einzelne Rippen 6′ des Wärmetauschers 5 verlängert ausgebildet sind und somit in den Bypasskanal 8 hineinragen, sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 diese Rippen 6′ als separate, auf den Wärmetauscher 5 aufbringbare Bauelemente ausgebildet. Dies erlaubt die Verwendung günstiger handelsüblicher Wärmetauscher. Eine andere Gestaltung des Wärmetauschers 5 ist in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Anordnung liegen die als Flachrohre ausge bildeten Rohre 7 für den Wärmeträger in Strömungsrich tung, wobei die Rippen 6 als zwischen den Flachrohren angeordnete, gefaltete Alubleche ausgebildet sind. Auch hier ragen wieder einige der Rippen 6′ in den Bypass kanal 8 hinein. Unter strömungsdynamischen sowie ferti gungstechnischen Aspekten weist der Wärmetauscher 5 dabei die gezeigte trapezförmige Formgebung auf. While some in the embodiment of Fig. 1 ribs 6 'are formed extending from the coil 5 and thus protrude into the bypass channel 8, these ribs are in the embodiment of FIG. 2, 6' are formed as separate, depositable on the heat exchanger 5 components. This allows the use of inexpensive commercially available heat exchangers. Another design of the heat exchanger 5 is shown in FIG. 4. In this arrangement, the tubes 7 are formed as flat tubes for the heat transfer medium in the flow direction, the ribs 6 being designed as folded aluminum sheets arranged between the flat tubes. Again, some of the ribs 6 'protrude into the bypass channel 8 . The flow exchanger 5 has the trapezoidal shape shown from the viewpoint of flow dynamics and production technology.

Fig. 3 zeigt eine im Bypasskanal 8 angeordnete verstell bare Luftleiteinrichtung 11 in Form einer um eine Achse 12 schwenkbaren Klappe. Wie ersichtlich, wird in Abhän gigkeit von der Stellung der Luftleiteinrichtung 11 ein mehr oder minder großer Teil des Zuluftstromes 4′ durch einen Teilbereich 5′ des Wärmetauschers 5 geführt. Mit Hilfe einer derartigen Luftleiteinrichtung 11, welche selbstverständlich auch andersartig gestaltet sein kann, ist es somit möglich, die Temperierung des Zuluftstromes 4′ in ihrer Höhe zu beeinflussen. Auch kann die detail lierte Gestaltung des Heizgerätes 1 durchaus von den skizzierten Ausführungsbeispielen abweichen. Selbst verständlich kann dem Wärmetauscher 5 ein weiterer, insbesondere der Kühlung des Luftstromes dienender Wärmetauscher vorgeschaltet sein. Auch muß es sich beim Wärmetauscher 5 keineswegs um einen Heiz-Wärmetauscher handeln; vielmehr ist eine generelle Übertragung der Erfindung auf Fahrzeug-Klimageräte ohne weiteres mög lich. Fig. 3 shows an arranged in the bypass duct 8 adjustable baffle 11 in the form of a pivotable about an axis 12 flap. As can be seen, depending on the position of the air guiding device 11, a more or less large part of the supply air flow 4 'is guided through a partial area 5 ' of the heat exchanger 5 . With the help of such an air guiding device 11 , which of course can also be designed differently, it is thus possible to influence the temperature of the supply air flow 4 'in height. The detailed design of the heater 1 may well deviate from the exemplary embodiments outlined. It goes without saying that the heat exchanger 5 can be preceded by a further heat exchanger, in particular for cooling the air flow. Also, the heat exchanger 5 need not be a heating heat exchanger; rather, a general transfer of the invention to vehicle air conditioners is readily possible.

Claims

1. Vehicle heater ( 1 ) with at least two different temperature-controlled supply air flows ( 3 ', 4, ), of which a first supply air flow ( 3 ') penetrates a heat exchanger ( 5 ) in a preferred flow direction ( 10 ), characterized in that that another supply air flow ( 4 ') penetrates a partial area ( 5 ') of the heat exchanger ( 5 ) substantially orthogonally to the preferred flow direction ( 10 ).

2. Vehicle heater according to claim 1, characterized in that the other supply air flow ( 4 ') leading bypass channel ( 8 ) in the union union tangential to the end face ( 9 ) of the substantially cuboidal heat exchanger ( 5 ).

3. A vehicle heater according to claim 2, characterized in that an adjustable air guide device ( 11 ) is provided in the bypass channel ( 8 ).

4. Vehicle heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that ribs ( 6 ') of the heat exchanger ( 5 ) protrude into the bypass channel ( 8 ).

5. A vehicle heater according to claim 4, characterized in that the ribs ( 6 ') projecting into the bypass duct ( 8 ) are designed as separate components which can be applied to the heat exchanger ( 5 ).