DE4005099C2 - Klimagerät für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät für Kraftfahrzeuge mit einem Gebläse sowie zwei bezüglich diesem in Reihe geschalteten Wärmetauschern und mehreren den vom Gebläse geförderten Luftstrom beeinflussenden Klappen.

Ein derartiges Klimagerät ist beispielsweise in der DE 30 41 363 A1 gezeigt, ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt die DE 31 49 252 A1.

Üblicherweise sind bei Klimageräten einem Gebläse in Strömungsrichtung zunächst ein Verdampfer eines Kälte­ mittelkreislaufes und anschließend daran ein Heizungs- Wärmetauscher nachgeordnet. Zur Optimierung der Strö­ mungsverhältnisse im Klimagerät ist die Anordnung des Gebläses sowie der Wärmetauscher dabei so getroffen, daß sich lediglich geringe Strömungsumlenkungen ergeben. Andererseits jedoch bauen derartige Klimageräte relativ großvolumig. Dies gilt insbesondere dann, wenn für verschiedene Bereiche des Kraftfahrzeuges eine unter­ schiedliche Temperaturregelung ermöglicht werden soll.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein gegenüber dem bekannten Stand der Technik kompakter bauendes Klimagerät aufzuzeigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die beiden Wärmetauscher im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Zwar ergibt sich hiermit in der Regel eine komplexere Strömungsführung, jedoch steht diesem anderweitig ausgleichbaren Nachteil der wesentliche Vorteil eines geringeren Bauraumes gegenüber, da auf engstem Raume - sozusagen komprimiert - die wesentlichen Bestandteile des Klimagerätes angeordnet werden können.

Weiter läßt sich die kompakte Bauweise steigern, wenn gemäß Anspruch 2 Luftaustrittskanäle beispielsweise für die Fußraum- oder Fondraumbelüftung des Kraftfahrzeuges an den Seitenflächen des Klimagerätes angeordnet sind. Bei luftseitiger Temperaturregelung empfiehlt es sich dabei, stromab und stromauf des zweiten Wärmetauschers Luftübertrittsöffnungen in die Luftaustrittskanäle vorzusehen, wobei die Querschnittsflächen der Über­ trittsöffnungen vorzugsweise durch Klappen veränderbar sind.

Kommt ein Ring-Wärmetauscher zum Einsatz, so kann das Klimagerät nochmals kompakter gestaltet werden. Der Ringwärmetauscher muß dabei keinen geschlossenen Ring beschreiben, ebenso ist auch keine kreisförmige Struktur erforderlich. Vielmehr kann die Geometrie den aktuellen Verhältnissen angepaßt sein, wobei als wesentliches Merkmal eines Ring-Wärmetauschers gilt, daß diesen ein Luftstrom im wesentlichen radial von innen nach außen oder von außen nach innen durchdringt. Im Sinne einer Bauraumverringerung umschließt dabei vorzugsweise der zweite ringförmige Wärmetauscher den ersten platten­ förmigen Wärmetauscher zumindest bereichsweise. Vor­ teilhafterweise werden durch den Ringwärmetauscher die hindurchströmenden Luftmassen zugleich zu den entspre­ chenden Austrittsöffnungen bzw. Luftaustrittskanälen hin abgelenkt.

An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, daß ein erfindungsgemäßes Klimagerät nicht nur im Falle des bisher üblichen Einbaus im Bereich der Fahrzeug-Stirn­ wand von Vorteil ist, sondern sich auch besonders eignet zum Einbau beispielsweise zwischen den beiden Vorder­ sitzen oder in bzw. an einer Karosseriesäule. Bei relativ geringem Raumbedarf läßt sich hierdurch insbe­ sondere auch eine effiziente Klimatisierung des Fahr­ zeug-Fondraumes erzielen.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 bleibt die Kompaktheit des Klimagerätes auch dann erhalten, wenn dieses mit Luftfiltern, insbesondere mit Filtereinheitn versehen wird. Da derartige Filtereinheiten in Form von Aktivkoh­ lefiltern einen relativ hohen Strömungswiderstand aufweisen, ist es erforderlich, eine möglichst große Filter-Querschnittsfläche zur Verfügung zu stellen. Dies ist in raumsparender Weise möglich, wenn vorzugsweise zwei einander parallelgeschaltete Luftfilter quasi hintereinander und dabei durch eine entsprechende Leitwand voneinander getrennt in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer Prinzipskizze einen Schnitt durch ein erstes Klimagerät,

Fig. 2 den Schnitt A-B aus Fig. 1,

Fig. 3 die Prinzipskizze eines Schnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 die Ansicht X aus Fig. 3, sowie

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Luftfilter in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.

Ein Klimagerät weist u. a. ein einen Luftstrom fördern­ des Gebläse 1, sowie zwei Wärmetauscher 2, 3 auf. Der Wärmetauscher 2 ist ein Verdampfer eines Kältemittel­ kreislaufes, während der Wärmetauscher 3 als Heizungs- Wärmetauscher ausgebildet ist.

Das nahe dem Verdampfer 2 angeordnete Gebläse saugt über eine Ansaugöffnung 4 Frischluft oder Umluft an und fördert diese gemäße Pfeilrichtung 5 durch den Ver­ dampfer, wonach an der Stirnwand 6 des Klimagerätes eine Umlenkung erfolgt, so daß der Luftstrom gemäß Pfeil­ richtung 7 durch den Heizungs-Wärmetauscher 3 strömt. Vorteilhafterweise wird durch die gezeigte Anordnung am Verdampfer 2 anfallendes Kondenswasser sicher abgeschie­ den.

Stromab des Heizungs-Wärmetauschers 3 befindet sich ein in seiner Gesamtheit mit 8 bezeichneter Sammelraum. Von diesem zweigen - wie insbesondere Fig. 2 zeigt - seit­ lich des Klimagerätes angeordnete Luftaustrittskanäle 9, 10, 11 ab. Der Luftaustrittskanal 9 dient der Scheiben­ entfrostung im Seitenbereich des Fahrzeuges, der Luft­ austrittskanal 10 dient der gesamten Fußraum-Klimati­ sierung und verzweigt sich im weiteren Verlauf in die Kanäle 10a für den vorderen Fußraumbereich, sowie den Kanal 10b für den Fußraum im Fond, während der Luft­ austrittskanal 11 die Fondraum-Belüftung versorgt. Weiterhin zweigen vom Sammelraum 8 bzw. vom Luftaus­ trittskanal 9 die Defrosterdüsen 12 für die Frontscheibe des. Kraftfahrzeuges sowie ein weiterer Kanal 13 zur Frontbelüftung des Fahrzeuginnenraumes ab.

Vorgesehen sind mehrere Klappen 14 bis 17 zur Beein­ flussung der jeweils austretenden Luftströme.

Im einzelnen bestimmt die Klappe 14 das Mischungsver­ hältnis zwischen Kaltluft und Warmluft im Luftaustritts­ kanal 11. Mit der Zweiflügel-Klappe 15 kann gemeinsam für die beiden Fußraum-Luftaustrittskanäle 10a, 10b der Anteil des Warmluftstromes reguliert werden.

Die Klappe 16 bestimmt die Menge der Warmluft im Luft­ austrittskanal 13. Bei entsprechender Stellung der Klappe 17 ist diesem Luftstrom zusätzlich ein Kaltluft­ strom zuführbar, der gemäß Pfeilrichtung 5 zwar den Verdampfer 2, nicht jedoch den Heizungs-Wärmetauscher 3 durchdrungen hatte.

Die beiden Wärmetauscher 2, 3 beschreiben im wesent­ lichen eine gemeinsame Ebene. Wie ersichtlich, ergibt sich hiermit eine besonders kompakte Anordnung mit äußerst geringem Raumbedarf. Dies gilt insbesondere auch für Kraftfahrzeug-Klimageräte, deren Ablufttemperatur für die linke und rechte Fahrzeughälfte getrennt regel­ bar ist. Wie man Fig. 2 unschwer entnehmen kann, ist es auf einfache Weise möglich, an der rechten Seitenfläche des Klimagerätes eine zur linken Seitenfläche symmetri­ sche Anordnung anzubringen.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Hierbei ist der Heizungs-Wärmetauscher 3 als Ring-Wärmetauscher ausgebildet, der den plattenförmigen Verdampfer 2 zumindest bereichsweise umfaßt. Die Luftführung durch den Verdampfer 2 sowie den Heizungs-Wärmetauscher 3 ist wieder mit Pfeilen 5, 7 dargestellt. Die einzelnen Luftaustrittskanäle 9 bis 13 können dabei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 entsprechend angeordnet sein. Wegen der Gleichartigkeit sind dabei auch die einzelnen Klappen nicht mehr erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel mit einem Ring-Wärmetauscher zeichnet sich nicht nur durch einen nochmals verringer­ ten Raumbedarf aus. Vielmehr wird über den Ring-Wärme­ tauscher 3 bei entsprechender Gestaltung bzw. Anordnung der durch diesen hindurchtretende Luftstrom bereits zu den jeweiligen Austrittsöffnungen bzw. Luftaustritts­ kanälen entsprechend hingelenkt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 5. Hier ist an das ansonsten dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entsprechende Klimagerät ein Filter-Aufnahme­ raum 20 angebaut, in dem zwei vorzugsweise als Aktiv­ kohlefilter ausgebildete, ein Luftfilter 21 bildende Filtereinheiten 21a, 21b eingebaut sind. Zugang zum Filteraufnahmeraum 20 findet der den Wärmetauscher 2 gemäß Pfeilrichtung 5 durchdringende Luftstrom über einen Durchbruch 22, während der Austritt aus dem Filter-Aufnahmeraum 20 über eine mit einer Klappe 23 verschließbare Öffnung 24 erfolgt. Mit dieser Klappe 23 ist es möglich, den Luftstrom durch die Luftfilter 21 zu führen, oder aber am Filter-Aufnahmeraum 20 vorbeizu­ leiten.

Da die Filtereinheiten 21a, 21b einen hohen Strömungs­ widerstand besitzen, soll dem zu filternden Luftstrom ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung gestellt werden. Daher sind die beiden Filtereinheiten 21a, 21b parallelgeschaltet und durch eine Leitwand 25 voneinan­ der getrennt. Um auch hierbei den Raumbedarf so gering als möglich zu halten, sind die beiden Filtereinheiten 21a, 21b annähernd parallel zueinander in verschiedenen Ebenen angeordnet, so daß sie sich zumindest bereichs­ weise überlappen können. Im übrigen ist die den Filter- Aufnahmeraum 20 absperrende Klappe 23 im Bereich der Öffnung 24 vorgesehen, um auch bei Betrieb ohne Filte­ rung des Luftstromes, d. h. bei geschlossener Klappe 23, eine geringe Luftmenge zum Spülen der Filtereinheiten 21a, 21b zur Verfügung zu haben, die dann über eine nicht gezeigte Bypassöffnung aus dem Filter-Aufnahmeraum 20 entweichen kann.

Claims (6)

1. Klimagerät für Kraftfahrzeuge mit einem Gebläse (1) sowie zwei bezüglich diesem in Reihe geschalteten Wärmetauschern (2, 3) und mehreren den vom Gebläse geförderten Luftstrom beeinflussenden Klappen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetau­ scher (2, 3) im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenflächen angeordneten Luftaustrittskanälen (9 bis 11) über Klappen (14 bis 16) regelbar ein Luftstrom stromauf und/oder stromab des zweiten Wärmetauschers (3) zuführbar ist.

3. Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher als Ring-Wärmetauscher ausgebildet ist.

4. Klimagerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite als Ring- Wärmetauscher ausgebildete Wärmetauscher (3) den ersten plattenförmigen Wärmetauscher (2) zumindest bereichsweise umfaßt.

5. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Luftfilter (21), das in zumindest zwei parallelgeschaltete Filtereinheiten (21a, 21b) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelgeschal­ teten Filtereinheiten (21a, 21b) durch eine Leit­ wand (25) voneinander getrennt und in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

6. Klimagerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheiten (21a, 21b) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.