DE4110081C2

DE4110081C2 - Method and device for removing condensate from a vehicle air conditioning system

Info

Publication number: DE4110081C2
Application number: DE4110081A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Rummel; Franz Foth; Heinz Patzwahl; Helmut Mayer
Original assignee: Webasto Klimatechnik GmbH
Current assignee: Webasto Klimatechnik GmbH
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2011-03-28
Also published as: DE4110081A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abfuhr von Kondensat aus einer Fahrzeugklimaanlage mit unterhalb der festen Dachhaut angeordneten Verdampfern, einer unterhalb der Verdampfer angeordneten Kondensatwanne und mit wenigstens einer Pumpe, an die eingangsseitig wenigstens ein in der Nähe des Bodens der Kondensatwanne ausmündender Ansaugschlauch und an die ausgangsseitig wenigstens ein ins Freie ausmündender Ableitungsschlauch angeschlossen ist.The invention relates to a method and an apparatus for Removal of condensate from a vehicle air conditioning system evaporators arranged below the fixed roof skin, one arranged below the evaporator and with at least one pump to which at least one on the inlet side near the bottom of the condensate pan Intake hose and at least one ins on the outlet side Free discharging drain hose is connected.

Das Kondensat entsteht an den Verdampfern einer Klimaanlage, durch die Umluft und/oder Außenluft zur Abkühlung hindurch befördert wird; dabei wird der Luft Feuchtigkeit entzogen, die sich in einer unterhalb der Verdampfer angeordneten Kondensatwanne ansammelt.The condensate is generated on the evaporators of an air conditioning system, through the circulating air and / or outside air for cooling is promoted; this removes moisture from the air, which are arranged in a below the evaporator Condensate pan collects.

Eine derartige Fahrzeugklimaanlage ist aus der DE-C3 25 14 152 bekannt. Bei dieser Klimaanlage ist ein Steuergerät vorgesehen, das eingangs mit einer den Flüssigkeitsstand in der Kondensatwanne messenden Sonde verbunden ist und dessen Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand den Betrieb einer Pumpe steuert. Eine solch aufwendige und im rauhen Alltagsbetrieb empfindliche Schaltlogik ist erforderlich, um die dort verwendete konventionelle Pumpe vor dem Trockenlaufen zu schützen.Such a vehicle air conditioning system is from the DE-C3 25 14 152 known. With this air conditioner is a Control device provided, the input with one Liquid level in the probe measuring the condensate pan is connected and its output signal as a function of Liquid level controls the operation of a pump. Such one elaborate and sensitive in rough everyday operation Switching logic is required to use the one there to protect conventional pumps from running dry.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, bei denen trotz Verzichtes auf eine aufwendige Steuerung eine zuverlässige Kondensatabfuhr auch bei starker Fahrzeugneigung erreicht wird.The invention has for its object a device and a method for operating such To create vehicle air conditioning, in which despite waiving a reliable control system Condensate drainage achieved even when the vehicle is very inclined becomes.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Pumpe eine Schlauchpumpe verwendet wird. Solche etwa im Bereich der Medizin zu Dialysezwecken verwendeten Schlauchpumpen arbeiten bei einfachstem Aufbau mit hoher Zuverlässigkeit. Ein zeitweiser Trockenlauf ist bei dieser Art von Pumpen unkritisch.This object is achieved in that a Peristaltic pump is used. Such as used in the field of medicine for dialysis purposes Peristaltic pumps work with the simplest construction with high reliability. A intermittent dry running is with this type of pumps not critical.

Mehrere dieser Schlauchpumpen lassen sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bauartbedingt leicht auf einer gemeinsamen, von einem einzigen Motor angetriebenen Welle anordnen.Several of these peristaltic pumps can be made according to one preferred embodiment, due to its design, easily on a common shaft driven by a single motor arrange.

In der einfachsten Ausführungsform ist als Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung ein kontinuierlicher Betrieb während der gesamten Betriebsdauer der Fahrzeugklimaanlage vorgesehen. Dabei kann auf zusätzliche Steuerungsmittel völlig verzichtet werden.In the simplest embodiment, the method for Operation of such a device a continuous Operation during the entire operating period of the Vehicle air conditioning provided. Additional control means can be dispensed with entirely will.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung ein diskontinuierlicher Betrieb vorgesehen, wobei mittels einer einfachen Zeitschaltung auf eine empirisch ermittelbare, auf den größten Kondensatanfall pro Zeiteinheit abgestellte Betriebsphase der Pumpe eine ebenso festlegbare Abschaltphase folgt und wobei Betriebs- und Abschaltphase zusammen die Zeiteinheit bilden.In a preferred embodiment, the method for Operation of such a device is a discontinuous Operation provided, using a simple Timing on an empirically determinable, on the largest amount of condensate turned off per unit of time Operating phase of the pump an equally definable shutdown phase follows and with the operating and shutdown phases together Form time unit.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Below is an embodiment of the invention based on of the drawings. It shows

Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer zur Unterdachmontage geeigneten Fahrzeugklimaanlage, Fig. 1 is an exploded view of a form suitable for sub-roof mounting automotive air conditioner,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Verdampferbereich, Fig. 2 is a plan view of the evaporator section,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Verdampferbereiches, Fig. 3 is a side view of the evaporator region,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Kondensatpumpenbaugruppe, Fig. 4 is a side view of the condensate pump assembly,

Fig. 5 eine Detailschnittzeichnung einer Kondensatpumpe. Fig. 5 is a detailed sectional drawing of a condensate pump.

In Fig. 1 ist eine Verdampfer/Gebläseeinheit einer Klimaanlage dargestellt, die zum Einbau auf der Dachunterseite im Innenraum eines Fahrzeuges vorgesehen ist. Ein das gesamte Aggregat umhüllendes Gehäuse besteht aus einem am Fahrzeugdach auf dessen Unterseite befestigbaren Oberteil 1 und einem mit diesem verbindbaren Unterteil 2.In Fig. 1, an evaporator / blower unit of an air conditioner is shown, which is intended for installation on the underside of the roof in the interior of a vehicle. A housing enveloping the entire assembly consists of an upper part 1 which can be fastened to the underside of the vehicle roof and a lower part 2 which can be connected to it .

Das Unterteil 2 beherbergt in seinem wannenartigen hinteren Teil zwei Verdampferblöcke 3, an deren der Fahrzeugmittellängsachse zugewandten Innenseite je zwei von einem gemeinsamen Motor 4 angetriebene Gebläse 5 angeordnet sind. Die Gebläse 5 saugen über im Unterteil 2 des Gehäuses vorgesehene Schlitze Luft aus dem Innenraum an und drücken sie durch die Verdampferblöcke 3 nach außen.The lower part 2 accommodates in its trough-like rear part two evaporator blocks 3 , on the inside of which faces the longitudinal axis of the vehicle, two blowers 5 driven by a common motor 4 are arranged. The fans 5 suck in air from the interior via slots provided in the lower part 2 of the housing and press them outward through the evaporator blocks 3 .

In den Verdampferblöcken 3 verdampft ein über eine Leitung 6 zugeführtes, von einem nicht dargestellten, üblicherweise im Motorraum des Fahrzeuges untergebrachten Kompressor verdichtetes und von einem nachfolgenden Kondensator verflüssigtes Kältemittel und entzieht dabei der Luft Wärme. Die abgekühlte Luft wird im ansonsten geschlossenen Gehäuse zu den dort an mehreren Stellen vorgesehenen Aussparungen 7 geleitet, in die von den Fahrgästen individuell regelbare Ausströmer 8 (Fig. 2) eingesetzt sind.In the evaporator blocks 3 , a refrigerant evaporates via a line 6 and is compressed by a compressor (not shown), which is usually accommodated in the engine compartment of the vehicle and liquefied by a subsequent condenser, and thereby extracts heat from the air. The cooled air is conducted in the otherwise closed housing to the recesses 7 provided there at several points, into which outlets 8 ( FIG. 2) which are individually controllable by the passengers are inserted.

Die bei der Abkühlung der Luft von dieser abgegebene Feuchtigkeit wird in einer unterhalb der Verdampferblöcke 3 innerhalb des Gehäuses angeordneten Kondensatwanne 9 gesammelt und über im Bereich der vier Ecken der Kondensatwanne in Bodennähe ausmündende Ansaugschläuche 10 entfernt. Zu diesem Zweck ist jeder der Ansaugschläuche 10 mit der Saugseite einer Schlauchpumpe 11 verbunden. Die verwendeten Schlauchpumpen 11 sind aus der Medizintechnik beispielsweise zum Einsatz in einem Dialysegerät bekannt.The moisture given off by the cooling of the air is collected in a condensate trough 9 arranged below the evaporator blocks 3 within the housing and removed via suction hoses 10 opening in the area of the four corners of the condensate trough near the bottom. For this purpose, each of the suction hoses 10 is connected to the suction side of a hose pump 11 . The peristaltic pumps 11 used are known from medical technology, for example for use in a dialysis machine.

Eine insgesamt mit 12 bezeichnete Kondensatpumpenbaugruppe ist in Fig. 4 vergrößert dargestellt. Dabei sind vier Schlauchpumpen 11 auf einer gemeinsamen Welle 13 angeordnet, die von einem einzigen Elektromotor 14 angetrieben wird.A condensate pump assembly, designated overall by 12 , is shown enlarged in FIG. 4. Four hose pumps 11 are arranged on a common shaft 13 , which is driven by a single electric motor 14 .

Wie in Fig. 5 im Detail gezeigt ist der Ansaugschlauch 10 am Innenumfang des Gehäuses 15 der Schlauchpumpe 11 anliegend angeordnet und zwar so, daß er nach annähernd einer vollen Umschlingung ungeschnitten in einen aus dem Pumpengehäuse 15 austretenden Ableitungsschlauch 16 übergeht. Im Inneren der Schlauchpumpe 11 sind drei voneinander beabstandete walzenförmige Verdrängerkörper 17 so bemessen und angeordnet, daß sie innen an der gemeinsamen Welle 13 reibschlüssig anliegen.As shown in Fig. 5 in detail, the suction hose 10 is arranged adjacent to the inner circumference of the housing 15 of the hose pump 11 and in such a way that, after approximately one full wrap, it goes uncut into a discharge hose 16 emerging from the pump housing 15 . In the interior of the peristaltic pump 11 , three spaced-apart cylindrical displacement bodies 17 are dimensioned and arranged in such a way that they abut frictionally on the inside of the common shaft 13 .

Der Durchmesser der Verdrängerkörper 17 ist hierzu geringfügig (um etwa die doppelte Wandstärke des Schlauches 10, 16) kleiner als die Differenz aus dem inneren Radius des Pumpengehäuses 15 minus dem Radius der Welle 13. Dadurch quetscht jeder der Verdrängerkörper 17 beim Umlaufen im Gehäuse 15 den Schlauch 10 im Berührungsbereich zusammen und schiebt die im Bereich bis zur vorauseilenden Quetschstelle des vorhergehenden Verdrängerkörpers 17 eingeschlossene Flüssigkeit in Richtung zum Ableitungsschlauch 16. Die Ableitungsschläuche 16 werden in geeigneter, nicht dargestellter Weise, beispielsweise durch eine der hinteren Fahrzeugsäulen (C- oder D-Säule) zur Fahrzeugunterseite geführt und münden dort ins Freie aus. For this purpose, the diameter of the displacer 17 is slightly smaller (by approximately twice the wall thickness of the hose 10 , 16 ) than the difference from the inner radius of the pump housing 15 minus the radius of the shaft 13 . As a result, each of the displacement bodies 17 squeezes the hose 10 together in the contact area when it rotates in the housing 15 and pushes the liquid enclosed in the area up to the leading pinch point of the preceding displacement body 17 in the direction of the discharge hose 16 . The discharge hoses 16 are guided to the underside of the vehicle in a suitable manner, not shown, for example through one of the rear vehicle pillars (C or D pillar) and open out there.

Die Rückstellkraft des komprimierten Schlauchs 10 sorgt jederzeit für den erforderlichen Reibschluß der Verdrängungskörper 17 zur Welle 13. Die Schlauchpumpen 11 zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit auch bei starker Beanspruchung im Dauerbetrieb aus. Ein Verfahren zum Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zeichnet sich daher im einfachsten Falle dadurch aus, daß die Pumpe 11 nach dem Einschalten der gesamten Klimaanlage anläuft und kontinuierlich mit dieser bis zu deren Abschalten betrieben wird.The restoring force of the compressed hose 10 ensures the required frictional engagement of the displacement body 17 with the shaft 13 at all times. The peristaltic pumps 11 are characterized by a high level of reliability even under heavy use in continuous operation. A method for operating the device described above is therefore characterized in the simplest case in that the pump 11 starts after the entire air conditioning system is switched on and is operated continuously with it until it is switched off.

In einer Weiterführung ist eine einfache Zeitschaltung vorgesehen, mittels derer während des Betriebes der Klimaanlage ein diskontinuierlicher Pumpenbetrieb in festen Intervallen gefahren wird. So wird beispielsweise für eine vorgegebene Zeiteinheit von 5 Minuten die unter ungünstigsten Bedingungen (maximale Luftfeuchtigkeit und Temperaturdifferenz vor bzw. nach Verdampfer) maximal anfallende Kondensatmenge ermittelt und anhand der verfügbaren Pumpenleistung ebenfalls für den ungünstigsten Fall, daß bei starker Fahrzeugneigung in Längs- und Querrichtung nur von einer Ecke der Kondensatwanne 9 das gesamte Kondensat mittels einer einzigen Schlauchpumpe 11 abgeführt werden muß die für die Abführung dieser Menge erforderliche Zeit dazu ins Verhältnis gesetzt. In der Praxis kann sich beispielsweise eine angenommene Zeiteinheit von 5 Minuten aus einer Betriebsphase von einer Minute und einer anschließenden Abschaltphase von vier Minuten zusammensetzen.In a further development, a simple timer circuit is provided, by means of which a discontinuous pump operation is carried out at fixed intervals during the operation of the air conditioning system. For example, for a given unit of time of 5 minutes, the maximum amount of condensate that occurs under the most unfavorable conditions (maximum air humidity and temperature difference before or after the evaporator) is determined and, based on the available pump capacity, also for the worst case, that in the case of a strong vehicle inclination in the longitudinal and transverse directions only from a corner of the condensate pan 9, the entire condensate must be discharged by means of a single peristaltic pump 11 , the time required for the removal of this quantity must be related. In practice, for example, an assumed time unit of 5 minutes can be composed of an operating phase of one minute and a subsequent shutdown phase of four minutes.

Claims

1. Device for removing the condensate from a vehicle air conditioner with below the fixed roof skin arranged evaporator blocks (3), a below the evaporator blocks (3) arranged drain pan (9) and having at least one pump to the input side at least one near the bottom of the Condensate tray ( 9 ) opening suction hose ( 10 ) and to the outlet side at least one discharge hose ( 16 ) opening to the outside is connected, characterized in that a hose pump ( 11 ) is used as the pump.

2. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of hose pumps ( 11 ) are arranged on a common shaft ( 13 ) driven by a single motor ( 14 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that on the common shaft ( 13 ) four hose pumps ( 11 ) are arranged, each of which is connected on the input side to a suction hose ( 10 ), each of which is in one of the corners of the condensate pan ( 9 ) opens out near the bottom.

4. A method for operating a device according to the preceding claims, characterized in that continuous operation of the peristaltic pumps ( 11 ) takes place during the entire operating time of the vehicle air conditioning system.

5. A method of operating a device according to the preceding claims, characterized in that discontinuous operation of the peristaltic pumps ( 11 ) takes place at fixed intervals during the entire operating time of the vehicle air conditioning system, whereby by means of a simple time switch to an operating phase which is adjusted to the greatest amount of condensation per interval the pump is followed by a shutdown phase and the operating and shutdown phases together form an interval.