DE4119474C2 - Heiz- oder Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heiz- oder Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges, bei welcher in eine Mischkammer Frischluft und erwärmte Luft zusammenge­ führt und gemischt werden und von dort die vermischte Luft dem Fahrgastraum zugeleitet wird.

Bei solchen Heiz- oder Klimaanlagen ist es zur Erzielung eines optimalen Komforts im Fahrgastraum erforderlich, daß die Luft in der Mischkammer sehr homogen gemischt ist, da sonst über die verschiedenen Zuführkanäle zum Fahrgastraum Luftströme unterschiedlicher Temperatur fließen. Wenn dies ungewollt geschieht, wird ein solcher Zustand als Komforteinbuße empfunden.

Um die für einen optimalen Komfort erforderliche voll­ ständige Durchmischung zu erreichen, ist mit DE 35 29 940 C2 eine Heiz- bzw. Klimaanlage mit einer Mischkammer vorgeschlagen, in welcher sich infolge definierter Strö­ mungswege durch Zu- und Ableitung ohne Zuhilfenahme von Klappen und Diffusoren die Luftströme weitestgehend ver­ mischen. Eine Mischkammer dieser Art erfordert ein rela­ tiv großes Mindestvolumen, damit eine für das Vermischen der Luftströme unterschiedlicher Temperatur erforderliche Verweildauer erreicht werden kann. Dieses für die Funk­ tion erforderliche Mindestvolumen ist aber bei Fahrzeug­ heizungs- und Klimaanlagen oft wegen Raummangel nicht re­ alisierbar.

Um den sehr eng bemessenen Bauraum, welcher im allgemei­ nen für Fahrzeugheizungen bzw. Klimaanlagen zur Verfügung steht, besser ausnutzen zu können, ist für die Regelung der Luftmenge anstelle einer Drosselklappe auch schon ein Lamellengitter mit gemeinsam verschwenkbaren Lamellen vorgeschlagen worden (DE 32 03 927 A1).

Einfluß auf die Durchmischung der Luft wird damit aber nicht genommen.

Nach DE 35 20 548 C2 ist es bekannt, zum Aufweiten des Luftstromes nach einem Gebläse zu einem Wärmetauscher ei­ ner Fahrzeugheizung bzw. Fahrzeugklimaanlage einen Git­ terdiffusor vorzusehen. Damit kann zwar eine gleichmäßige Beaufschlagung des Wärmetauschers mit Gebläseluft er­ reicht werden. Eine Homogenisierung der Mischluft für den Fahrgastraum erfolgt dadurch aber nicht.

Um diesen Mängeln abzuhelfen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heiz- oder Klimaanlage der ein­ gangs beschriebenen Kategorie derart zu verbessern, daß ohne Vergrößerung der Mischkammer bei allen Betriebsbe­ dingungen eine intensive Durchmischung der Luft erfolgt und gleichzeitig eine Verbesserung des Stellverhaltens der Anlage ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Frisch- bzw. Kaltluftkanal und ein Warmluftkanal zur Mischkammer jeweils durch zwei oder mehr jalousieartig zueinander angeordnete verdrehbare Klappen regulierbar sind, wobei während Teilöffnungsbereichen mittels der Klappen des Frisch- bzw. Kaltluftkanals die ihn durch­ strömende Luft auf den Austrittsbereich des Warmluftka­ nals gerichtet ist und mittels der Klappen des Warmluft­ kanals die ihn durchströmende Luft auf den Austrittsbe­ reich des Frisch- bzw. Kaltluftkanals gerichtet ist.

Dabei sind die jalousieartig angeordneten Klappen jeweils eines Kanals vorzugsweise gleichzeitig und gleichsinnig miteinander verstellbar.

Die Klappen der jeweiligen Kanäle können jedoch auch gleichsinnig nacheinander versetzt öffnend und schließend angeordnet sein.

Dabei können die jalousieartigen Klappen als ebene flä­ chige Körper, als in einer Ebene gebogene Körper oder auch als sphärisch geformte Körper, vorzugsweise im Quer­ schnitt als Strömungskörper, ausgeführt sein.

In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Anlage so ausgelegt, daß bei Übergang der Einstellung von "Warm" auf "Kalt" bei geöffneten Klappen des Warmluftkanals die Klappen des Kaltluftkanals kontinuierlich öffnen und nach dem Erreichen des vollen Öffnungswertes der Klappen des Kaltluftkanals die Klappen des Warmluftkanals kontinuier­ lich schließen.

Die angestrebte Stellcharakteristik der Anlage ist durch Anordnung einer an sich bekannten Kulissensteuerung der Klappen des Warmluft- und Kaltluftkanals zueinander re­ alisierbar.

Die Stellcharakteristik der Anlage kann jedoch auch mit­ tels einer elektronischen Steuerung und Stellmotoren für die Klappen realisiert sein.

Mit einer solchen Anordnung gelingt es, nicht nur in den Endstellbereich "Warm" und "Kalt", - bei denen ein Vermi­ schen von Luft ohnehin nicht erforderlich ist -, sondern auch in den dazwischen denkbaren Stellbereichen ein tem­ peraturhomogenes Luftgemisch zur Zuführung in den Fahr­ gastraum zu erreichen.

Dabei soll der Übergang von "Warm" auf "Kalt" durch kon­ tinuierliches Öffnen der Klappen des Kaltluftkanals er­ folgen, wobei die Klappen des Warmluftkanals so lange of­ fen bleiben, bis die Klappen des Kaltluftkanals vollstän­ dig geöffnet sind. Erst dann schließen die Klappen des Warmluftkanals. Die beabsichtigte Stellcharakteristik läßt sich mit Hilfe einer an sich bekannten Kulissen­ steuerung oder auch mittels einer elektronischen Steue­ rung und Stellmotoren realisieren. Auf diese Weise läßt sich eine beabsichtigte Solltemperaturänderung im Mittel­ bereich leicht realisieren.

Bei allen Mittelstellungen werden kalte und warme Luft­ strömungen direkt zueinander geführt, und zwar unmittel­ bar am Eintritt zum Mischraum, an dem bereits eine inten­ sive Durchmischung der unterschiedlich temperierten Luft­ massen erfolgt. Diese Durchmischung setzt sich im Misch­ raum selbst fort und führt an den Ausgangskanälen zu ho­ mogen temperierter Luft.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbeson­ dere darin, daß in einem vergleichsweise kleinen Misch­ raum einer Heiz- oder Klimaanlage über den gesamten Tem­ peraturanforderungsbereich für den Fahrgastraum tempera­ turhomogene Luft bereitgestellt wird, wobei die gefor­ derte Lufttemperatur sehr schnell und temperaturstabil lieferbar ist. Der dazu erforderliche Regelaufwand ist gering.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine nach Stand der Technik übliche Klima­ anlage eines Kraftfahrzeuges im Schnitt;

Fig. 2 eine nach der Erfindung ausgeführte Anlage mit vollständig geöffneten Warmluft- und Kaltluftkanälen;

Fig. 3 die Anlage nach Fig. 2 mit geöffnetem Warmluftkanal und geschlossenem Kaltluft­ kanal;

Fig. 4 die Anlage nach Fig. 2 mit geschlossenem Warmluftkanal und geöffnetem Kaltluftka­ nal.

In einem Gehäuse 1 einer Klimaanlage ist ein Verdampfer 2 und ein Wärmetauscher 3 einbezogen. Das Gehäuse 1 um­ schließt eine Mischkammer 4. Zur Mischkammer 4 führt vom Verdampfer 2 her ein Kaltluftkanal 5 und vom Wärmetau­ scher 3 her ein Warmluftkanal 6. Von der Mischkammer 4 aus führen verschiedene Mischluftkanäle 7, 8, 9 zum Fahr­ gastraum. Die Mischluftkanäle 7, 8, 9 können wahlweise mit Klappen 10, 11 freigegeben bzw. verschlossen werden.

Bei herkömmlichen Anlagen (Fig. 1) können der Kaltluft­ kanal 5 und der Warmluftkanal 6 wechselweise mit einer Mischkammerklappe 12 geöffnet bzw. geschlossen werden. Bei einer wie in Fig. 1 dargestellten Stellung der Mischkammerklappe 12 ist sowohl der Warmluftkanal 6 als auch der Kaltluftkanal 5 zur Mischkammer 4 hin geöffnet. Die Mischkammerklappe 12 ragt dabei in die Mischkammer 4 hinein und wirkt dabei in unerwünschter Weise als Leit­ fläche für die einströmenden unterschiedlich warmen Luft­ ströme, die somit nur eine relativ geringe Möglichkeit zur Durchmischung innerhalb der Mischkammer 4 haben. Bei einer Anlage gemäß der Erfindung (Fig. 2 bis 4) sind sowohl der Warmluftkanal 6 als auch der Kaltluftkanal 5 mit jeweils zwei jalousieartig zueinander angeordneten verdrehbaren Klappen 13 bzw. 14 verschließbar.

In der Fig. 2 sind sowohl die Klappen 13 des Kaltluftka­ nals 5 als auch die Klappen 14 des Warmluftkanals 6 voll geöffnet dargestellt. Die so der Mischkammer 4 aus dem Warmluftkanal 6 und dem Kaltluftkanal 5 zuströmende Luft trifft bereits nahe der Klappen 13, 14 aufeinander und hat in der Mischkammer 4 ausreichend Raum, sich innig zu vermischen. Dabei steht das gesamte Volumen der Mischkam­ mer 4 für diesen Mischvorgang zur Verfügung.

In Fig. 3 ist eine Einstellung der Anlage dargestellt, bei welcher ausschließlich der Warmluftkanal 6 zur Misch­ kammer 4 hin geöffnet ist. In Fig. 4 ist eine Einstel­ lung dargestellt, bei welcher ausschließlich der Kalt­ luftkanal 5 zur Mischkammer 4 hin geöffnet ist. Aus bei­ den Darstellungen ist ersichtlich, daß jeweils große Querschnitte freigegeben sind und somit die Luft ohne we­ sentliche Drosselwirkung und damit auch mit wenig Ge­ räusch die Anlage durchströmen kann. Zur Verbesserung der Durchmischung der Luftströme können sowohl die Klappen 13 als auch die Klappen 14 gewölbt ausgeführt sein. Mit ih­ nen kann so ein Richteffekt auf die strömende Luft aus­ geübt werden. Die Klappen 13 und 14 können aber auch im Querschnitt als Strömungskörper ausgebildet sein, um so die Geräuschunterdrückung weiter zu optimieren.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage läßt sich in vorteilhaf­ ter Weise ein optimaler Übergang der Einstellung von "Warm" auf "Kalt" und umgekehrt realisieren.

Bei einem Übergang von "Warm" auf "Kalt" sind die Klappen 14 des Warmluftkanals 6 voll geöffnet, und die Klappen 13 des Kaltluftkanals 5 werden dazu gleichmäßig geöffnet. Erst wenn auch die Klappen 13 vollständig geöffnet sind, werden die Klappen 14 kontinuierlich geschlossen. Bei Übergang von "Kalt" auf "Warm" sind zu Beginn die Klappen 13 des Kaltluftkanals 5 vollständig geöffnet, und dazu werden kontinuierlich die Klappen 14 des Warmluftkanals 6 geöffnet. Wenn letztere vollständig offen sind, werden die Klappen 13 des Kaltluftkanals 5 kontinuierlich ge­ schlossen.

Gewünschte Zwischenwerte ergeben sich somit logisch. Spe­ zifisch für bestimmte Anwendungsfälle angestrebte Stell­ charakteristika der Anlage sind durch an sich bekannte Kulissensteuerungen der Klappen 13, 14 zueinander leicht realisierbar.

Auch kann die Stellcharakteristik der Anlage vorteilhaft mittels einer elektronischen Steuerung und Stellmotoren für die Klappen 13, 14 realisiert werden, da ja die Klap­ pen 13, 14 auch unabhängig voneinander bewegt werden kön­ nen.

Die Klappen 13, 14 können anstelle von zwei Lamellen auch von mehr als zwei Lamellen gebildet sein. Natürlich ist die Erfindung auch anwendbar bei einer Fahrzeugheizung ohne Kälteanlage. Dann ist anstelle des beschriebenen Kaltluftkanals 5 ein Frischluftkanal zu sehen. Die be­ schriebenen Vorteile treten dann in gleicher Weise ein.

Die Lamellen der Klappen 13 und 14 öffnen vorzugsweise für jeden Kanal 5, 6 gleichzeitig und gleichsinnig; sie können jedoch auch so ausgebildet sein, daß die Lamellen einer Klappe nacheinander öffnen und schließen. Dies wird insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn sehr große Quer­ schnitte exakt dosiert geregelt werden sollen.

Claims (6)

1. Heiz- oder Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges, bei welcher in einer Mischkammer Frischluft und erwärmte Luft zusammengeführt und ge­ mischt werden und von dort die vermischte Luft dem Fahrgastraum zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftaustritt eines Frisch- bzw. Kaltluftkanals (5) und eines Warm­ luftkanals (6) zur Mischkammer (4) jeweils durch zwei oder mehr jalousieartig zueinander angeordnete ver­ drehbare Klappen (13, 14) regulierbar ist, welche derart gegeneinander ausgerichtet sind, daß in einem Teilöffnungsbereich die aus dem Frisch- bzw. Kaltluftkanal (5) ausströ­ mende Luft auf den Austrittsbereich (Klappen 14) des Warmluftkanals (6) gerichtet ist und die aus dem Warmluftkanal (6) ausströmende Luft auf den Austrittsbereich (Klappen 13) des Frisch- bzw. Kaltluftkanals (5) gerichtet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jalousieartig angeordneten Klappen (13; 14) je­ weils eines Kanals (5; 6) gleichzeitig und gleichsin­ nig miteinander verstellbar sind.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Klappen (13; 14) der jeweiligen Kanäle (5; 6) gleichsinnig nacheinander versetzt öffnend und schließend angeordnet sind.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jalousieartigen Klappen (13; 14) als ebenflä­ chige Körper ausgebildet sind.

5. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jalousieartigen Klappen (13; 14) als in einer Ebene gebogene Körper ausgebildet sind.

6. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jalousieartigen Klappen (13; 14) im Quer­ schnitt als sphärisch geformte Körper, vorzugsweise Strömungskörper, ausgeführt sind.