DE4207283A1 - Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof - Google Patents
Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roofInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Temperaturabsenkung für den In nenraum von Fahrzeugen mit einem eine Heißseite und eine Kaltseite aufweisenden Kälteerzeuger und einer Belüftungsvorrichtung, die einen Außenluftstrom an der Heiß seite und einen weiteren Luftstrom an der Kaltseite des Kälteerzeugers vorbeiführt.The invention relates to a device for lowering the temperature for the In Interior of vehicles with a hot side and a cold side Refrigerator and a ventilation device that an outside air flow at the hot side and another air flow on the cold side of the cooling generator.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (US-PS 31 38 934) ist die Belüftungsvorrich tung so ausgelegt, daß die an der Kaltseite einer als Kälteerzeuger vorgesehenen Peltierelementgruppe vorbeigeführte Luft aus dem Innenraum, das heißt dem Fahrgast und/oder Nutzraum, des Fahrzeuges angesaugt und nach Wärmeaustausch mit der Kalt seite des Kälteerzeugers wieder in den Innenraum zurückgeleitet, also umgewälzt, wird.In a known device of this type (US-PS 31 38 934) is the ventilation device tion designed so that provided on the cold side as a refrigeration Peltier element group air passed from the interior, that is to say the passenger and / or usable space, the vehicle is sucked in and after heat exchange with the cold side of the refrigeration generator is returned to the interior, that is, circulated.
Bei der bekannten Einrichtung läßt die Kühlwirkung gerade dann zu wünschen übrig, wenn sie besonders nötig ist, nämlich wenn das Fahrzeug der Sonne ausgesetzt und da durch die Innenraumtemperatur im Vergleich zur Temperatur der Außenluft relativ hoch ist.In the known device, the cooling effect leaves much to be desired when it is particularly necessary, namely when the vehicle is exposed to the sun and there by the indoor temperature compared to the temperature of the outside air relative is high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die bei belie bigen Verhältnissen von Außentemperatur zu Innenraumtemperatur eine bezogen auf die zugeführte elektrische Energie besonders hohe Kühlwirkung entwickelt.The invention has for its object to provide a device that belie other ratios of outside temperature to inside temperature based on the electrical energy supplied develops a particularly high cooling effect.
Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Belüftungsvorrichtung eine temperaturabhängig umsteuerbare Luftleitvorrichtung aufweist, die den entlang der Kaltseite des Kälteer zeugers geführten weiteren Luftstrom bei im Vergleich zur Außentemperatur relativ niedriger Innenraumtemperatur (in an sich bekannter Weise) vom Innenraum aus, bei im Vergleich zur Außentemperatur relativ hoher Innenraumtemperatur aber von außen aus zuleitet.This task is invented on the basis of a device of the type mentioned at the beginning solved according to the invention in that the ventilation device is a temperature-dependent reversible air guiding device, which along the cold side of the cooler additional air flow in relation to the outside temperature low interior temperature (in a conventional manner) from the interior, at compared to the outside temperature of a relatively high interior temperature but from the outside from leads.
Die temperaturabhängig umsteuerbare Luftleitvorrichtung erlaubt es, die Kaltseite des Kälteerzeugers eingangsseitig jeweils mit relativ kühler Luft zu beaufschlagen, die dann von dem Kälteerzeuger abgekühlt wird. Dadurch wird ein besonders wirkungsvoller Kühleffekt erzielt.The temperature-dependent reversible air guide allows the cold side of the To charge the cooling generator on the input side with relatively cool air, which then is cooled by the cold generator. This makes it particularly effective Cooling effect achieved.
Vorzugsweise ist die Auslegung so getroffen, daß die Luftleitvorrichtung der Kaltseite des Kälteerzeugers Innenraumluft zuleitet, wenn die Innenraumtemperatur niedriger als die Außentemperatur ist, und die der Kaltseite des Kälteerzeugers Außenluft zuleitet, wenn die Innenraumtemperatur höher als die Außentemperatur ist. Die Eingangsseite des Kälteerzeugers wird auf diese Weise immer mit der kälteren der beiden zur Einspei sung zur Verfügung stehenden Luftarten (Innenraumluft bzw. Außenluft) beaufschlagt.The design is preferably such that the air guiding device is on the cold side of the refrigeration generator supplies indoor air if the indoor temperature is lower than the outside temperature is, and which supplies outside air to the cold side of the refrigeration generator, if the indoor temperature is higher than the outdoor temperature. The entry page In this way, the cold generator is always fed in with the colder of the two available air types (indoor air or outdoor air).
Die Luftleitvorrichtung kann vorteilhaft eine temperaturabhängig verstellbare Klappen anordnung aufweisen, die am einlaßseitigen Ende eines an der Kaltseite des Kälteer zeugers vorbeiführenden Luftleitweges sitzt und die in Abhängigkeit von der Tempera turdifferenz zwischen der Innenraumtemperatur und der Außentemperatur den Einlaß dieses Luftleitweges entweder zum Innenraum hin freigibt und zur Außenseite hin ver sperrt oder umgekehrt zur Außenseite hin freigibt und zum Innenraum hin versperrt.The air guiding device can advantageously be a temperature-dependent adjustable flap Have arrangement that at the inlet end of one on the cold side of the cooler the air duct leading past and depending on the tempera difference between the interior temperature and the outside temperature of the inlet this air duct either releases to the interior and ver to the outside locks or vice versa to the outside and locked to the interior.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung wird dabei erhalten, wenn der Ein laß des an der Kaltseite des Kälteerzeugers vorbeiführenden Luftleitweges mit der Aus senseite über einen Außenluftzulaß und mit dem Innenraum über einen Innen raumluftzulaß verbunden ist und die Klappenanordnung mindestens eine zwischen zwei Endstellungen verschwenkbare Klappe aufweist, die in ihrer einen Endstellung den Aus senluftzulaß und in ihrer anderen Endstellung den Innenraumzulaß verschließt und da bei den jeweils anderen Zulaß öffnet.A particularly simple design is obtained when the one leave the air duct by the cold side of the refrigeration unit with the off side via an outside air inlet and with the interior via an inside room air inlet is connected and the flap arrangement at least one between two End positions pivotable flap which in one end position the off senluftzulaß and in its other end position closes the interior approval and there opens at the other approval.
Zum Fördern des an der Heißseite und/oder des an der Kaltseite des Kälteerzeugers vorbeigeführten Luftstromes können zweckmäßig ein oder mehrere Querstromlüfter vorgesehen sein, obwohl grundsätzlich auch mit anderen Lüftertypen, insbesondere Axiallüftern, gearbeitet werden kann. For pumping the on the hot side and / or on the cold side of the refrigeration unit bypassed airflow can expediently one or more cross-flow fans be provided, although in principle also with other fan types, in particular Axial fans, can be worked.
Zur Umsteuerung der Luftleitvorrichtung dient vorzugsweise eine Steuer- oder Regel stufe mit zugeordnetem Vergleicher, an den ein Außentemperaturgeber und ein Innen raumtemperaturgeber angeschlossen sind und der die Innenraumtemperatur mit der Außentemperatur vergleicht, um in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Luftleitvor richtung in die eine oder die andere Stellung zu bringen.A control or regulation is preferably used to reverse the air guiding device level with assigned comparator, to which an outside temperature sensor and an inside room temperature sensors are connected and the indoor temperature with the Outside temperature compares to the air duct depending on this comparison to bring direction in one or the other position.
Als Kälteerzeuger eignet sich insbesonders eine Peltierelementgruppe, obwohl ohne weiteres auch mit anderen Arten von Kälteerzeugern, beispielsweise Plattenver dampfern, gearbeitet werden kann. Die erfindungsgemäße Auslegung der Belüftungs vorrichtung kann daher bei beliebig aufgebauten Klimadächern vorgesehen werden.A Peltier element group is particularly suitable as a cold generator, although without further also with other types of refrigerators, for example Plattenver steamers, can be worked. The design of the ventilation according to the invention device can therefore be provided in any climate roofs.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeich nungen näher erläutert. Es zeigt:A preferred embodiment of the invention is below with reference to the drawing nations explained in more detail. It shows:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Kraftfahrzeugdaches mit von einer Peltierelementgruppe gebildeten Kälteerzeuger und tempera turabhängig umsteuerbarer Luftleitvorrichtung für einen Betriebszu stand, bei dem die Innenraumtemperatur niedriger als die Außentem peratur ist, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section was of a motor vehicle roof with a Peltier element group formed cold generator and tempera turabhängig reversible air guiding system for a Betriebszu, wherein the interior temperature than the Außentem lower temperature,
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1, wobei die Luftleitvorrichtung in der Stellung dargestellt ist, die eingenommen wird, wenn die Innen raumtemperatur höher als die Außentemperatur ist, und Fig. 2 is a longitudinal section corresponding to Fig. 1, wherein the air guide device is shown in the position which is assumed when the interior temperature is higher than the outside temperature, and
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Umsteuern der Luftleitvorrichtung. Fig. 3 is a schematic block diagram of a device for reversing the air guiding device.
In den Fig. 1 und 2 ist das Dach eines Kraftfahrzeugs insgesamt mit 10 bezeichnet. Die normale (Vorwärts-)Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist durch den Pfeil 11 angedeutet. In das Dach 10 ist als Kälteerzeuger eine Peltierelementgruppe 12 eingebaut. Die Heiß seite der Peltierelementgruppe 12 liegt an der dem Außenraum zugewendeten Ober seite, die Kaltseite an der dem Fahrzeuginnenraum (Fahrgast- und/oder Nutzraum) zu gewendeten Unterseite der Peltierelementgruppe. Die Peltierelemente werden in nicht näher dargestellter Weise, z. B. aus einem Solargenerator und/oder aus der Lichtma schine und/oder aus der Fahrzeugbatterie, mit elektrischer Energie versorgt. Dabei stellt sich in an sich bekannter Weise ein Temperaturgefälle zwischen Heißseite und Kaltseite ein.In Figs. 1 and 2, the roof of a motor vehicle is generally indicated at 10. The normal (forward) direction of travel of the vehicle is indicated by arrow 11 . A Peltier element group 12 is installed in the roof 10 as a cold generator. The hot side of the Peltier element group 12 lies on the upper side facing the exterior, the cold side on the underside of the Peltier element group facing the vehicle interior (passenger and / or utility space). The Peltier elements are in a manner not shown, for. B. from a solar generator and / or from the Lichtma machine and / or from the vehicle battery, supplied with electrical energy. A temperature gradient between the hot side and the cold side is established in a manner known per se.
Es ist eine insgesamt mit 14 bezeichnete Belüftungsvorrichtung vorgesehen, die einen Außenluftstrom 15 an der Heißseite und einen weiteren Luftstrom 16 (Fig. 1) bzw. 17 (Fig. 2) an der Kaltseite der Peltierelementgruppe 12 vorbeiführt. Zu der Belüftungs vorrichtung 14 gehören Lüfter 18 und 19, vorzugsweise in Form von Querstromlüftern, die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel an der Einlaßseite eines der Heißseite der Peltierelementgruppe 12 zugeordneten Luftleitweges 20 bzw. eines der Kaltseite der Peltierelementgruppe 12 zugeordneten Luftleitweges 21 sitzen. Solche Lüfter können statt am Einlaßende wahlweise auch am Auslaßende der Luftleitwege 20, 21 angeordnet sein, wie dies für den oberen, heißseitigen Luftleitweg 20 bei 18′ angedeutet ist. Lüfter können auch an beiden Enden der Luftleitwege sitzen.A ventilation device, generally designated 14, is provided, which leads an outside air flow 15 on the hot side and a further air flow 16 ( FIG. 1) or 17 ( FIG. 2) on the cold side of the Peltier element group 12 . To the ventilation device 14 include fans 18 and 19 , preferably in the form of cross-flow fans, which sit in the illustrated embodiment on the inlet side of one of the hot side of the Peltier element group 12 associated air duct 20 or one of the cold side of the Peltier element group 12 associated air duct 21 . Such fans can alternatively be arranged at the outlet end of the air ducts 20 , 21 instead of at the inlet end, as indicated for the upper, hot-side air duct 20 at 18 '. Fans can also sit on both ends of the air ducts.
Zu der Belüftungsvorrichtung 14 gehört ferner eine temperaturabhängig umsteuerbare Luftleitvorrichtung, die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel aus einer oder meh reren nebeneinandersitzenden Klappen 22 besteht. Die gezeigte Klappe 22 ist am ein laßseitigen Ende des an der Kaltseite der Peltierelementgruppe 12 vorbeiführenden Luftleitweges 21 angeordnet. Die Klappe 22 ist um eine Schwenkachse 23 zwischen den beiden in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Endstellungen verschwenkbar. In ihrer einen Endstellung (Fig. 1) gibt die Klappe 22 einen Innenraumluftzulaß 24 frei, während sie einen Außenluftzulaß 25 verschließt. Fig. 2 zeigt die Klappe 22 in ihrer anderen End stellung. In dieser Stellung gibt die Klappe 22 den Außenluftzulaß 25 zu dem kaltseiti gen Luftleitweg 21 frei. Gleichzeitig versperrt sie den Innenraumluftzulaß 24 zu dem Luftleitweg 21.To the ventilation device 14 also includes a temperature-dependent reversible air guiding device, which in the illustrated embodiment consists of one or more flaps 22 sitting side by side. The flap 22 shown is arranged on an inlet-side end of the air duct 21 which leads past the cold side of the Peltier element group 12 . The flap 22 can be pivoted about a pivot axis 23 between the two end positions illustrated in FIGS. 1 and 2. In its one end position ( FIG. 1), the flap 22 releases an indoor air inlet 24 , while it closes an outdoor air inlet 25 . Fig. 2 shows the flap 22 in its other end position. In this position, the flap 22 releases the outside air inlet 25 to the cold air conduction path 21 . At the same time, it blocks the indoor air inlet 24 to the air duct 21 .
Die Umsteuerung der Luftleitvorrichtung (Klappe 22) erfolgt mittels einer Steuer- oder Regelstufe 26, der ein Vergleicher 27 vorgeschaltet ist (Fig. 3). An den Vergleicher 27 sind eingangsseitig ein Außentemperaturgeber 28 und ein Innenraumtemperaturge ber 29 angeschlossen.The air guide device (flap 22 ) is reversed by means of a control or regulating stage 26 which is preceded by a comparator 27 ( FIG. 3). On the input side, an external temperature sensor 28 and an interior temperature sensor 29 are connected to the comparator 27 .
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:The described device works as follows:
Wenn die vom Innenraumtemperaturgeber 29 erfaßte Temperatur im Innenraum 31 des Fahrzeugs niedriger liegt als die vom Außentemperaturgeber 28 ermittelte Außentem peratur, gibt der Vergleicher 27 an die Steuer- oder Regelstufe 26 ein Signal, das be wirkt, daß die Stufe 26 die Klappe 22 in die in Fig. 1 veranschaulichte Stellung bringt bzw. in dieser Stellung hält. Der Lüfter 18 saugt Außenluft über einen Einlaß 32 am heckseitigen Ende des Daches 10 an. Der dadurch ausgebildete Außenluftstrom 15 durchquert den Luftleitweg 20, und er verläßt das Dach 10 über einen nahe dem vorde ren Dachende liegenden, nach oben gerichteten Auslaß 33. Gleichzeitig wird Innen raumluft über den von der Klappe 22 freigegebenen Innenraumluftzulaß 24 angesaugt. Der dadurch ausgebildete Luftstrom 16 strömt über den unterhalb der Kaltseite der Pel tierelementgruppe 12 liegenden Luftleitweg 21 nach vorne, wobei er unter der Wirkung des Peltiereffekts von der Peltierelementgruppe gekühlt wird. Der so gekühlte Luft strom 16 tritt in den Innenraum 31 über einen Auslaß 34 über, der in einer Dachverklei dung (Himmel) 35 ausgebildet ist.If the temperature detected by the interior temperature sensor 29 in the interior 31 of the vehicle is lower than the temperature determined by the outside temperature sensor 28 , the comparator 27 gives the control or regulating stage 26 a signal which acts on the stage 26, the flap 22 in the brings position shown in Fig. 1 or holds in this position. The fan 18 draws in outside air through an inlet 32 at the rear end of the roof 10 . The resulting outside air flow 15 passes through the air duct 20 , and it leaves the roof 10 via a near the front end of the roof, upward outlet 33rd At the same time, indoor air is sucked in via the indoor air inlet 24 released by the flap 22 . The air stream 16 thus formed flows over the air duct 21 lying below the cold side of the animal element group 12 Pel, wherein it is cooled by the Peltier element group under the effect of the Peltier effect. The air stream 16 cooled in this way enters the interior 31 via an outlet 34 which is formed in a roof lining (sky) 35 .
Hat sich aber die Luft im Innenraum 31 beispielsweise unter dem Einfluß der auf das Fahrzeug einfallenden Sonnenstrahlung so weit aufgeheizt, daß die Innenraumtempera tur über der Außentemperatur liegt, wird die Klappe 22 mittels der Steuer- oder Regel stufe 26 umgesteuert und dabei um die Schwenkachse 23 in die in Fig. 2 veranschau lichte Stellung verschwenkt, in welcher die Klappe 22 den Außenluftzulaß 25 des kaltsei tigen Luftleitweges 21 freigibt und den Innenraumluftzulaß 24 versperrt. Der Lüfter 19 kann jetzt keine Innenraumluft mehr ansaugen. Vielmehr führt er dem Luftleitweg 21 Außenluft über den Außenluftzulaß 25 zu. Der entsprechende Luftstrom 17 wird beim Durchlaufen des Luftleitwegs 21 gekühlt, und er tritt über den Auslaß 34 in den Innen raum 31 über. Bezüglich des Außenluftstroms 15 tritt keine Änderung ein.But has the air in the interior 31 heated, for example under the influence of the incident solar radiation to such an extent that the interior temperature is above the outside temperature, the flap 22 is reversed by means of the control stage 26 and thereby about the pivot axis 23rd In the illustrated in FIG. 2 pivoted position, in which the flap 22 releases the outside air inlet 25 of the kaltsei term air duct 21 and blocks the indoor air inlet 24 . The fan 19 can no longer suck in indoor air. Rather, it leads the air duct 21 outside air via the outside air inlet 25 . The corresponding air flow 17 is cooled as it passes through the air duct 21 , and it passes through the outlet 34 into the interior 31 . No change occurs with regard to the outside air flow 15 .
Es versteht sich, daß die erläuterte Einrichtung auf verschiedene Weise abgewandelt werden kann. Während im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 beispielsweise die Luftströme 15, 16 und 17 im Dach von hinten nach vorne gefördert werden, kann auch mit umgekehrter Förderrichtung eines oder beider Ströme 15, 16 bzw. 15, 17 gearbeitet werden. Dabei kann für den Außenluftstrom 15 bei Fahrt des Fahrzeuges der Staueffekt ausgenutzt werden, wenn der Auslaß 33 nicht an der Oberseite, sondern an der Front seite des Daches 10 vorgesehen wird. Den Luftzulässen 24 und 25 können gesonderte Klappen oder dergleichen zugeordnet werden, die wechselseitig betätigt werden, um in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Vergleichers 27 den Zulaß 24 oder den Zu laß 25 zu öffnen und den jeweils anderen Zulaß zu schließen.It is understood that the described device can be modified in various ways. While in the embodiment of FIGS. 1 and 2, for example, the air flows 15 , 16 and 17 are conveyed from the rear to the front in the roof, it is also possible to work with the opposite conveying direction of one or both flows 15 , 16 or 15 , 17 . It can be exploited for the outside air flow 15 when the vehicle travels, if the outlet 33 is not provided on the top, but on the front side of the roof 10 . The air inlets 24 and 25 can be assigned separate flaps or the like, which are operated alternately in order to open the inlet 24 or the inlet 25 depending on the output signal of the comparator 27 and to close the other inlet.
Claims (7)
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| DE19924207283 DE4207283A1 (en) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof |
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| DE19924207283 DE4207283A1 (en) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof |
Publications (1)
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| DE4207283A1 true DE4207283A1 (en) | 1993-09-09 |
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ID=6453494
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| DE19924207283 Withdrawn DE4207283A1 (en) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof |
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