DE4305395C1 - Cooling for vehicle dashboard - using heat exchanger under dashboard surface thermally linked to air conditioning unit - Google Patents
Cooling for vehicle dashboard - using heat exchanger under dashboard surface thermally linked to air conditioning unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeabführung von der Sonneneinstrahlung besonders ausgesetzten Bauteilen, insbesondere Instrumententafel oder Hutablage, in Kraftfahrzeugen mit Klimaanlage, die mindestens einen Verdampfer aufweist.The invention relates to a device for heat dissipation components particularly exposed to solar radiation, especially instrument panel or parcel shelf, in Motor vehicles with air conditioning, at least one Evaporator has.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 40 28 986 A1) verläuft im Armaturenbrett oder der Instrumententafel ein Belüftungskanal parallel zu dessen bzw. deren Oberfläche, der außerhalb des Fahrgastraums in der Umgebung mündet und mit klimatisierter Luft beaufschlagt ist. Zur Verbesserung des Wärmeabtransports ist der Belüftungskanal mit wärmeleitenden Partikeln, z. B. Keramikkugeln oder luftdurchlässigem Keramikschaum, gefüllt.In a known device of this type (DE 40 28 986 A1) runs into the dashboard or dashboard Ventilation duct parallel to its surface, the outside the passenger compartment in the area and with conditioned air is applied. To improve the Heat dissipation is the ventilation duct with heat-conducting Particles, e.g. B. ceramic balls or breathable Ceramic foam, filled.
Bei einer ebenfalls bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 37 21 616 A1) sind mehrere durchlüftbare Räume unter den besonnten Bauteilen an Front- und Heckscheibe im Kraftfahrzeug angeordnet. Der Lufteintritt in diese Räume erfolgt entweder aus dem Freien oder, wenn eine Klimaanlage vorhanden ist, aus dem Kühlsystem der Klimaanlage. In a likewise known device of this type (DE 37 21 616 A1) are several rooms that can be ventilated Sun-drenched components on the front and rear windows in the Motor vehicle arranged. The air entry into these rooms takes place either outdoors or when air conditioning is present from the air conditioning cooling system.
Der Vorteil dieser Vorrichtungen zur Wärmeabfuhr besteht darin, daß die von den besonnten Bauteilen absorbierte Wärmeenergie abgeführt wird und dadurch diese Bauteile während der Fahrt weniger stark aufgeheizt werden. Als Wärmetransportmittel wird in beiden bekannten Vorrichtungen klimatisierte Luft verwendet, die von der Klimaanlage des Fahrzeugs abgezapft wird. Diese Vorrichtungen benötigen daher einen Teil der von der Klimaanlage abgegebenen Luft, die damit für die Klimatisierung des Fahrgastraumes verlorengeht. Die Funktion der Vorrichtungen ist nur während des Betriebs der Klimaanlage, also im wesentlichen nur während der Fahrt, gegeben. Beim Parken des Kraftfahrzeugs wird wegen fehlender Luftdurchströmung die Wärme aus den besonnten Bauteilen nicht abgeführt.The advantage of these devices for heat dissipation is in that it was absorbed by the sun-drenched components Thermal energy is dissipated and thereby these components are heated up less while driving. When Heat transport is used in both known devices conditioned air used by the air conditioning system of the Vehicle is tapped. These devices therefore require part of the air emitted by the air conditioning system, the so that it is lost for the air conditioning of the passenger compartment. The function of the devices is only during operation the air conditioning system, essentially only while driving, given. When parking the motor vehicle is due to missing Air flow does not remove the heat from the sun-drenched components dissipated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß für einen effektiven Wärmeabtransport von dem besonnten Bauteil nicht auf klimatisierte Luft der Klimaanlage zurückgegriffen werden muß und die Funktion der Vorrichtung zumindest beim Kurzzeitparken erhalten bleibt.The invention has for its object a device to improve the type mentioned so that for one effective heat dissipation from the sun-drenched component is not air-conditioned air from the air conditioning system can be used must and the function of the device at least when Short-term parking is retained.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved by solved the features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die vom besonnten Bauteil absorbierte Wärme durch Wärmeleitung in den kühleren Bereich des Verdampfers der Klimaanlage geleitet. Der durch den Betrieb der Klimaanlage außen kalte Verdampfer besitzt eine solch große Masse, daß die Wärmeleitung auch nach Abschalten der Klimaanlage noch stattfindet und so die wärmeabführende Funktion der Vorrichtung für eine gewisse Dauer nach Abstellen des Kraftfahrzeugs erhalten bleibt, die üblicherweise ausreicht, um ein starkes Aufheizen des besonnten Bauteils während des Kurzzeitparkens zu verhindern. Zum Betreiben der Vorrichtung ist weder klimatisierte Luft der Klimaanlage notwendig, die damit vollständig zur Klimatisierung des Fahrgastraumes zur Verfügung steht, noch ist ein Eingriff in die Klimaanlage erforderlich, so daß in dieser keine gesonderten Luftabzweigkanäle mit Stellklappen integriert werden müssen. Die Vorrichtung ist vielmehr sehr einfach an der Außenwand des Verdampfers der unveränderten Klimaanlage anzuschließen.In the device according to the invention, the sun is used Component absorbed heat by conduction in the cooler Area of the evaporator of the air conditioning system. The through the operation of the air conditioner has cold evaporators on the outside such a large mass that the heat conduction even after Switching off the air conditioning is still taking place and so the heat-dissipating function of the device for a certain Duration after parking the motor vehicle is retained, the is usually sufficient to heat the prevent sunlit components during short-term parking. There is neither conditioned air to operate the device the air conditioning necessary, so that it is completely Air conditioning of the passenger compartment is still available an intervention in the air conditioning system is necessary, so that in this has no separate air branch ducts with flaps need to be integrated. The device is rather very simply on the outer wall of the evaporator the unchanged Connect air conditioning.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention Device with appropriate training and Embodiments of the invention are in the further Claims specified.
Gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann der Wärmeabtransport von dem besonnten Bauteil zu dem kalten Verdampfer einmal durch eine Kühlflüssigkeit und zum anderen durch Wärmeleitung in Festkörpern erfolgen.According to alternative embodiments of the invention, the Heat transfer from the sun-drenched component to the cold one Evaporator through one coolant and the other by heat conduction in solids.
Im ersten Fall weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Flächenradiator eine Vielzahl von kühlflüssigkeitdurchströmten Kanälen auf, die jeweils über einen Ein- und Auslaß des Flächenradiators miteinander verbunden sind. Die Wärmebrücke zwischen dem Flächenradiator und dem Verdampfer wird von einem auf dem Außenmantel des Verdampfers in Flächenkontakt mit diesem angebrachten Rohr gebildet, das endseitig mit Ein- und Auslaß des Flächenradiators verbunden ist. Zur Erzeugung eines Kreislaufs der hier als Wärmetransportmittel verwendeten Kühlflüssigkeit ist an sich die Wärmedifferenz zwischen dem besonnten Bauteil und dem kalten Verdampfer ausreichend, doch kann zur Erzielung einer höheren Wärmetransportleistung in mindestens einem der das Rohr und den Flächenradiator miteinander verbindenden Schläuche eine Umwälzpumpe für die Kühlflüssigkeit eingeschaltet werden.In the first case, according to a preferred embodiment the invention of the surface radiator a variety of channels through which coolant flows, each via an inlet and outlet of the surface radiator with each other are connected. The thermal bridge between the surface radiator and the evaporator is from one on the outer jacket of the Evaporator in surface contact with this attached pipe formed, the end with the inlet and outlet of the Area radiator is connected. To generate a Circuit of the here used as heat transport Cooling liquid is in itself the heat difference between the sufficient component and the cold evaporator, but can be used to achieve a higher heat transfer performance at least one of the tube and the area radiator connecting hoses a circulation pump for the coolant can be switched on.
Ein Flächenradiator, wie er hier verwendet werden kann, ist beispielsweise aus der DE 39 23 687 A1 bekannt und dient dort der Vermeidung des Festsetzens von Schnee und Eis in einem für die Aufnahme der Scheibenwischer vorgesehenen Schacht zwischen Frontscheibe und Motorhaube. Der Flächenradiator ist aus zwei Metallplatinen zusammengesetzt, wobei die eine Metallplatine Strömungskanäle bildende Rillen trägt.An area radiator as can be used here is known for example from DE 39 23 687 A1 and serves there avoiding snow and ice sticking together shaft for the wipers between the windscreen and bonnet. The area radiator is composed of two metal plates, one of which Metal plate carries grooves forming flow channels.
Im zweiten Fall besteht der unter dem besonnten Bauteil sich erstreckende Flächenradiator aus einer Metallplatte. Dabei kann als Metallplatte das ohnehin vorhandene Trägerteil der Instrumententafel, das z. B. aus Aluminium besteht, dienen. Die Wärmebrücke zwischen dem Flächenradiator und dem Verdampfer wird von mindestens einer Vollkernstange aus gut wärmeleitendem Material gebildet, die auf dem Außenmantel des Verdampfers in Flächenkontakt mit diesem angebracht und mit der Metallplatte verbunden ist.In the second case, there is a component under the sun extending surface radiator made of a metal plate. It can as a metal plate the already existing carrier part of the Instrument panel, the z. B. consists of aluminum, serve. The Thermal bridge between the surface radiator and the evaporator is good from at least one solid core rod thermally conductive material formed on the outer jacket of the Evaporator in surface contact with it and attached the metal plate is connected.
Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Rohr bzw. der Vollkernstange und der Außenhaut des Verdampfers ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Anlagebereich des Rohrs bzw. der Vollkernstange am Außenmantel des Verdampfers eine Wärmeleitpaste aufgebracht.To improve the heat transfer between the pipe or the solid core rod and the outer skin of the evaporator according to a further embodiment of the invention in Contact area of the pipe or solid core rod on A thermal paste is applied to the outer jacket of the evaporator.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is based on one shown in the drawing Embodiment described in more detail below. It demonstrate:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Wärmeabführung aus der Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung, Fig. 1 shows a cross section of a device for heat dissipation from the instrument panel of a motor vehicle in a schematic representation;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 2 bei einer modifizierten Vorrichtung. Fig. 3 shows the same representation as in Fig. 2 in a modified device.
In Fig. 1 ist mit 10 schematisch die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs und mit 11 die längs der Frontscheibe 10 sich erstreckende Instrumententafel, auch Armaturenbrett genannt, des Kraftfahrzeugs dargestellt. Im Raum unterhalb der Instrumententafel 11 ist der Klimakasten 12 einer Klimaanlage angeordnet, bei welchem mit 13 der Verdampfer der Klimaanlage und mit 14 das Luftverteilergehäuse bezeichnet ist.In Fig. 1, 10 schematically shows the front window of a motor vehicle and with 11 the instrument panel extending along the front window 10 , also called the dashboard, of the motor vehicle. In the space below the instrument panel 11 , the air conditioning box 12 of an air conditioning system is arranged, in which 13 the evaporator of the air conditioning system and 14 the air distributor housing.
Die in Fig. 1 im Querschnitt schematisch skizzierte Vorrichtung zur Wärmeabführung aus der der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Instrumententafel 11 weist einen großflächigen Radiator auf, im folgenden Flächenradiator 15 genannt, der sich unterhalb der der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Oberfläche 111 der Instrumententafel 11 erstreckt. Der Flächenradiator 15 ist dabei der Form der Instrumententafel 11 angepaßt und liegt unmittelbar an der Unterseite 112 der Instrumententafel 11 mit gutem Wärmeübergang an, so daß er die durch Sonneneinstrahlung in der Instrumententafel 11 hervorgerufenen Wärme gut aufnehmen kann, die über mindestens eine Wärmebrücke 16, die mit dem Außenmantel 131 des Verdampfers 13 im Klimakasten 12 verbunden ist, an den Verdampfer 13 abgegeben wird.The device for heat removal schematically outlined in cross section in FIG. 1 from the instrument panel 11 exposed to solar radiation has a large-area radiator, hereinafter referred to as surface radiator 15 , which extends below the surface 111 of the instrument panel 11 exposed to solar radiation. The surface radiator 15 is adapted to the shape of the instrument panel 11 and is located directly on the underside 112 of the instrument panel 11 with good heat transfer, so that it can absorb the heat caused by sunlight in the instrument panel 11 , which has at least one thermal bridge 16 is connected to the outer jacket 131 of the evaporator 13 in the air conditioning box 12 and is delivered to the evaporator 13 .
Bei der in Fig. 1 und 2 skizzierten Vorrichtung wird der Flächenradiator 15 von zwei Metallplatinen 17, 18 (Fig. 2) gebildet, die aufeinander gelegt und miteinander flüssigkeitsdicht verbunden sind. In der Metallplatine 18 ist eine Vielzahl von Rillen eingeprägt, die mit einer Kühlflüssigkeit 20 gefüllte Strömungskanäle 19 bilden. Die Strömungskanäle 19 verlaufen hier rechtwinklig zur Frontscheibe 10, können sich aber auch parallel zur Frontscheibe 10 im Flächenradiator 15 erstrecken. Endseitig münden die Strömungskanäle 19 in hier nicht dargestellte Sammelkanäle, die jeweils zu einem Einlaß 21 und einem Auslaß 22 des Flächenradiators 15 führen. Die Wärmebrücke 16 wird hier von einem Aluminiumrohr 23 gebildet, das auf dem Außenmantel 131 des Verdampfers 13 in Flächenkontakt mit diesem angebracht ist. Um die Wärmeübertragung großflächig zu gestalten, ist zwischen dem Aluminiumrohr 23 und dem Außenmantel 131 Wärmeleitpaste 24 aufgebracht. Das Aluminiumrohr 23 ist am Verdampfer 13 so angebracht, daß in Einbaulage des Klimakastens 12 im Kraftfahrzeug das eine Rohrende an der Oberseite und das andere Rohrende an der Unterseite des Klimakastens 12 liegt. Das obere Rohrende ist mit dem Auslaß 22 und das untere Ende mit dem Einlaß 21 des Flächenradiators 15 verbunden, wobei der Auslaß 22 an dem der Frontscheibe 10 zugekehrten Ende des Flächenradiators 15 und der Einlaß 21 an dem von der Frontscheibe 10 abgekehrten Ende des Flächenradiators 15 liegt. Die Verbindung von Aluminiumrohr 23 und Flächenradiator 15 wird durch Schläuche 25, 26 hergestellt. Neben den Strömungskanälen 19 und den Sammelleitungen im Flächenradiator 15 sind auch das Aluminiumrohr 23 und die Schläuche 25, 26 mit Kühlflüssigkeit 20 gefüllt.In the device outlined in FIGS. 1 and 2, the surface radiator 15 is formed by two metal boards 17, 18 ( FIG. 2) which are placed on top of one another and connected to one another in a liquid-tight manner. A plurality of grooves are embossed in the metal plate 18 , which form flow channels 19 filled with a cooling liquid 20 . The flow channels 19 run here at right angles to the front screen 10 , but can also extend parallel to the front screen 10 in the surface radiator 15 . At the end, the flow channels 19 open into collecting channels (not shown here), which each lead to an inlet 21 and an outlet 22 of the surface radiator 15 . The thermal bridge 16 is formed here by an aluminum tube 23 which is attached to the outer jacket 131 of the evaporator 13 in surface contact therewith. In order to design the heat transfer over a large area, thermal paste 24 is applied between the aluminum tube 23 and the outer jacket 131 . The aluminum tube 23 is attached to the evaporator 13 so that in the installed position of the air conditioning box 12 in the motor vehicle, one pipe end is on the top and the other pipe end is on the underside of the air conditioning box 12 . The upper end of the tube is connected to the outlet 22 and the lower end to the inlet 21 of the surface of the radiator 15, the outlet 22 on the front plate 10 facing the end of the surface radiator 15 and the inlet 21 on the side facing away from the windscreen 10 end of the surface radiator 15 lies. The connection of aluminum tube 23 and surface radiator 15 is made by hoses 25 , 26 . In addition to the flow channels 19 and the collecting lines in the surface radiator 15 , the aluminum tube 23 and the hoses 25 , 26 are also filled with cooling liquid 20 .
Während des Betriebs der Klimaanlage ist der Außenmantel 131 des Verdampfers 13 relativ kühl. Durch die Sonneneinstrahlung wird die Instrumententafel 11 aufgeheizt. Die Kühlflüssigkeit in dem Flächenradiator 15 wird erwärmt und durch die Wärmedifferenz zwischen der Kühlflüssigkeit 20 im Flächenradiator 15 und der Kühlflüssigkeit 20 im Aluminiumrohr 23 entsteht ein Kühlflüssigkeitskreislauf, der die erwärmte Kühlflüssigkeit 20 aus dem Flächenradiator 15 über das Aluminiumrohr 23 zurück in den Flächenradiator 15 führt. Beim Durchgang durch das Aluminiumrohr 23 wird dabei Wärme aus der Kühlflüssigkeit 20 über das Aluminiumrohr 23 und die Wärmeleitpaste 24 in den Außenmantel 131 des Verdampfers 13 abgeleitet. Die im Aluminiumrohr 23 abgekühlte Flüssigkeit 20 strömt zurück in den Flächenradiator 15 und nimmt ihrerseits wieder Wärme von der Instrumententafel 11 auf. Insgesamt wird dadurch die Temperatur der Instrumententafel 11 trotz Sonneneinstrahlung niedrig gehalten.During the operation of the air conditioning system, the outer jacket 131 of the evaporator 13 is relatively cool. The instrument panel 11 is heated up by the solar radiation. The cooling liquid in the surface radiator 15 is heated and the heat difference between the cooling liquid 20 in the surface radiator 15 and the cooling liquid 20 in the aluminum tube 23 results in a cooling liquid circuit which leads the heated cooling liquid 20 out of the surface radiator 15 via the aluminum tube 23 back into the surface radiator 15 . When passing through the aluminum tube 23 , heat is dissipated from the cooling liquid 20 via the aluminum tube 23 and the thermal paste 24 into the outer jacket 131 of the evaporator 13 . The liquid 20 cooled in the aluminum tube 23 flows back into the surface radiator 15 and in turn absorbs heat from the instrument panel 11 . Overall, the temperature of the instrument panel 11 is kept low in spite of solar radiation.
Da der Verdampfer 13 eine recht große Masse besitzt, bleibt dieser Kühleffekt auch nach Abschalten der Klimaanlage noch für eine gewisse Dauer erhalten. Diese Zeitspanne reicht aus, um beim Kurzzeitparken ein Aufheizen der Instrumententafel 11 zu verhindern.Since the evaporator 13 has a fairly large mass, this cooling effect is retained for a certain time even after the air conditioning system has been switched off. This period of time is sufficient to prevent the instrument panel 11 from heating up during short-term parking.
Soll die Kühlleistung der Wärmeabführvorrichtung verbessert werden, also die Temperatur der Instrumententafel 11 bei Sonneneinstrahlung auf einem tieferen Wert gehalten werden, so kann in einem der Schläuche 25, 26 noch eine Umwälzpumpe vorgesehen werden, welche die Kühlflüssigkeit 20 zwischen Flächenradiator 15 und Aluminiumrohr 23 zum schnelleren Wärmeaustausch umwälzt.If the cooling performance of the heat dissipation device is to be improved, that is to say the temperature of the instrument panel 11 is kept at a lower value when the sun is shining in it, then a circulation pump can also be provided in one of the hoses 25 , 26 , which pump the cooling liquid 20 between the surface radiator 15 and the aluminum tube 23 for faster Heat exchange circulates.
In einer modifizierten Ausführungsform der beschriebenen Wärmeabführvorrichtung ist auf den Einsatz von Kühlflüssigkeit 20 verzichtet und der Flächenradiator 15′ als Metallplatte 27 ausgebildet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Wärmebrücke 16 zwischen Flächenradiator 15′ und Verdampfer 13 wird in diesem Fall von mindestens einer Vollkernstange aus gut wärmeleitendem Material gebildet, die einerseits mit der Metallplatte 27 und andererseits, in gleicher Weise wie das Aluminiumrohr 23 in Fig. 1, mit dem Außenmantel 131 des Verdampfers 13 verbunden ist. Auch hier ist wiederum ein guter Wärmeübergang zwischen Außenmantel 131 und Vollkernstange durch die Verwendung von Wärmeleitpaste sichergestellt.In a modified embodiment of the heat dissipation device described, the use of cooling liquid 20 is dispensed with and the surface radiator 15 'is designed as a metal plate 27 , as shown in FIG. 3. The thermal bridge 16 between surface radiator 15 'and evaporator 13 is formed in this case by at least one solid core rod made of a good heat-conducting material, on the one hand with the metal plate 27 and on the other hand, in the same way as the aluminum tube 23 in Fig. 1, with the outer jacket 131 of Evaporator 13 is connected. Here too, good heat transfer between the outer jacket 131 and the solid core rod is ensured by the use of thermal paste.
Bei dieser modifizierten Ausführung der Wärmeabführvorrichtung wird die Wärmeleitung in Festkörpern ausgenutzt, so daß die vom Flächenradiator 15 aufgenommene Wärmeenergie in den kühleren Verdampfer 13 abgeführt wird.In this modified embodiment of the heat dissipation device, the heat conduction in solids is used, so that the heat energy absorbed by the surface radiator 15 is dissipated into the cooler evaporator 13 .
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Vorrichtung auch zur Wärmeabführung aus der Hutablage oder aus dem Kofferraumdeckel des Kraftfahrzeugs oder aus sonstigen der Sonneneinstrahlung besonders ausgesetzten Bauteilen verwendet werden.The invention is not based on those described above Embodiments limited. So can the device for heat dissipation from the parcel shelf or from the Trunk lid of the motor vehicle or other of the Components exposed to solar radiation are used become.
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1993
- 1993-02-22 DE DE4305395A patent/DE4305395C1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |