DE4415101A1 - Vehicle with heating and air=conditioning unit and dehumidifier - Google Patents

Vehicle with heating and air=conditioning unit and dehumidifier

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Abstract

The front of the car has a heating and/or air-conditioning unit (5), which can draw in fresh air from the surroundings and also circulates air from the vehicle interior (1). A dehumidifier (9) for the circulating air, which has a separate fan and may also be able to be heated for regeneration purposes, is arranged in the rear (3) of the vehicle interior.The dehumidifier may be located below or behind the rear seats (4), and may draw air from the rear footwells (16) and may direct it at the rear windscreen (19). A ventilation opening (20) may also be located in the region of the rear windscreen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einem im Fahrzeug-Frontbereich angeordneten Heiz- und/oder Kli­ magerät, das Frischluft aus der Umgebung und Umluft aus dem Fahrzeug-Innenraum ansaugen kann, sowie mit einem insbesondere auf Zeolithbasis arbeitenden Lufttrockner für die Umluft.The invention relates to a passenger car with a heating and / or air conditioning arranged in the front of the vehicle lean device that fresh air from the environment and recirculated air can suck the vehicle interior, as well as with a especially air dryer working on a zeolite basis for the air circulation.

Bekannt ist eine Heizvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges mit einem Sorptionsreaktor, dessen Reaktionskammer mit einem Sorbens wie Zeolith oder dgl. gefüllt ist, und wobei die im zu temperierenden Luftstrom enthaltene Feuchtigkeit vom Sorbens adsorbiert wird, aus der DE 42 21 242 A1. Ein weiterer Lufttrockner ist in der DE-OS 20 50 898 gezeigt. Hier wird der zu trocknende Luftstrom über ein mit einem hygroskopischen Material be­ schichtetes Band geführt. Stets ist bei diesem bekannten Stand der Technik der Lufttrockner im eigentlichen Heiz- und/oder Klimagerät angeordnet.A heating device for the passenger compartment is known of a motor vehicle with a sorption reactor, the Reaction chamber with a sorbent such as zeolite or the like is filled, and being in the air flow to be tempered contained moisture is adsorbed by the sorbent DE 42 21 242 A1. Another air dryer is in the DE-OS 20 50 898 shown. Here is the one to be dried Airflow over a be with a hygroscopic material layered tape. This is always known State of the art of the air dryer actually Heating and / or air conditioning unit arranged.

Da diese bekannte Anordnung den Bauaufwand sowie insbe­ sondere den erforderlichen Bauraum gegenüber Heiz-Klima­ geräten ohne Lufttrockner erheblich vergrößert, ist es Aufgabe der Erfindung, eine demgegenüber günstigere An­ ordnung für einen Lufttrockner aufzuzeigen, die zusätzli­ che Vorteile bringt.Since this known arrangement, the construction costs and in particular special the required installation space compared to heating air conditioning devices without air dryer, it is significantly enlarged Object of the invention, a more favorable to  show order for an air dryer, the additional advantages.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der mit einem eigenen Gebläse versehene Lufttrockner im Fondraum des Fahrzeug-Innenraums angeordnet ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind im abhängigen Patentanspruch aufgelistet.To solve this problem it is provided that with air dryer provided in the rear room with its own fan of the vehicle interior is arranged. Advantageous training and Further developments are in the dependent claim listed.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Prin­ zipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. Dabei zeigt Fig. 1 den sog. Umluftbetrieb, wobei der den Fahr­ zeug-Innenraum klimatisierende Luftstrom getrocknet wird, während in Fig. 2 die Regenerierungsphase des Lufttrock­ ners dargestellt ist. Fig. 3 zeigt einen Prinzipschnitt durch einen Lufttrockner.The invention is explained in more detail with reference to the principle sketch of a preferred exemplary embodiment. Fig. 1 shows the so-called. Recirculation mode, the vehicle interior air-conditioning air flow is dried, while in Fig. 2 the regeneration phase of the air dryer is shown. Fig. 3 shows a basic section through an air dryer.

Stets ist mit der Bezugsziffer 1 der Innenraum eines Per­ sonenkraftwagens bezeichnet, der einen Frontbereich 2 so­ wie einen Fondraum 3 mit Fondraumsitzen 4 aufweist. Die im Innenraum 1 herrschende Luftströmung bzw. Luftver­ teilung, mit Hilfe derer der Innenraum klimatisiert wird, ist durch Pfeile dargestellt. Demnach ist im Frontbereich 2 des Fahrzeuges ein Heiz- und/oder Klimagerät 5 angeord­ net, das über eine Frischluft-Ansaugöffnung 6 Frischluft aus der Umgebung ansaugen kann, ferner über eine Umluft-Ansaug­ öffnung 7 aber auch Umluft aus dem Innenraum 1 an­ saugen kann. Der angesaugte Luftstrom wird im Heiz-Klima­ gerät 5 temperiert und gelangt dann über Austrittsöffnun­ gen 8 in den Innenraum 1.The reference number 1 always designates the interior of a passenger car, which has a front area 2 and a rear space 3 with rear seats 4 . The air flow or air distribution prevailing in the interior 1 , by means of which the interior is air-conditioned, is represented by arrows. Accordingly, in the front area 2 of the vehicle, a heating and / or air-conditioning device 5 is arranged which can suck in fresh air from the environment via a fresh air suction opening 6 , and can also suck in circulating air from the interior 1 via a circulating air suction opening 7 . The sucked-in air flow is temperature-controlled in the heating and air conditioning device 5 and then reaches the interior 1 via outlet openings 8 .

Es ist erwünscht, den Luftstrom zu entfeuchten bzw. zu trocknen, wenn das Heizgerät bzw. Klimagerät im Umluftbe­ trieb arbeitet. Hierzu ist ein Lufttrockner 9 vorgesehen, durch den zumindest ein Teil des der Klimatisierung des Innenraumes 1 dienenden Luftstromes hindurchgeführt wird. Dieser Lufttrockner kann ein geeignetes Sorbens, bei­ spielsweise Zeolith enthalten, das begierig Feuchtigkeit aus einem hindurchgeführten Luftstrom aufnimmt.It is desirable to dehumidify or dry the air flow when the heater or air conditioner is operating in the recirculation mode. For this purpose, an air dryer 9 is provided, through which at least part of the air flow used to air-condition the interior 1 is passed. This air dryer can contain a suitable sorbent, for example zeolite, which eagerly absorbs moisture from an air stream passed through it.

Der Aufbau dieses Lufttrockner-Moduls 9 ist in Fig. 3 in einem Prinzipschnitt dargestellt. In einem Zuluftkanal 10 ist ein Gebläse 11 angeordnet, an das sich ein Register von Rückschlagklappen 12 anschließt. Hierauf folgt ein elektrisches Heizregister 13, stromab dessen sich in einem geeigneten Behälter eine Zeolith-Granulatschüttung 14 befindet. Hieran schließt sich ein Abluftkanal 15 an, in dem abermals ein Register von Rückschlagklappen 12 an­ geordnet ist.The structure of this air dryer module 9 is shown in a basic section in FIG. 3. A blower 11 is arranged in a supply air duct 10 , to which a register of non-return flaps 12 connects. This is followed by an electrical heating register 13 , downstream of which there is a zeolite granulate bed 14 in a suitable container. This is followed by an exhaust air duct 15 , in which a register of check valves 12 is again arranged.

Wie die Fig. 1, 2 zeigen, ist der Lufttrockner 9 im Fond­ raum 3 und insbesondere unter den Fondraumsitzen 4 ange­ ordnet. Dabei mündet der Zuluftkanal 10 im Fond-Fußraum 16, während sich an den Abluftkanal 15 ein hinter der Rückenlehne der Fondraumsitze 4 verlaufender Fort­ setzungskanal 17 anschließt, der auf der sog. Hutablage 18 mündet, wobei die Mündungsöffnung derart ausgerichtet ist, daß der Abluftstrom des Lufttrockners 9 in Richtung der Fahrzeug-Heckscheibe 19 geführt wird.As shown in FIGS. 1, 2 show the air dryer is 9 in the rear chamber 3 and in particular from the rear compartment seats 4 arranged. The supply air duct 10 opens into the rear footwell 16 , while the exhaust air duct 15 is followed by a continuation duct 17 which runs behind the backrest of the rear compartment seats 4 and which opens onto the so-called rear shelf 18 , the mouth opening being oriented such that the exhaust air flow of the Air dryer 9 is guided in the direction of the vehicle rear window 19 .

Mit dem gezeigten Einbauort des Lufttrockners 9 wird zum einen der Bauraum im Bereich des Heiz-Klimagerätes 5 nicht eingeschränkt, hingegen kann der ohnehin vorhandene Freiraum unterhalb der Fondraumsitze 4 in hervorragender Weise genutzt werden. Zwar ist es aus der DE 34 37 998 A1 bekannt, ein Schüttbettfilter für die Belüftungsluft eines Fahrzeug-Innenraumes ebenfalls unterhalb der Fond­ raumsitze anzuordnen, jedoch ist bei dieser bekannten An­ ordnung kein Gebläse vorgesehen, so daß der weitere, im folgenden erläuterte Vorteil nicht erzielbar ist. Da­ durch, daß der Lufttrockner 9 ein eigenes Gebläse 11 auf­ weist, wird nicht nur eine optimale Durchströmung der Zeolith-Granulatschüttung 14 erzielt, sondern insgesamt die Luftverteilung im Innenraum 1 des PKWs wie gewünscht beeinflußt. Mit Hilfe dieses Gebläses 11 des Lufttrock­ ner-Moduls 9 wird eine deutlich verbesserte Klimatisie­ rung des Fondraums 3 erzielt. Etwa aus der Mitte des Innenraumes 1 wird über dieses Gebläse 11 nämlich Luft abgezogen, die zuvor frisch temperiert aus dem Heiz-Kli­ magerät 5 in den Innenraum 1 gelangt ist. Dieser abgezo­ gene Luftstrom wird gezielt in den Fond-Fußraum 16 gelei­ tet und gelangt anschließend in getrocknetem Zustand an die Fahrzeug-Heckscheibe 19. Dort kann dieser Luftstrom beschlagverhindernd wirken, d. h. der getrocknete Luft­ strom kann dort sich evtl. niederschlagende Feuchtigkeit, die ansonsten mit Hilfe einer elektrischen Scheibenhei­ zung entfernt werden müßte, aufnehmen und gelangt an­ schließend gemäß den in Fig. 1 dargestellten Pfeilen in den Fahrzeug-Frontbereich 2 und dabei insbesondere zur Umluft-Ansaugöffnung 7. Insgesamt wird somit der Innen­ raum 1 optimal vom temperierten, der Innenraum-Klimati­ sierung dienenden Luftstrom durchströmt. Gleiches gilt, wenn der Lufttrockner-Modul 9 hinter den Fondraumsitzen 4 angeordnet ist, wie dies beispielsweise bei Personen­ kraftwagen mit im Fondraum vorgesehenen Laderaum (Fahrzeuge mit Heckklappe) möglich ist.With the installation location of the air dryer 9 shown , on the one hand the installation space in the area of the heating and air conditioning unit 5 is not restricted, on the other hand the available space underneath the rear room seats 4 can be used in an excellent manner. Although it is known from DE 34 37 998 A1 to arrange a bed filter for the ventilation air of a vehicle interior also beneath the rear seats, however, in this known arrangement no fan is provided, so that the further advantage explained below cannot be achieved is. Since the fact that the air dryer 9 has its own fan 11 , not only is an optimal flow through the zeolite granulate bed 14 achieved, but overall the air distribution in the interior 1 of the car is influenced as desired. With the help of this fan 11 of the Lufttrock ner module 9 , a significantly improved air conditioning tion of the rear space 3 is achieved. Approximately from the center of the interior 1 , air is drawn off via this blower 11 , which has previously reached the interior temperature 1 from the heating-air-conditioning device 5 . This deducted air flow is targeted in the rear footwell 16 and then reaches the vehicle rear window 19 in the dried state. There, this air flow can have an anti-fogging effect, that is to say the dried air flow can absorb moisture which otherwise would have to be removed with the aid of an electric disc heater, and then arrives at the front of the vehicle in accordance with the arrows shown in FIG. 1 2, and in particular to the air intake opening 7 . Overall, the interior air 1 is thus optimally flowed through by the temperature-controlled air flow serving the interior air conditioning. The same applies if the air dryer module 9 is arranged behind the rear room seats 4 , as is possible, for example, in the case of passenger cars with a loading space provided in the rear room (vehicles with a tailgate).

Selbstverständlich muß der Lufttrockner 9 nach einer ge­ wissen Betriebsdauer regeneriert werden, d. h. die im Lufttrockner 9 eingefangene Feuchtigkeit muß aus dem Lufttrockner 9 wieder entfernt werden. Diese Regenerie­ rungsphase ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei wird über den Lufttrockner 9 ein aufgeheizter und damit trockener Luftstrom geführt, der in der Zeolith-Granulatschüttung 14 die darin angesammelte Feuchtigkeit aufnimmt. Durch den Lufttrockner hindurchgefördert wird dieser Luftstrom abermals durch das Gebläse 11. Selbstverständlich muß dieser dann im Lufttrockner 9 befeuchtete Luftstrom aus dem Fahrzeug-Innenraum 1 abgeführt werden. Dies kann über die übliche, sich ebenfalls im Bereich der Heckscheibe 19 befindende Entlüftungsöffnung 20 erfolgen, von der aus der aus dem Innenraum 1 abgeführte Luftstrom über eine Heckentlüftungsöffnung 21 in die Umgebung gelangt. Bei dem bereits erwähnten Personenkraftwagen mit Laderaum kann der feuchte Abluftstrom auch über ein eigenes Kanal­ system direkt zur Heckentlüftungsöffnung 21 geführt wer­ den. Selbstverständlich muß eine entsprechende Luftmenge auch wieder in den Innenraum 1 eingebracht werden, was mit Hilfe des Heizgerätes 5, das dann über die Frischluft-Ansaugöffnung 6 Umgebungsluft ansaugt, erfol­ gen kann.Of course, the air dryer 9 must be regenerated after a period of operation known, ie the moisture trapped in the air dryer 9 must be removed from the air dryer 9 again. This regeneration phase is shown in Fig. 2. In this case, a heated and thus dry air stream is guided over the air dryer 9 and absorbs the moisture accumulated therein in the zeolite granulate bed 14 . This air flow is conveyed through the air dryer again by the blower 11 . Of course, this then humidified air flow in the air dryer 9 must be removed from the vehicle interior 1 . This can take place via the usual ventilation opening 20 , which is also located in the area of the rear window 19 and from which the air flow discharged from the interior 1 reaches the surroundings via a rear ventilation opening 21 . In the already mentioned passenger car with loading space, the moist exhaust air flow can also be led directly to the rear ventilation opening 21 via a separate duct system. Of course, a corresponding amount of air must also be reintroduced into the interior 1 , which can be done with the help of the heater 5 , which then sucks in ambient air via the fresh air intake opening 6 .

Bei Verwendung eines geeigneten, speziellen Sorbens im Lufttrockner 9, kann es möglich sein, dieses Sorbens al­ leine mit Hilfe eines im Heizgerät 5 konventionell er­ wärmten Luftstromes zu trocknen, d. h. zu regenerieren. Bei Verwendung von Zeolith als Sorbens ist dabei jedoch der Regenerationsgrad sehr niedrig. Daher ist bei Zeolith - wie in Verbindung mit Fig. 3 bereits erläutert - zwi­ schen dem Gebläse 11 sowie der Zeolith-Granulatschüttung 14 des Lufttrockner-Moduls 9 ein elektrisches Heizregi­ ster 13 vorgesehen. Mit Betrieb dieses elektrischen Heiz­ registers 13 kann ein ausreichend heißer und trockener Luftstrom erzeugt werden, der eine Regenerierung der Zeo­ lith-Granulatschüttung 14 ermöglicht.When using a suitable, special sorbent in the air dryer 9 , it may be possible to dry, ie to regenerate, this sorbent al line using a conventionally heated air flow in the heater 5 . When using zeolite as sorbent, however, the degree of regeneration is very low. Therefore, in Zeolite - as already explained in connection with FIG. 3 - between the blower 11 and the zeolite granulate 14 of the air dryer module 9, an electrical Heizregi ster 13 is provided. With operation of this electric heating register 13 , a sufficiently hot and dry air flow can be generated, which enables regeneration of the zeolite granulate bed 14 .

Insbesondere handelt es sich beim beschriebenen PKW um ein Elektrofahrzeug. In diesem Falle kann die Regenerie­ rung des Lufttrockners 9 während eines Fahrzeugstillstan­ des erfolgen, wenn auch die Fahrzeug-Batterien aufgeladen werden. In diesem Falle steht eine ausreichende Menge elektrischer Energie zur Verfügung, so daß das Heizregi­ ster 13 aus vorzugsweise PTC-Elementen aufgebaut sein kann und mit 220 V Wechselspannung betrieben werden kann. In particular, the car described is an electric vehicle. In this case, the regeneration of the air dryer 9 can take place during a vehicle standstill, even if the vehicle batteries are charged. In this case, a sufficient amount of electrical energy is available so that the Heizregi ster 13 can be constructed from preferably PTC elements and can be operated with 220 V AC.

Wie sich aus der Schilderung der Regenerierungsphase des Lufttrockners ergibt, ist ein weiterer Vorteil dieser Lufttrockner-Anordnung darin zu sehen, daß keine aufwen­ dige Klappensteuerung benötigt wird, um von der Trock­ nungsphase im Umluftbetrieb auf die Regenerierungsphase umzuschalten. Vielmehr muß lediglich die ohnehin vorge­ sehene Umschaltmöglichkeit zwischen Umluftbetrieb und Frischluftbetrieb vorhanden sein. Bei Umluftbetrieb wird quasi automatisch der Abluftstrom des Lufttrockners 9 wieder vom Heizgerät 5 angesaugt, während bei Frischluft­ betrieb analog Fig. 2 der Abluftstrom des Lufttrockners 9 automatisch über die Entlüftungsöffnungen 20, 21 in die Umgebung abgeführt wird. Wird jedoch das Fahrzeug bewegt und gleichzeitig das Heiz-Klimagerät 5 im Frischluftbe­ trieb betrieben, so ist es selbstverständlich nicht er­ forderlich, irgendeinen Luftstrom über den Lufttrockner 9 zu schicken. In diesem Falle wird das Gebläse 11 des Lufttrockner-Moduls 9 abgeschaltet, wonach aufgrund der Rückschlagklappen-Register 12 kein Luftstrom durch die Zeolith-Granulatschüttung 14 geführt wird. Gleichzeitig verhindern diese Rückschlagklappen 12 immer dann, wenn das Gebläse 11 abgeschaltet ist, daß möglicherweise feuchte Luftmassen zur Zeolith-Granulatschüttung 14 vor­ dringen können und diese solange sie aktiv, d. h. nicht gesättigt ist, mit Feuchtigkeit unnötig beladen und somit desaktivieren könnten. Mit Hilfe dieser Rückschlagklappen 12 wird somit der regenerierte Lufttrockner wirkungsvoll gegenüber der Umgebung abgeschirmt, wenn dieser nicht benötigt wird, d. h. solange als das Gebläse 11 abge­ schaltet ist. Dabei kann dieses Gebläse mehrere Schaltstufen besitzen. So kann mit einer geringen Geblä­ sedrehzahl eine Grundentfeuchtung und mit einer höheren Gebläsedrehzahl eine Extrementfeuchtung von Luftmassen erzielt werden. Jedoch kann dies sowie weitere Details durchaus abweichend vom geschilderten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.As can be seen from the description of the regeneration phase of the air dryer, another advantage of this air dryer arrangement can be seen in the fact that no complex valve control is required to switch from the drying phase in the recirculation mode to the regeneration phase. Rather, the switchover option between air recirculation mode and fresh air mode must already be provided. In air recirculation mode, the exhaust air flow of the air dryer 9 is automatically sucked in again by the heater 5 , while in fresh air operation analogous to FIG. 2, the exhaust air flow of the air dryer 9 is automatically discharged into the environment via the ventilation openings 20 , 21 . However, if the vehicle is moved and at the same time the heating and air conditioning unit 5 is operated in the fresh air mode, it is of course not necessary to send any air flow over the air dryer 9 . In this case, the blower 11 of the air dryer module 9 is switched off, after which no air flow is led through the zeolite granulate bed 14 due to the non-return flap register 12 . At the same time prevent these check valves 12 whenever the blower 11 is switched off, that possibly moist air masses can penetrate to the zeolite granulate bed 14 and, as long as it is active, ie not saturated, can be unnecessarily loaded with moisture and thus deactivated. With the help of these check valves 12 , the regenerated air dryer is effectively shielded from the environment when it is not needed, ie as long as the fan 11 is switched off. This blower can have several switching stages. This means that basic dehumidification can be achieved with a low fan speed and additional dehumidification of air masses with a higher fan speed. However, this and other details can be designed quite differently from the described exemplary embodiment without leaving the content of the claims.

Claims (2)

1. Personenkraftwagen mit einem im Fahrzeug-Frontbe­ reich (2) angeordneten Heiz- und/oder Klimagerät (5), das Frischluft aus der Umgebung und Umluft aus dem Fahrzeug-Innenraum (1) ansaugen kann, sowie mit einem insbesondere auf Zeolithbasis arbeitenden Lufttrockner (9) für die Umluft, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem eigenen Gebläse (11) versehene Lufttrockner (9) im Fondraum (3) des Fahrzeug-Innenraumes (1) angeordnet ist.1. Passenger car with a rich in the vehicle Frontbe ( 2 ) arranged heating and / or air conditioning unit ( 5 ), which can suck in fresh air from the environment and recirculated air from the vehicle interior ( 1 ), as well as with a zeolite-based air dryer ( 9 ) for the recirculating air, characterized in that the air dryer ( 9 ) provided with its own fan ( 11 ) is arranged in the rear space ( 3 ) of the vehicle interior ( 1 ). 2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale:
  • - der Lufttrockner (9) ist unter oder hinter den Fond­ raum-Sitzen (4) angeordnet,
  • - Zuluft erhält der Lufttrockner (9) aus dem Fond-Fuß­ raum (16),
  • - der Abluftstrom des Lufttrockners (9) ist in Rich­ tung der Fahrzeug-Heckscheibe (19) geführt,
  • - eine Entlüftungsöffnung (20) des Fahrzeug-Innenrau­ mes (1) befindet sich im Bereich der Heckscheibe (19),
  • - der Lufttrockner (9) ist zur Regenerierung beheizbar
  • - in der Regenerierungsphase des Lufttrockners (9) ge­ langt ein Frischluftstrom über das Heiz-Klimagerät (5) in den Fahrzeug-Innenraum (1) und wird über den Lufttrockner (9) sowie die Entlüftungsöffnung (20) des Fahrzeug-Innenraumes abgeführt
  • - im Zuluftkanal (10) und/oder Abluftkanal (15) des Lufttrockners (9) sind Rückschlagklappen (12) vorge­ sehen.
2. Passenger car according to claim 1, characterized by at least one of the following features:
  • - The air dryer ( 9 ) is arranged under or behind the rear room seats ( 4 ),
  • - The air dryer ( 9 ) receives supply air from the rear footwell ( 16 ),
  • - The exhaust air flow of the air dryer ( 9 ) is guided in the direction of the vehicle rear window ( 19 ),
  • - A ventilation opening ( 20 ) of the vehicle interior space ( 1 ) is located in the area of the rear window ( 19 ),
  • - The air dryer ( 9 ) can be heated for regeneration
  • - In the regeneration phase of the air dryer ( 9 ) ge reaches a fresh air flow via the heating / air conditioning unit ( 5 ) into the vehicle interior ( 1 ) and is discharged via the air dryer ( 9 ) and the ventilation opening ( 20 ) of the vehicle interior
  • - In the supply air duct ( 10 ) and / or exhaust air duct ( 15 ) of the air dryer ( 9 ) check valves ( 12 ) are easily seen.
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