DE4420162B4 - Luftaufbereitungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Luftaufbereitungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Wärmeaustauscher (10), der von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden kann, das von einem Kühlkreislauf (14) des Motors (M) kommt, und durch den ein Luftstrom (F) hindurchgehen kann, der in den Fahrgastraum (H) einzuleiten ist, wobei der Wärmeaustauscher (10) in einem von dem Wärmeträgermedium durchströmten Umwälzkreislauf (12) eingebaut ist und dass dieser Umwälzkreislauf (12) an den Kühlkreislauf über ein Verteilerventil (18; 46) angeschlossen ist, das in einem regelbaren Verhältnis das aus dem Wärmeaustauscher (10) kommende und in dem Umwälzkreislauf (12) zirkulierende Wärmeträgermedium mit dem vom Motor (M) kommenden und im Kühlkreislauf (14) zirkulierenden Wärmeträgermedium mischen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (18) einen Ventilkörper (34) mit vier Öffnungen umfasst, wobei sich zwei Öffnungen auf einer Seite des Ventilkörpers befinden, um den ersten Einlass (20) und den ersten Auslass (22) zu bilden, während sich zwei Öffnungen auf der anderen Seite des Ventilkörpers befinden, um...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftaufbereitungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Wärmeaustauscher, der von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden kann, das von einem Kühlkreislauf des Motors kommt, und durch den ein Luftstrom hindurchgehen kann, der in den Fahrgastraum einzuleiten ist.
  • Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen die durch den Motor des Fahrzeugs abgegebene Wärmeenergie genutzt wird, um einen Warmluftstrom zu liefern, der für die Beheizung des Fahrgastraums verwendet wird. gibt gegenwärtig zwei Regelungstechniken der Heizfunktion, um die Temperatur der in den Fahrgastraum einzuleitenden Luft zu regeln.
  • Eine erste Regelungstechnik der Heizfunktion besteht darin, in einem regelbaren Verhältnis einen aus dem Wärmeaustauscher kommenden Warmluftstrom mit einem Kaltluftstrom zu mischen, der außerhalb des Fahrgastraums aufgenommen oder aus dem Fahrgastraum rückgeführt wird. Diese Luftmischtechnik erfordert eine Mischkammer mit großem Platzbedarf und eine Mischklappe, deren Entwicklung für jedes neue Fahrzeug sehr langwierig ist.
  • Durch diese beiden Nachteile wird die jede Standardisierung der Heizvorrichtung beträchtlich erschwert.
  • Bei einer zweiten Regelungstechnik der Heizfunktion kommt einfaches oder thermostatisches Ventil zum Einsatz, das den Durchsatz des durch den Wärmeaustauscher strömenden Wärmeträgermediums (im allgemeinen Wasser mit Zusatz eines Frostschutzmittels) regelt.
  • Für diese zweite Regelungstechnik ist eine Einrichtung mit einem weniger großen Platzbedarf erforderlich als für die erste Regelungstechnik, wobei sich jedoch zwei größere Probleme ergeben. Das erste Problem besteht in der Schwierigkeit, die Temperaturprogressivität des in den Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms zu regeln, woraus sich regelungstechnische Probleme ergeben. Das zweite Problem bezieht sich auf die Inhomogenität der Temperaturen des in den Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms, wenn der Durchsatz des durch den Wärmeaustauscher strömenden Wärmeträgermediums sehr gering ist.
  • Außerdem sind diese beiden Regelungstechniken gegenüber dem Durchsatz des Wärmeträgermediums im Kühlkreislauf empfindlich, d von der Motordrehzahl und von der Öffnungsstellung des Thermostatventils abhängig ist.
  • Ein anderer Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass sie nur eine Heizfunktion übernehmen. Wenn das Fahrzeug mit einer Klimatisierungsfunktion für die Einleitung Kaltluft oder klimatisierter Luft in den Fahrgastraum ausgestattet werden soll, muss außerdem eine gesonderte Klimaanlage vorgesehen werden, die im wesentlichen aus einem Verdichter, einem Kondensator, einem Druckminderventil und einem Verdampfer besteht, die von einem Kältemittel durchströmt werden.
  • Dabei ist dieser als Flächenkühler fungierende Verdampfer neben dem vorgenannten Wärmeaustauscher, der als Heizradiator dient, in ein und derselben Leitung anzuordnen, durch die der in den Fahrgastraum einzuleitende Luftstrom strömen kann.
  • Der Hauptnachteil, der sich daraus ergibt, besteht in dem Platzbedarf, der durch das gleichzeitige Vorhandensein des Heizradiators und des Verdampfers in der Luftaufbereitungsvorrichtung entsteht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass mehrere Regelklappen vorgesehen werden müssen, deren Entwicklung langwierig und schwierig auszuführen ist.
  • Darüber hinaus sind die Temperaturen der aus dem Verdampfer austretenden Luft uneinheitlich verteilt.
  • Desweiteren ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei der Abgleichung des Verdampfers, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft übernimmt, um einen langwierigen u schwierigen Vorgang handelt.
  • DE 29 46 383 C2 offenbart eine Luftaufbereitungsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher der Wärmeaustauscher in einem von dem Wärmeträgermedium durchströmten Umwälzkreislauf eingebaut ist und bei welcher dieser Umwälzkreislauf an den Kühlkreislauf über ein Verteilerventil angeschlossen ist, das in einem regelbaren Verhältnis das aus dem Wärmeaustauscher kommende und im Umwälzkreislauf zirkulierende Wärmeträgermedium mit vom Motor kommenden und im Kühlkreislauf zirkulierenden Wärmeträgermedium mischen kann.
  • Nachteilig bei dieser Laufaufbereitungsvorrichtung ist die aufwendige und damit teure und fehleranfällige Ausgestaltung des Verteilerventils.
  • Der Zweck der Erfindung besteht vor allem darin, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen.
  • Dazu schlägt die Erfindung eine Luftaufbereitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vor.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auf diese Weise die Beheizung des Fahrgastraums unter vollständiger oder teilweiser Nutzung des Durchsatzes des Wärmeträgermediums, das vom Auslass des Wärmeaustauschers kommt und eine niedrigere Temperatur als am Einlass aufweist. Dieser Durchsatz des durch den Umwälzkreislauf strömenden Wärmeträgermediums wird in einem regelbaren Verhältnis mit dem aus dem Kühlkreislauf des Motors kommenden warmen Wärmeträgermedium gemischt, wodurch die Temperatur des in den Wärmeaustauscher einströmenden Wärmeträgermediums und von daher die in den Fahrgastraum eingeleitete Wärmeleistung kontrolliert werden kann.
  • Der Betrieb der Vorrichtung erfolgt mit konstantem Durchsatz, der vom Durchsatz des Wärmeträgermediums im Kühlkreislauf des Motors nahezu unabhängig ist.
  • Daraus ergeben sich die folgenden Hauptvorteile:
    • – Platzeinsparung aufgrund des Wegfalls der Mischkammer;
    • – Einsparung an Entwicklungszeit im Verhältnis zur Luftmischklappe;
    • – große Temperaturstabilität des in den Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms aufgrund des konstanten Durchsatzes und der Unabhängigkeit gegenüber dem Durchsatz des Kühlkreislaufs und
    • – gute Regulierbarkeit aufgrund einer nahezu linearen Progressivität, die durch das Verteilerventil herbeigeführt wird.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Verteilerventil eine als "Umwälzposition" bezeichnete Endstellung einnehmen, in welcher der Umwälzkreislauf vollständig vom Kühlkreislauf getrennt ist, und eine als "Direktrücklaufposition" bezeichnete Endstellung, in welcher der Umwälzkreislauf direkt mit dem Kühlkreislauf verbunden ist, sowie jede Zwischenposition zwischen den beiden vorgenannten Endstellungen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei diesem Verteilerventil um ein Ventil mit einem ersten Einlass und einem ersten Auslass, die an den Umwälzkreislauf angeschlossen sind, sowie mit einem zweiten Einlass und einem zweiten Auslass, die mit dem Kühlkreislauf verbunden sind, wobei dieses Ventil ein Steuerorgan umfasst, das in der Umwälzposition eine Verbindung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass herstellt und das in der Direktrücklaufposition einerseits den ersten Einlass mit dem zweiten Auslass und andererseits den zweiten Einlass mit dem ersten Auslass verbindet, wobei es außerdem jede Zwischenstellung zwischen den beiden vorgenannten Positionen einnehmen kann.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht dieses Vierwegeventil aus einem Ventilkörper mit vier Öffnungen, wobei sich zwei Öffnungen auf einer Seite des Ventilkörpers befinden, um den ersten Einlass und den ersten Auslass zu bilden, während sich zwei Öffnungen auf der anderen Seite des Ventilkörpers befinden, um den zweiten Einlass und den zweiten Auslass zu bilden, wobei die Öffnungen paarweise fluchtend angeordnet sind, so dass der e Einlass mit dem zweiten Auslass und der erste Auslass mit dem zweiten Einlass fluchtet, und wobei das Steuerorgan ein gleitend geführter Schieber ist, der zwei Durchlassquerschnitte in ausgewählter Form umfasst, um das als "Umwälzrate" bezeichnete Verhältnis zwischen dem Durchsatz des rückgeführten Wärmeträgermediums und dem Durchsatz des Wärmeträgermediums im Umwälzkreislauf in Abhängigkeit von der Position des Schiebers zu verändern.
  • Die Durchlassquerschnitte des Schiebers können insbesondere eine Dreieckform mit zwei geraden Seiten oder mit zwei hyperbelartigen Seiten aufweisen.
  • In einer anderen Variante handelt es sich bei dem Verteilerventil um ein Dreiwegeventil mit einem ersten Einlass, der an einen Strang angeschlossen ist, welcher den Wärmeaustauscher direkt mit dem Kühlkreislauf verbindet, mit einem zweiten Einlass, der an den Kühlkreislauf angeschlossen ist, und mit einem einzigen Auslass, der mit dem Wärmeaustauscher verbunden ist, sowie mit einem Steuerorgan für die Verteilung der jeweiligen Durchsätze des Wärmeträgermediums, das durch den ersten Einlass und den zweiten Einlass einströmt und durch den einzigen Auslass ausströmt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Verteilerventil mit dem Kühlkreislauf über einen Druckbegrenzer verbunden, so dass konstante Zuleitungsbedingungen am Einlass des Ventils, unabhängig von dem jeweiligen Durchsatz im Kühlkreislauf, gewährleistet werden können und eine "Umleitungsfunktion" vorgesehen werden kann.
  • In einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Kältegerät mit einem Verdampfer, der von einem Kältemittel durchströmt und Wärme mit dem Wärmeträgermedium austauschen kann, das im Umwälzkreislauf zirkuliert, um es zu kühlen, wenn sich das Verteilerventil in einer Umwälzposition befindet, in welcher der Umwälzkreislauf vollständig vom Kühlkreislauf getrennt ist.
  • Diese Lösung erweist sich als besonders vorteilhaft, da sie die Möglichkeit schafft, nur einen einzigen Wärmeaustauscher in der Leitung zu verwenden, die für die Einführung der Luft in den Fahrgastraum bestimmt ist.
  • Dieser Wärmeaustauscher bildet somit einen Radiator, wenn es sich um die Beheizung des Fahrgastraums handelt, und einen Flächenkühler, wenn der Fahrgastraum gekühlt werden soll. In beiden Fällen wird der Wärmeaustauscher stets von dem gleichen Wärmeträgermedium durchströmt.
  • Anstelle seiner Anordnung unter dem Armaturenbrett in der Nähe des Heizradiators kann der Verdampfer dann an einer anderen Stelle des Fahrzeugs installiert werden, wo die Probleme im Zusammenhang mit dem Platzbedarf weniger kritisch sind.
  • Statt eines Wärmeaustauschs mit Luft nach dem bisherigen Stand der Technik bewirkt der Verdampfer erfindungsgemäß einen Wärmeaustausch mit dem Wärmeträgermedium, das heißt üblicherweise mit einer Mischung von Wasser und Glykol.
  • Die erzielten Hauptvorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:
    • – beträchtliche Platzeinsparung unter dem Armaturenbrett;
    • – verkürzte Entwicklungszeit aufgrund der benutzten Regelungen;
    • – gute Homogenität der Temperaturen des in den Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms und
    • – verringerte Pulsatorleistung.
  • In einer ersten Variante wird der Verdampfer direkt am Umwälzkreislauf installiert, so dass der gesamte Durchsatz des in diesem Kreislauf zirkulierenden Wärmeträgermediums durch den Verdampfer strömt.
  • In einer anderen Variante umfasst der Umwälzkreislauf einen Hauptstrang, an dem der Verdampfer angebracht ist, und einen um den Verdampfer herum geführten Abzweigstrang, wobei ein Dreiwege-Verteilerventil vorgesehen ist, um den Durchsatz des Wärmeträgermediums zwischen dem Hauptstrang und dem Abzweigstrang des Umwälzkreislaufs zu verteilen.
  • In der nachstehend als Beispiel angeführten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, auf denen folgendes dargestellt ist:
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht eines Vierwegeventils, das Bestandteil der Vorrichtung von 1 sein kann.
  • Die 3 und 4 zeigen zwei mögliche Gestaltungen des Schiebers des Ventils von 2.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einer Variante von 1.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform und mit einem Verdampfer.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einer Variante von 6.
  • Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfasst einen Wärmeaustauscher 10, der in einem Umwälzkreislauf 12 eingebaut ist, durch den ein Wärmeträgermedium strömt, im allgemeinen Wasser mit Zusatz eines Frostschutzmittels, das aus einem Kühlkreislauf 14 eines Motors M, insbesondere eines Verbrennungsmotors, eines Kraftfahrzeugs kommt.
  • Der Wärmeaustauscher 10 kann von einem Luftstrom (Pfeile F) durchströmt werden, der in den Fahrgastraum H des Fahrzeugs einzuleiten ist. Bei dem Luftstrom handelt es sich entweder um Außenluft, die außerhalb des Fahrgastraums aufgenommen wird, oder um aus dem Innern des Fahrgastraums aufgenommene Umluft. Der Umwälzkreislauf 12 umfasst zwei Stränge 12a und 12b, die an den Einlass bzw. an den Auslass des Wärmeaustauschers 10 angeschlossen sind. An dem Strang 12a ist eine Pumpe 16, beispielsweise eine Elektropumpe, angebracht, die für einen konstanten Durchsatz des Wärmeträgermediums durch den Wärmeaustauscher 10 sorgt. Der Umwälzkreislauf 12 ist über ein Verteilerventil 18 in der Ausführung als Vierwegeventil mit dem Kühlkreislauf 14 verbunden.
  • Das Ventil 18 besitzt einen ersten Einlass 20, der mit dem Strang 12b verbunden ist, und einen ersten Auslass 22, der an den Strang 12a angeschlossen ist, sowie einen zweiten Einlass 24 und einen zweiten Auslass 26, die mit zwei Leitungen 28 bzw. 30 verbunden sind, welche wiederum an den Kühlkreislauf 14 angeschlossen sind. Der Anschluss der Leitungen 28 und 30 an den Kühlkreislauf 14 erfolgt über einen Druckbegrenzer 32, dessen Aufgabe darin besteht, konstante Zuleitungsbedingungen am Einlass 24 des Ventils 18, unabhängig von dem jeweiligen Durchsatz des Wärmeträgermediums im Kühlkreislauf 14, zu gewährleisten.
  • Das Ventil 18 ermöglicht das in einem regelbaren Verhältnis erfolgende Mischen des aus dem Wärmeaustauscher 10 kommenden Wärmeträgermediums, das im Umwälzkreislauf 12 zirkuliert, mit dem vom Motor M kommenden Wärmeträgermedium, das im Kühlkreislauf 14 zirkuliert.
  • Auf diese Weise ermöglicht das Ventil die Rückführung eines Teils des aus dem Wärmeaustauscher 10 kommenden Wärmeträgermediums zum Einlass der Pumpe 16, die für einen konstanten Durchsatz im Wärmeaustauscher 10 sorgt. Je nach der Stellung des Ventils kann der dem Wärmeaustauscher 10 zugeleitete Durchsatz des Wärmeträgermediums vollständig aus dem Umwälzkreislauf 12 oder vollständig aus dem Kühlkreislauf 14 stammen, wobei jede Zwischenkombination zwischen diesen beiden Endstellungen möglich ist.
  • Auf diese Weise kann die Temperatur des durch den Wärmeaustauscher 10 strömenden Wärmeträgermediums und folglich die Temperatur des in den Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms geregelt werden.
  • Das Ventil 18 (2) besteht aus einem Ventilkörper 34, der mit vier Öffnungen versehen ist. Zwei dieser Öffnungen befinden sich auf einer Seite des Ventilkörpers, um den ersten Einlass 20 bzw. den ersten Auslass 22 zu bilden, während zwei weitere Öffnungen auf der anderen Seite des Ventilkörpers angeordnet sind, um den zweiten Einlass 24 bzw. den zweiten Auslass 26 zu bilden. Diese Öffnungen sind paarweise fluchtend angeordnet, so dass der erste Einlass 20 mit dem zweiten Auslass 26 und der erste Auslass 22 mit dem zweiten Einlass 24 fluchtet.
  • Das Ventil 18 umfasst ein Steuerorgan 36 mit einem Schieber 38, der gleitend in einem inneren Hohlraum 40 des Ventilkörpers gelagert ist und einen Durchlassquerschnitt 42, der durch den Schieber hindurchgehend ausgebildet ist, sowie einen zweiten, außen an dem Schieber ausgebildeten Durchlassquerschnitt 44 aufweist.
  • Das Steuerorgan 36 kann eine als "Umwälzposition" bezeichnete erste Endstellung einnehmen, in der sich der Schieber 38 in der am weitesten rechts angeordneten Position in 2 befindet. In dieser Stellung gibt der Schieber nur eine Verbindung zwischen dem Einlass 20 und dem Auslass 22 frei. Daraus folgt, dass der Umwälzkreislauf 12 vollständig von dem Kühlkreislauf 14 getrennt ist.
  • Das Steuerorgan 36 kann eine andere, in 2 ganz links befindliche Endstellung einnehmen, in der einerseits eine direkte Verbindung zwischen dem Einlass 20 und dem Auslass 26 und andererseits eine direkte Verbindung zwischen dem Einlass 24 und dem Auslass 22 hergestellt wird. In dieser als "Direktrücklaufposition" bezeichneten Stellung ist der Umwälzkreislauf 12 direkt mit dem Kühlkreislauf 14 verbunden.
  • Natürlich kann der Schieber jede Zwischenposition zwischen den beiden vorgenannten Endstellungen einnehmen, um das Mischungsverhältnis der zwei Wärmeträgerströme zu verändern, di Umwälzkreislauf 12 bzw. im Kühlkreislauf 14 zirkulieren.
  • So kann das als "Umwälzrate" bezeichnete Verhältnis zwischen dem Durchsatz des rückgeführten Wärmeträgermediums und dem Durchsatz des im Umwälzkreislauf 12 befindlichen Wärmeträgermediums in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Schiebers beliebig verändert werden. Dieses Verhältnis kann Werte zwischen 0 und 10 annehmen, wie dies in 2 dargestellt wird.
  • In der Ausführungsform von 3 umfasst der Schieber 38 zwei Durchlassquerschnitte 42 und 44 in der Form von Dreiecken mit geraden Seiten, während diese beiden Durchlassquerschnitte in der Ausführungsform von 4 die Form von Dreiecken mit hyperbelartigen Seiten aufweisen.
  • Auf diese Weise ist das Temperaturverhalten der in den Fahrgastraum eingeführten Luft linear in Abhängigkeit von der Verstellung des Steuerorgans 36.
  • Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann die Verwendung eines Kegelventils anstelle des Schieberventils vorgesehen werden.
  • In der Ausführungsform von 5 umfasst die Vorrichtung ein Ventil 46 in der Ausführung als Dreiwegeventil mit einem ersten Einlass 48, der an einen Strang (gebildet durch die Verbindung des Strangs 12b und der Leitung 30) angeschlossen ist, welcher den Wärmeaustauscher 10 direkt mit dem Kühlkreislauf 14 verbindet. Außerdem umfasst das Ventil 46 einen zweiten Einlass 50, der über die Leitung 28 mit dem Kühlkreislauf 14 verbunden ist. Das Ventil 46 besitzt nur einen Auslass 52, der über den Strang 12a an den Einlass des Wärmeaustauschers 10 angeschlossen ist. Das Ventil 46 umfasst ein Steuerorgan 54 für die Verteilung der Durchsätze des Wärmeträgermediums, die durch den Einlass 48 bzw. den Einlass 50 zugeführt werden und durch den einzigen Auslass 52 ausströmen.
  • In 5 umfasst die Vorrichtung keinen Druckbegrenzer wie in 1.
  • Die in 6 dargestellte Vorrichtung entspricht der Vorrichtung von 1 und umfasst Mittel für die Zuleitung von klimatisierter Luft in den Fahrgastraum.
  • Dazu umfasst die Vorrichtung ein Kältegerät 56 einer an sich bekannten Bauart mit einem Verdichter, einem Kondensator und einem Druckminderventil (nicht dargestellt) sowie mit einem Verdampfer 58. Letzterer ist an dem Strang 12a zwischen der Pumpe 16 und dem Einlass des Wärmeaustauschers 10 eingebaut. Der Verdampfer 58 kann von einem Kältemittel durchströmt werden und Wärme mit dem Wärmeträgermedium austauschen, das in dem Umwälzkreislauf zirkuliert, um es abzukühlen, wenn sich das Ventil 18 in Umwälzposition befindet.
  • Demzufolge kann derselbe Wärmeaustauscher 10 sowohl als Heizradiator als auch als Flächenkühler der Klimaanlage dienen.
  • In der Variante von 7 ist der Verdampfer 58 ebenfalls an dem Strang 12a eingebaut, der einen Hauptstrang bildet, wobei außerdem ein um den Verdampfer 58 herum geführter Abzweigstrang 60 vorgesehen ist. Ein Dreiwege-Verteilerventil 62 ist vorgesehen, um den Durchsatz des Wärmeträgermediums zwischen dem Hauptstrang 12a (der durch den Verdampfer 58 hindurchgeht) und dem Abzweigstrang 60 (der um den Verdampfer 58 herum geführt ist) zu verteilen. Das Verteilerventil 62 ermöglicht die Regelung der Temperatur am Einlass des Wärmeaustauschers 10 und folglich die Kontrolle der dem Fahrgastraum zugeführten thermischen Kühlleistung. Außerdem wird durch den Umstand, dass nur ein Teildurchsatz des Wärmeträgermediums durch den Verdampfer 58 geleitet wird, eine Temperatur unter 0 DEG C für die Verdampfung des Kältemittels ermöglicht. Die Mischung des Teildurchsatzes des Wärmeträgermediums, der nicht durch den Verdampf er geströmt ist, ermöglicht die Wiederherstellung einer Temperatur über 0 DEG C, um keine Vereisung am Flächenkühler zu verursachen.

Claims (9)

  1. Luftaufbereitungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Wärmeaustauscher (10), der von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden kann, das von einem Kühlkreislauf (14) des Motors (M) kommt, und durch den ein Luftstrom (F) hindurchgehen kann, der in den Fahrgastraum (H) einzuleiten ist, wobei der Wärmeaustauscher (10) in einem von dem Wärmeträgermedium durchströmten Umwälzkreislauf (12) eingebaut ist und dass dieser Umwälzkreislauf (12) an den Kühlkreislauf über ein Verteilerventil (18; 46) angeschlossen ist, das in einem regelbaren Verhältnis das aus dem Wärmeaustauscher (10) kommende und in dem Umwälzkreislauf (12) zirkulierende Wärmeträgermedium mit dem vom Motor (M) kommenden und im Kühlkreislauf (14) zirkulierenden Wärmeträgermedium mischen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (18) einen Ventilkörper (34) mit vier Öffnungen umfasst, wobei sich zwei Öffnungen auf einer Seite des Ventilkörpers befinden, um den ersten Einlass (20) und den ersten Auslass (22) zu bilden, während sich zwei Öffnungen auf der anderen Seite des Ventilkörpers befinden, um den zweiten Einlass (24) und den zweiten Auslass (26) zu bilden, wobei die Öffnungen paarweise fluchtend angeordnet sind, so dass der erste Einlass (20) mit dem zweiten Auslass (26) und der erste Auslass (22) mit dem zweiten Einlass (24) fluchtet, und dass das Steuerorgan ein gleitend geführter Schieber (38) ist, der zwei Durchlassquerschnitte (42, 44) in ausgewählter Form umfasst, um das als "Umwälzrate" bezeichnete Verhältnis zwischen dem Durchsatz des rückgeführten Wärmeträgermediums und dem Durchsatz des im Umwälzkreislauf (12) befindlichen Wärmeträgermediums in Abhängigkeit von der Position des Schiebers zu verändern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (18; 46) eine als "Umwälzposition" bezeichnete Endstellung einnehmen kann, in welcher der Umwälzkreislauf (12) vollständig vom Kühlkreislauf (14) getrennt ist, und eine andere, als "Direktrücklaufposition" bezeichnete Endstellung, in welcher der Umwälzkreislauf (12) direkt mit dem Kühlkreislauf (14) verbunden ist, sowie ferner jede Zwischenposition zwischen den beiden vorgenannten Endstellungen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassquerschnitte (42, 44) des Schiebers (38) eine Dreieckform mit zwei geradlinigen Seiten oder mit zwei hyperbelartigen Seiten aufweisen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verteilerventil um ein Dreiwegeventil (46) handelt, das einen ersten Einlass (48) besitzt, der an einen Strang (12b, 30) angeschlossen ist, welcher den Wärmeaustauscher (10) direkt mit dem Kühlkreislauf (14) verbindet, einen zweiten Einlass (50), der an den Kühlkreislauf (14) angeschlossen ist, und einen einzigen Auslass (52), der mit dem Wärmeaustauscher (10) verbunden ist, sowie ein Steuerorgan (54) für die Verteilung der jeweiligen Durchsätze des Wärmeträgermediums, das durch den ersten Einlass (48) und den zweiten Einlass (50) einströmt und durch den einzigen Auslass (50) ausströmt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (18; 46) über einen Druckbegrenzer (32) an den Kühlkreislauf (14) angeschlossen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kältegerät (56) mit einem Verdampfer (58) umfasst, der von einem Kältemittel durchströmt werden und Wärme mit dem Wärmeträgermedium austauschen kann, das in dem Umwälzkreislauf (12) zirkuliert, um es abzukühlen, wenn sich das Ventil (18; 46) in der Umwälzposition befindet, in welcher der Umwälzkreislauf (12) vollständig von dem Kühlkreislauf (14) getrennt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (58) direkt in den Umwälzkreislauf (12) eingebaut ist, so dass der gesamte in diesem Kreislauf zirkulierende Durchsatz des Wärmeträgermediums durch den Verdampfer (58) strömt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umwälzkreislauf (12) einen Hauptstrang (12a), an dem der Verdampfer (58) eingebaut ist, und einen um den Verdampfer herum geführten Abzweigstrang (60) umfasst, wobei ein Dreiwege-Verteilerventil (62) vorgesehen ist, um den Durchsatz des Wärmeträgermediums zwischen dem Hauptstrang (12a) und dem Abzweigstrang (60) des Umwälzkreislaufs zu verteilen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umwälzkreislauf (12) eine Pumpe (16) umfasst, die für die Umwälzung des Wärmeträgermediums sorgt.
DE19944420162 1993-06-23 1994-06-09 Luftaufbereitungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs Expired - Lifetime DE4420162B4 (de)

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