DE602005003681T2 - Pro innenraumbereich getrennt steuerbare heiz-, ventilations- und/oder klimatisierungsvorrichtung für den innenraum eines fahrzeugs - Google Patents

Pro innenraumbereich getrennt steuerbare heiz-, ventilations- und/oder klimatisierungsvorrichtung für den innenraum eines fahrzeugs Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen, Lüften und/oder Klimatisieren eines Fahrgastraums, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die ein Gehäuse, das mit einem Eingang für Umwälzluft versehen ist, einen Heizkörper, der ein Bündel von Rohren aufweist, das von einem Wärmeträgerfluid durchflossen wird, wobei der Heizkörper im Gehäuse angeordnet ist, und eine Warmluftdurchführung aufweist, die in mindestens zwei Warmluftkanäle aufgeteilt ist, um jeweilige, den Heizkörper durchquerende Warmluftströme zu verschiedenen Zonen des Fahrgastraums zu leiten.
  • Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekannt, die dazu vorgesehen sind, eine separate Einstellung der aerothermischen Parameter in unterschiedlichen Zonen des Fahrgastraums, beispielsweise in einer rechten und in einer linken Zone, zu ermöglichen.
  • Das Einstellen der Temperatur kann entweder durch Einstellung des Durchsatzes des Wärmeträgerfluids, das den Heizkörper durchquert, oder meistens durch Vermischen eines Warmluftstroms aus dem Heizkörper mit einem Kaltluftstrom, der den Heizkörper nicht durchquert hat, erfolgen.
  • In letzterem Fall wird im Allgemeinen jedem Warmluftkanal ein Abzweigkanal zugeordnet, um einen Kaltluftrom, der den Heizkörper nicht durchquert, zu transportieren.
  • Es sind dann Einstellmittel vorgesehen, um den Warmluftstrom, der durch einen Warmluftkanal fließt, und den zugeordneten Kaltluftstrom, der durch den Abzweigkanal fließt, in einem variablen Verhältnis zu verteilen. Man kann somit zu jedem Bereich des Fahrgastraums eine Luft mit eingestellter Temperatur leiten, die sich aus einer Mischung in einstellbarem Verhältnis aus einem Warmluftstrom und einem Kaltluftstrom ergibt.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art weist der Heizkörper im Allgemeinen die Form eines Rechtecks auf, und die Teilung der Warmluftdurchführung in Warmluftkanäle erfolgt in rechteckigen Abschnitten mittels mindestens einer Trennwand, die sich an beiden Seiten des Rechtecks parallel erstreckt.
  • Bei dem Beispiel einer getrennten Einstellung für eine rechte und eine linke Zone ist der Heizkörper somit gewöhnlich in der Mitte durch eine Wand abgeteilt, um zwei sekundäre Wärmeaustauschflächen mit rechteckiger Form zu definieren, deren Fläche die Hälfte der Fläche des Wärmetauschers bildet.
  • Das Dokument FR 2829064 offenbart eine derartige Vorrichtung.
  • Es ist jedoch festgestellt worden, dass der Heizkörper, auch Thermoblock genannt, je nach Stelle an der Wärmeaustauschfläche einen Temperaturgradienten, d. h. Temperaturunterschiede besitzt.
  • Dieser Temperaturgradient kann bei Heizkörpern, die Rohre mit I-förmigem Umlauf oder Rohe mit U-förmigem Umlauf besitzen, Werte von 10°C und sogar von 20°C erreichen. Diese Temperaturunterschiede führen dazu, dass die Durchschnittstemperatur des Warmluftstroms von einem Warmluftkanal zu einem anderen deutlich variieren kann, was bei der Benutzung derartiger Heizkörper zu Problemen hinsichtlich der aerothermischen Einstellung führt.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt das Vermischen des Warmluftstroms mit dem Kaltluftstrom für jeden Bereich des Fahrgastraums mittels Klappen oder dergleichen.
  • Eine Lösung besteht darin, eine Klappe zum Schließen eines Abzweigkanals (Kaltluftkanals) zu verwenden, deren Bewegung mit derjenigen eines Schieberorgans, beispielsweise einer gelochten oder nicht gelochten Platte koordiniert ist, welche das Fließen des Warmluftstroms durch den Warmluftkanal steuert, wie beispielsweise in der FR-A-2 829 064 gelehrt ist.
  • Das Ziel der Erfindung besteht insbesondere darin, die oben genannten Nachteile zu beseitigen.
  • Sie zielt insbesondere darauf ab, die aerothermische Einstellung einer Vorrichtung der vorgenannten Art zu vereinfachen, damit die jeweiligen Durchschnittstemperaturen der Warmluftströme in den verschiedenen Warmluftkanälen im Wesentlichen identisch sind.
  • Das Ziel der Erfindung besteht auch darin, eine Vorrichtung der vorgenannten Art bereitzustellen, die insbesondere für das Einstellen der aerothermischen Parameter in mindestens zwei unterschiedlichen Zonen eines Fahrgastraums, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums geeignet ist.
  • Dazu schlägt sie eine Vorrichtung der eingangs definierten Art vor, bei der die Warmluftdurchführung durch Unterteilungsmittel unterteilt ist, die von gewählter Form und so angeordnet sind, dass der Mittelwert der Temperaturen der Luft am Ausgang des Bündels des Heizkörpers in den Warmluftkanälen im Wesentlichen gleich ist.
  • Statt eine gewöhnlich recheckige Wärmeaustauschfläche mittels mindestens einer Trennwand in mehrere sekundäre, ebenfalls rechteckige Flächen zu unterteilen, die einem Bruchteil der Wärmeaustauschfläche entsprechen, entscheidet man sich somit für eine Unterteilung mit gewählter Form.
  • Diese gewählte Form ist so definiert, dass der Mittelwert der Temperaturen der Luft am Ausgang des Bündels des Heizkörpers in den verschiedenen Warmluftkanälen im Wesentlichen gleich ist.
  • Die Form der Unterteilung kann empirisch oder vorzugsweise durch Berechnung ausgehend von einem Kennfeld der Temperaturen eines spezifischen Heizkörpers festgelegt werden, wobei dieses Kennfeld jedes Mal vom Heizkörpertyp und insbesondere von der Ausgestaltung seines Rohrbündels abhängig ist. Der Ausdruck "Temperaturkennfeld" soll eine Erfassung der Temperaturen der Luft am Ausgang des Heizkörpers an verschiedenen, genau definierten Stellen, beispielsweise an den Knotenpunkten eines Rasters bezeichnen.
  • Es ist festgestellt worden, dass das Rohrbündel in den meisten Fällen die Form eines Rechtecks hat und die Luft am Ausgang des Bündels des Heizkörpers eine maximale Temperatur bzw. eine minimale Temperatur in zwei Bereichen besitzt, die sich im Wesentlichen an den beiden Enden einer Diagonale des Rechtecks befinden.
  • Die Erfindung schlägt dann vor, die Unterteilungsmittel so auszubilden, dass sie sich in etwa in der Richtung dieser Diagonale erstrecken.
  • Diese Unterteilungsmittel können verschiedene Formen haben. Sie können durch einen einfachen Geradenabschnitt oder durch eine Kombination unter schiedlicher Kurven, insbesondere durch Geradenabschnitte und gekrümmte Abschnitte usw. gebildet sein.
  • Das Rohrbündel des Heizkörpers ist vorzugsweise vom Typ mit I-förmigem Umlauf oder auch vom Typ mit U-förmigem Umlauf.
  • In den meisten Fällen wird das Einstellen der Temperatur des in eine Zone des Fahrgastraums geleiteten Luftstroms, wie bereits erwähnt, durch Mischen oder Vermischen eines Warmluftstroms und eines Kaltluftstroms in einstellbarem Verhältnis erhalten.
  • Erfindungsgemäß sind Einstellmittel vorgesehen, die den Warmluftkanälen zugeordnet sind und Lochplatten aufweisen, die in Translation in der gleichen Richtung zwischen einer nahen Stellung und einer ferner Stellung verschiebbar sind, wobei die Platten jeweils Ränder haben, die in der nahen Stellung zusammenfallen können, indem sie die Form der Unterteilungsmittel annehmen.
  • Die Ränder der Lochplatten fallen dann mit der durch die Unterteilungsmittel definierten Form zusammen oder passen sich genau an diese Form an.
  • Die Lochplatten wirken vorzugsweise mit festen Platten zusammen, die in der Nähe einer Längsfläche des Heizkörpers angeordnet sind.
  • Die Lochplatten und die festen Platten sind vorteilhafterweise entlang einer Längsfläche des Heizkörpers, stromaufwärtige Fläche genannt, angeordnet, welche sich auf der Seite seines Eingangs befindet.
  • Die Unterteilungsmittel weisen vorzugsweise mindestens eine stromaufwärtige Trennwand, die sich stromaufwärts des Heizkörpers befindet, und mindestens eine stromabwärtige Trennwand auf, die sich stromabwärts des Heizkörpers befindet.
  • Die stromabwärtige Trennwand trägt vorteilhafterweise dazu bei, mindestens zwei Ausgangsleitungen zu begrenzen, die jeweils unterschiedliche Zonen des Fahrgastraums versorgen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zwei Warmluftkanäle auf, die zwei jeweilige Zonen des Fahrgastraums speisen, insbesondere eine rechte Zone und eine linke Zone. Es ist jedoch möglich, mehr als zwei Warmluftkanäle vorzusehen, um mehr als zwei Zonen des Fahrgastraums zu speisen, insbesondere eine rechte vordere Zone, eine linke vordere Zone und entweder eine einzige hintere Zone oder eine rechte hintere Zone und eine linke hintere Zone.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung ferner Abzweigkanäle auf, die jeweils den Warmluftkanälen zugeordnet sind, um einen Kaltluftstrom zu befördern, der den Heizkörper nicht durchquert hat, wobei eine Einstellklappe in jedem Abzweigkanal vorgesehen ist, um den ihn durchquerenden Kaltluftstrom zu steuern.
  • Die Einstellklappe eines Abzweigkanals ist vorteilhafterweise mit einer Lochplatte des zugeordneten Warmluftkanals koordiniert, um eine Mischung des im Warmluftkanal fließenden Warmluftstroms und des im Abzweigkanal fließenden Kaltluftstroms in einstellbarem Verhältnis zu gewährleisten.
  • Jeder Abzweigkanal ist vorteilhafterweise neben einem Warmluftkanal angeordnet, wobei die Einstellklappe des Abzweigkanals eine Klappe vom schwenkenden Typ ist, die mit der Lochplatte des zugeordneten Warmluftkanals verbunden ist.
  • In der nachfolgenden, beispielhaft angegebenen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:
  • 1 eine Querschnittansicht eines Teils einer Vorrichtung zum Heizen, Lüften und/oder Klimatisieren aus dem Stand der Technik mit getrennter Einstellung einer rechten und einer linken Zone des Fahrgastraums;
  • 2 einen Heizkörper vom Typ mit I-förmigem Umlauf;
  • 3 einen Heizkörper vom Typ mit U-förmigem Umlauf;
  • 4 einen zum Heizkörper aus 2 analogen Heizkörper vom Typ mit I-förmigem Umlauf, bei dem verschiedene Temperaturmesspunkte, hier vierundzwanzig Punkte gezeigt sind, welche gemäß sechs Reihen mit vier Punkten angeordnet sind;
  • 5 ein Beispiel eines Kennfelds des Heizkörpers aus 4, in dem die in Grad C ausgedrückten Temperaturen an den verschiedenen Messpunkten aus 4 angegeben sind;
  • 6 ein Kennfeld der Temperaturbereiche des Heizkörpers aus 4, das hier auf fünf Zonen Z1 bis Z5, von der kältesten bis zur wärmsten Zone verteilt ist;
  • 7A bis 13A jeweils sieben unterschiedliche Ausführungsformen der Temperatureinstellmittel, die Lochplatten und zugeordnete Schwenkklappen aufweisen;
  • 7B bis 13B schematisch die Kontur der Lochplatten in Abhängigkeit vom Kennfeld der Temperaturen des Heizkörpers entsprechend den jeweiligen 7A bis 13A;
  • 14 ein perspektivische Teilansicht von unten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Seite der stromaufwärtigen Fläche des Heizkörpers her, bei der die Struktur der Unterteilungsmittel, der Lochplatten und der ihnen zugeordneten Klappen gezeigt ist;
  • 15 eine perspektivische Teilansicht des gleichen Heizkörpers auf der Seite der stromabwärtigen Fläche, bei der die Unterteilungsmittel auf der Seite dieser stromabwärtigen Fläche dargestellt sind; und
  • 16 eine zu 14 analoge Ansicht ohne das Gehäuse der Vorrichtung.
  • Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, die einen Teil einer Vorrichtung 10 zum Heizen, Lüften und/oder Klimatisieren eines Kraftfahrzeugfahrgastraums gemäß dem Stand der Technik zeigt. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 12 auf, das mit einem Lufteingang 14 für Umwälzluft aus einer (nicht gezeigten) Lüftungseinheit, auch Luftgebläse genannt, versehen ist. Der Umwälzluftstrom strömt in das Gehäuse 12, wie mit Pfeil F1 gezeigt. Der Luftstrom F1 durchquert anschließend einen Verdampfer 16, der Teil eines Klimatisierungskreises und hier in einer im Wesentlichen waagerechten Stellung angeordnet ist. Der Luftstrom F1 kann somit beim Durchqueren des Verdampfers gekühlt oder klimatisiert werden.
  • Die Luft wird anschließend in zwei Leitungen 18d und 18g verteilt, die einer rechten Zone ZD bzw. einer linken Zone ZG des Fahrgastraums entsprechen. Diese beiden Leitungen 18d und 18g sind durch eine gemeinsame Trennwand 20 getrennt, die sich senkrecht über dem Verdampfer 16 befindet, um den Luftstrom aus dem Verdampfer in Hälften zu teilen und zu verteilen.
  • Über dem Verdampfer sind nacheinander ein Heizkörper 22, auch Thermoblock genannt, und ein elektrischer Zusatzheizkörper 24 angeordnet. Ein Wärmeträgerfluid, gewöhnlich die Flüssigkeit zum Kühlen des Fahrzeugmotors, fließt durch den Heizkörper 22. Der Heizkörper 24 weist elektrische Widerstände auf, z. B. vom Typ mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstände).
  • Die beiden Heizkörper 22 und 24 haben eine Hauptaustauschfläche, die insgesamt rechteckig ist, und die Trennwand 20 trennt die beiden Austauschflächen jedes Mal in zwei sekundäre Flächen, die ebenfalls rechteckig sind und der Hälfte der Hauptaustauschfläche entsprechen.
  • Die Heizkörper 22 und 24 nehmen lediglich einen Teil jeder Hälfte des Gehäuses ein, wie sie zwischen einer Seitenwand 26d bzw. 26g und der Trennwand 20 definiert ist. Dadurch wird im Gehäuse eine Warmluftdurchführung definiert, die in zwei Warmluftkanäle 28d und 28g geteilt ist. Jedem Warmluftkanal 28d und 28g ist jeweils ein Abzweigkanal 30d bzw. 30g für kalte Luft, die nicht durch die Heizkörper 22 und 24 fließt, zugeordnet.
  • Jede Zone ZD und ZG des Fahrgastraums wird getrennt mit einem Luftstrom mit eingestellter Temperatur gespeist, der durch Vermischen des Kaltluftstroms F2, der durch den Abzweigkanal 30d oder 30g fließt, mit dem Warmluftstrom F3, der durch den Warmluftkanal 28d oder 28g fließt, in variablem Verhältnis erhalten wird.
  • Diese Einstellung wird mit einer Einstellklappe 32d bzw. 32g erreicht, die hier eine Drosselklappe ist und im entsprechenden Kaltluftkanal 30d bzw. 30g angebracht ist. Die Bewegung jeder dieser Klappen ist mit derjenigen einer Lochplatte 34d bzw. 34g koordiniert, die translatorisch in einer zu den Ebenen der Wärmetauscher 16, 22 und 24 insgesamt parallelen Richtung verschiebbar ist.
  • Diese Lochplatten 34d und 34g wirken mit festen Platten 36d bzw. 36g zusammen, die vor dem Heizkörper 22 angeordnet sind. Jede der Lochplatten 34d und 34g ist mittels eines Gelenks 38d bzw. 38g, gegebenenfalls mittels einer Pleuelstange an den zugehörigen Klappen 32d, 32g gelenkig angebracht. Jede der Lochplatten 34d und 34g wirkt mit der zugeordneten festen Platte 36d oder 36g auf die Weise eines Schiebers zusammen, um den Eingang der entsprechenden Hälfte des Heizkörpers 22 und somit den Durchsatz des Warmluftstroms (Pfeil F3) zu steuern.
  • Wie in 1 festzustellen ist, erfolgt die Teilung des Heizkörpers 22 (wie auch die des Heizkörpers 24) in zwei rechteckige Hälften.
  • Der Heizkörper 22 weist gewöhnlich ein Bündel von Rohren auf, durch die ein Wärmeträgerfluid fließt, welches meistens durch die Flüssigkeit zum Kühlen des Fahrzeugsmotors gebildet ist.
  • 2 veranschaulicht einen Heizkörper 22 vom Typ mit I-förmigemlauf, der eine Vielzahl an parallelen Rohren 40 aufweist, die zwischen einem Eingangssammelbehälter 42, der mit einem Eingangsrohrstutzen 44 versehen ist, und einem Ausgangsammelbehälter 46, der mit einem Ausgangsrohrstutzen 48 versehen ist, angeordnet ist.
  • Das Wärmeträgerfluid dringt in den Rohrstutzen 44 ein, wie durch Pfeil F4 angegeben, zirkuliert anschließend parallel in den Rohren 40, wie durch die Pfeile F5 angegeben (I-förmiger Umlauf), um zum Ausgangssammelbehälter 46 zu gelangen und den Heizkörper über den Rohrstutzen 48 zu verlassen, wie durch Pfeil F6 angegeben.
  • Der in 3 dargestellte Heizkörper 22 weist einen ersten Sammelbehälter 50 auf, der durch eine Trennwand 52 in eine Eingangskammer 54 und eine Ausgangskammer 56 unterteilt ist. Am anderen Ende des Bündels ist ein zweiter Sammelbehälter 58 vorgesehen, der einen Rücklaufbehälter bildet. Das Wärmeträgerfluid dringt über einen Eingangsrohrstutzen 60 in die Eingangskammer 54 ein, wie durch den Pfeil F7 angegeben. Es zirkuliert dann in einer ersten Gruppe von Rohren 40a, wie durch die Pfeile F8 angegeben, um zum Sammelbehälter 58 zu gelangen, und fließt dann über eine zweite Gruppe von Rohren 40b zurück zur Ausgangskammer 56, wie durch die Pfeile F9 angegeben. Das Wärmeträgerfluid verlässt dann den Heizkörper über einen Ausgangsrohrstutzen 62, wir durch Pfeil F10 angegeben.
  • Der Heizkörper 22 aus 4 ist demjenigen aus 2 ähnlich. Auf diesem wurden verschiedene Messpunkte P, im Beispiel vierundzwanzig Punkte, dargestellt, die in sechs Reihen mit vier Punkte verteilt sind und dabei ein Raster der Austauschfläche des Heizkörpers bilden. Diese ist durch eine Breite L und eine Höhe H definiert. Diese Messpunkte ermöglichen es, ein Kennfeld der Temperaturen des Heizkörpers, wie in 5 gezeigt, zu erstellen.
  • Auf diesem sind beispielhaft verschiedene Temperaturwerte gezeigt, die in Grad C angegeben sind und mit dem Tauscher aus 4 für die verschiedenen Messpunkte P erhalten werden. Man stellt viele verschiedene Temperaturen fest, wobei die niedrigste Temperatur im Beispiel in der oberen rechten Ecke A1 des Heizkörpers 33°C und in der unteren linken Ecke A2 54°C beträgt, wie in 5 gezeigt.
  • 6 zeigt ein Kennfeld der entsprechenden Temperaturen, das mit verschiedenen Zonen erstellt wird, im Beispiel fünf Zonen, die mit Z1 für die kälteste Zone (auf der Seite der Ecke A1) bis zu Z5 für die wärmste Zone (auf der Seite der Ecke A2) gekennzeichnet sind.
  • Im Beispiel entsprechen die Zonen Z1 bis Z5 jeweils den folgenden Temperaturintervallen: 31–36°C, 36–41°C, 41–46°C, 46–51°C und 51–56°C. Die Grenzen zwischen den verschiedenen Zonen Z1 bis Z5 sind durch die Linien L1, L2, L3 und L4 gekennzeichnet.
  • Das Kennfeld der Temperaturen des Heizkörpers zeigt, dass dieser einen hohen Temperaturgradienten, d. h. Temperaturunterschiede besitzt, die zwischen den wärmsten und den kältesten Zonen etwa 20°C erreichen können.
  • Es ist zu verstehen, dass bei einer Teilung der Austauschfläche des Heizkörpers in zwei sekundäre, rechteckige Flächen, die der Hälfte der Hauptaustauschfläche entsprechen, wie im Fall der Unterteilung aus 1 (Stand der Technik), die Durchschnittstemperatur des Warmluftstroms aus jeder der sekundären Austauschflächen eine andere sein wird.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteil zu überwinden, indem sie vorschlägt, die dem Heizkörper 22 entsprechende Warmluftdurchführung durch Unterteilungsmittel in (im Beispiel) zwei Warmluftkanäle zu unterteilen, wobei die Unterteilungsmittel eine gewählte Form haben und so angeordnet sind, dass der Mittelwert der Temperaturen der Luft am Ausgang des Bündels des Heizkörpers in den entsprechenden Warmluftkanälen im Wesentlichen gleich ist. Diese Unterteilung erstreckt sich grob entlang einer Diagonale, die sich zwischen der Zone Z1, in der die Temperatur der Luft am Ausgang des Bündels minimal ist (T min), und der Zone Z5 erstreckt, in der die Temperatur der Luft am Ausgang des Bündels maximal ist (T max). Diese Zonen Z1 und Z5 liegen in den Ecken A1 und A2, die an den Enden einer Diagonale liegen.
  • Bei der Betrachtung des Kennfeldes der 5 und 6 stellt man fest, dass bei Durchführung einer derartigen Unterteilung C (6) jedes Mal die Temperaturunterschiede kompensiert werden, indem der wärmsten Zone kältere Luft und umgekehrt der kältesten Zone wärmere Luft zugeführt wird, um einen Temperaturausgleich zu erhalten. Die Form der Unterteilung wird empirisch oder vorzugsweise durch Berechnung auf der Basis des Temperaturkennfeldes des betrachteten Heizkörpers bestimmt, wobei dieses Kennfeld insbesondere mit der Art des Umlaufs des Fluids in den Rohren variiert.
  • Es wird nun auf die 7A und 7B Bezug genommen, die einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung für eine Vorrichtung darstellen, die zu derjenigen aus 1 analog ist, jedoch eine andere Unterteilung und Lochplatten mit einer anderen Form annimmt. In 7A sind die Lochplatten 64d und 64g zu sehen, die mit zwei Klappen 32d bzw. 32g koordiniert sind, welche zu denjenigen aus 1 analog sind. Es ist zu sehen, dass die Lochplatten 64d und 64g jeweils im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Trapez annehmen und jeweils Ränder 66d und 66g aufweisen, die zusammenfallen können, wenn sich diese beiden Platten in der angenäherten Stellung befinden, wie in den 7A und 7B gezeigt ist.
  • In 7A ist auch schematisch die dem Heizkörper 22 zugeordnete Unterteilung 68 gezeigt. Diese Unterteilung liegt vorteilhafterweise vor dem Heizkörper, d. h. auf der Seite der Haupteingangsfläche. Sie erstreckt sich in etwa gemäß einer Diagonale des Rechtecks, wie bei der in 6 schematisch dargestellten Trennwand C.
  • Die Lochplatten 64d und 64g sind translatorisch in ein und derselben Translationsrichtung verschiebbar, wie in den 7A und 7B durch den doppelten Pfeil T gezeigt. In der angenäherten Stellung sind die jeweiligen Ränder 66d und 66g aneinander angenähert. In der (nicht dargestellten) beabstandeten Stellung sind jedoch diese Ränder voneinander beabstandet. Es ist festzustellen, dass die jeweiligen Ränder der Platten 64d und 64g in der angenäherten Stellung zusammenfallen und die Form der Unterteilungsmittel annehmen. In dieser angenäherten Stellung wirken die Lochplatten mit den festen Platten zusammen, um den Zugang zum Heizkörper 22 vollständig zu verschließen, währen die Klappen 32d und 32g offen sind, um den entsprechenden Kaltluftdurchgang vollständig zu öffnen.
  • Wenn diese Lochplatten jedoch in der beabstandeten Stellung liegen, öffnen sie vollständig den Zugang zum Heizkörper, während die Klappen 32d und 32g den entsprechenden Kaltluftkanal vollständig verschließen.
  • Selbstverständlich erfolgt die Verlagerung der Lochplatten und der Klappen auf jeder Seite auf unabhängige Weise, um eine getrennte Einstellung der aerothermischen Parameter in den Zonen ZD und ZG des Fahrgastraums zu ermöglichen.
  • Bei den 8A und 8B haben die Trennwand 68 und die jeweiligen Ränder 66d und 66g der Lochplatten eine andere Form, die aus drei Abschnitten besteht, nämlich aus einem Zwischenabschnitt in einer im Wesentlichen schrägen Richtung und aus zwei Endabschnitten in einer zu den Schmalseiten des Rechtecks des Heizkörpers mit der Höhe H im Wesentlichen parallelen Richtung.
  • Bei den 9A und 9B ist eine Ausgestaltung wieder zu finden, die zu derjenigen aus den 8A und 8B analog ist, mit der Ausnahme, dass der Zwischenabschnitt selbst aus drei nicht fluchtenden Abschnitten besteht.
  • Bei den 10A und 10B haben die jeweiligen Ränder der Lochplatten die Form einer Kurve mit einem Wendepunkt.
  • Bei den 11A und 11B haben die jeweiligen Ränder der Lochplatten eine Sinusform, die der Form der 9A und 9B ähnelt, bei der jedoch die Winkel abgerundet sind.
  • Bei den 12A und 12B haben die jeweiligen Ränder der Lochplatten auch eine Sinusform, die derjenigen aus den 8A und 8B ähnlich ist, wobei die Winkel hier abgerundet sind.
  • Die 13A und 13B zeigen eine weitere Ausgestaltung, bei der die Kaltluftdurchführung (Abzweigkanal) entweder oberhalb oder unterhalb des Heizkörpers erfolgt.
  • Es wird nun auf 14 Bezug genommen, die einen Teil des Gehäuses 12 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, die zu derjenigen aus den 7A und 7B analog ist. In dieser Figur ist die Trennwand 68 zu sehen, die schräg auf der Seite der stromaufwärtigen Fläche 70 oder Eintrittsfläche des Heizkörpers 22 angeordnet ist. In 14 sind auch die bereits erwähnten festen Platten 72 zu sehen, mit denen die Lochplatten 64d und 64g zusammenwirken. In dieser Figur sind auch die Klappen 32d und 32g dargestellt, deren Drehverlagerung mit der dazugehörigen Lochplatte 64d oder 64g koordiniert ist.
  • 15 zeigt die Vorrichtung aus 14 auf der Seite der stromabwärtigen Fläche 74 oder Austrittsfläche des Heizkörpers 22. Das Gehäuse 12 der Vorrichtung hat eine Form 76, die als Warmluftkanal 78 dient, dessen Form der Abtrennung derjenigen der Trennwand 68 aus 14 entspricht. Diese Form 76 bildet somit eine stromabwärtige Trennwand. Es ist nämlich vorteilhaft, eine Unterteilung auf der Seite der stromabwärtigen Fläche vorzusehen, deren Form im Wesentlichen derjenigen der Unterteilung der stromaufwärtigen Fläche, d. h. derjenigen der Trennwand 68 entspricht.
  • Bei dem Beispiel der 15 und 16 ermöglicht die Vorrichtung eine getrennte aerothermische Einstellung in drei unterschiedlichen Zonen des Fahrgastraums. Der Heizkörper weist eine nicht rechteckige Unterteilung auf, die es ermöglicht, im Enteisungsmodus mehr warme Luft zur Fahrerseite zu leiten, um zuerst den Teil der Windschutzscheibe zu enteisen, der dem Fahrer zugeordnet ist. Die zusätzliche Luft kommt aus einem Teil 80 des Heizkörpers, der für die hinteren Plätze bestimmt ist. In der Enteisungsstellung umgeht eine (nicht dargestellte) Klappe die hintere Zone und leitet warme Luft zu einem für den Fahrer bestimmten Warmluftkanal 82, wie mit Pfeil F11 gezeigt.
  • 16 ist eine zu 14 analoge Ansicht, die gemäß einer anderen Ausrichtung betrachtet wird, wobei das Gehäuse 12 entfernt wurde. Es sind somit die gleichen Elemente wie bei 14 zu sehen, einschließlich des Teils 80 des Heizkörpers, der im Zusammenhang mit 15 erwähnt wurde. Es sind auch die Eingangs- und Ausgangsrohrstutzen 44 und 48 des Heizkörpers 22 zu sehen.
  • Im dargestellten Beispiel decken die Lochplatten 64d und 64g und die festen Platten 72 einen maßgeblichen Teil der stromaufwärtigen Fläche des Heizkörpers 22 ab, um den Teil 80 des Heizkörpers freizugeben. Bei einer Vorrichtung, die einer Einstellung in zwei Zonen des Fahrgastraums zugeordnet ist, können die Platten 64d, 64g und 72 jedoch im Wesentlichen die gesamte stromaufwärtige Fläche des Heizkörpers 22 bedecken.
  • Die Erfindung ermöglicht es somit, Heizkörper mit großem Temperaturkoeffizienten, und dies in einer beliebigen Ausrichtung, zu verwenden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Heizkörper, und insbesondere diejenigen mit großem Temperaturkoeffizienten, so angeordnet werden können, dass der Weg der Rohre direkt durch die Spritzwand verläuft, die den Motorraum vom Fahrgastraum trennt, und dabei so kurz wie möglich ist.
  • Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung der Vorrichtung bei einer aerothermischen Einstellung in einer Anzahl von Zonen, die mehr als zwei betragen kann. Sie findet insbesondere bei Vorrichtungen mit drei Einstellzonen Anwendung.
  • Die Trennwand 20 oder 68 kann auch beispielsweise nach rechts oder nach links versetzt sein, um, falls erwünscht, eine Seite oder allgemeiner eine Zone des Fahrgastraums zu bevorzugen.
  • Die Anzahl der Zonen kann variieren. Somit kann statt eine Einstellung in zwei Zonen vorzusehen, beispielsweise in einer rechten und einer linken Zone, die Einstellung in zwei Zonen dupliziert werden, um eine Einstellung in vier Zonen vorzusehen, beispielsweise in zwei, einer rechten und einer linken, vorderen Zonen und in zwei, einer rechten und einer linken, hinteren Zonen.
  • Es ist auch möglich, eine dritte Zone ohne Einstellung vorzusehen, wie oben in Verbindung mit 15 beschrieben ist.
  • Auch wenn die Erfindung mit besonderem Bezug auf eine Vorrichtung beschrieben wurden, in der die Einstellung der Temperatur jedes Mal durch Vermischen eines Warmluftstroms mit einem Kaltluftstrom erfolgt, kann auch in Betracht gezogen werden, sie bei einer Vorrichtung anzuwenden, in der die Einstellung der Temperatur durch das Einstellen des Durchsatzes des durch den Heizkörper strömenden Wärmeträgerfluids erfolgt.
  • Die Erfindung findet insbesondere bei Kraftfahrzeugen Anwendung.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Heizen, Lüften und/oder Klimatisieren eines Fahrgastraums, insbesondere eines Fahrzeugfahrgastraums, von dem Typ, der ein Gehäuse (12), das mit einem Eingang für Umwälzluft (14) versehen ist, einen Heizkörper (22), der ein Bündel von Rohren (40) aufweist, das von einem Wärmeträgerfluid durchflossen wird, wobei der Heizkörper im Gehäuse angeordnet ist, und eine Warmluftdurchführung aufweist, die in mindestens zwei Warmluftkanäle (28d, 28g) aufgeteilt ist, um jeweilige, den Heizkörper durchquerende Warmluftströme (F3) zu verschiedenen Zonen (ZD, ZG) des Fahrgastraums zu leiten, wobei die Warmluftdurchführung von Unterteilungsmitteln (68) geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungsmittel (68) von gewählter Form und so angeordnet sind, dass der Mittelwert der Temperaturen der Luft am Ausgang des Bündels des Heizkörpers (22) in den Warmluftkanälen (28d, 28g) im Wesentlichen gleich ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bündel von Rohren (40) die Form eines Rechtecks hat und die Luft am Ausgang des Bündels eine maximale Temperatur (T max) und eine minimale Temperatur (T min) in zwei Bereichen (Z1, Z2) besitzt, die sich an den zwei Enden (A1 bzw. A2) einer Diagonale des Rechtecks befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungsmittel (68) sich in etwa in der Richtung dieser Diagonale erstrecken.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrbündel (40) vom Typ mit I-förmigem Umlauf ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrbündel (40) vom Typ mit U-förmigem Umlauf ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einstellmittel aufweist, die den Warmluftkanälen (28d, 28g) zugeordnet sind und Lochplatten (64d, 64g) aufweisen, die in Translation in der gleichen Richtung (T) zwischen einer nahen Stellung und einer fernen Stellung verschiebbar sind, wobei die Platten jeweils Ränder (66d, 66g) haben, die in der nahen Stellung zusammenfallen können, indem sie die Form der Unterteilungsmittel (68) annehmen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatten (64d, 64g) mit festen Platten (72) zusammenwirken, die in der Nähe einer Längsfläche (70) des Heizkörpers (22) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatten (64d, 64g) und die festen Platten (72) entlang einer Längsfläche (70) des Heizkörpers, stromaufwärtige Fläche genannt, angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungsmittel mindestens eine stromaufwärtige Trennwand (68), die sich stromaufwärts des Heizkörpers (22) befindet, und mindestens eine stromabwärtige Trennwand (76) aufweisen, die sich stromabwärts des Heizkörpers (22) befindet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stromabwärtige Trennwand (76) dazu beiträgt, mindestens zwei Ausgangsleitungen (18d, 18g) zu begrenzen, die jeweils unterschiedliche Zonen (ZD, ZG) des Fahrgastraums versorgen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Warmluftkanäle (28d, 28g) aufweist, die zwei Zonen (ZD bzw. ZG) des Fahrgastraums speisen, insbesondere eine rechte Zone und eine linke Zone.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie Abzweigkanäle (30d, 30g) aufweist, die jeweils den Warmluftkanälen (28d, 28g) zugeordnet sind, um einen Kaltluftstrom (F2) zu befördern, der den Heizkörper (22) nicht durchquert hat, und dass eine Einstellklappe (32d, 32g) in jedem Abzweigkanal vorgesehen ist, um den ihn durchquerenden Kaltluftstrom (F2) zu steuern.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellklappe (32d, 32g) eines Abzweigkanals (30d, 30g) mit einer Lochplatte (64d, 64g) des zugeordneten Warmluftkanals koordiniert ist, um eine Mischung des im Warmluftkanal fließenden Warmluftstroms (F3) und des im Abzweigkanal fließenden Kaltluftstroms (F2) in einstellbarem Verhältnis zu gewährleisten.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abzweigkanal (30d, 30g) neben einem Warmluftkanal (28d, 28g) angeordnet ist, und dass die Einstellklappe des Abzweigkanals eine Klappe vom schwenkenden Typ ist, die mit der Lochplatte des zugeordneten Warmluftkanals verbunden ist.
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