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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage und insbesondere eine Klimaanlage,
die in einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist
und den Raum der Fahrgäste
auf den Rücksitzen
temperiert. Eine Anlage nach dem Oberbegriff ist in der WO99/10191
offenbart.
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Moderne
Klimaanlagen arbeiten mit der sehr bekannten Technik der Wärmepumpe.
In Kraftfahrzeugen wird diese Technik eingesetzt, um die Temperatur
im Fahrgastraum zu regeln. Die mit klimatisierter Luft versorgten
Lüfter
befinden sich beispielsweise am Instrumentenbrett, an den Vordertüren, unter den
Vordersitzen oder sogar an den Mittelsäulen.
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Es
ist jedoch schwierig, den hinteren Fahrgästen vom Hauptklimagerät aus temperierte
Luft zu liefern. Denn die Leitungen lassen sich schwer anderswo
als unter den Vordersitzen integrieren. Daher bestehen die aktuellen
Techniken, um den hinten sitzenden Fahrgästen temperierte Luft zu liefern,
darin, ein zusätzliches,
Platz verbrauchendes Klimagerät sowie
zusätzliche
Lüfter
hinzuzufügen,
die von diesem Klimagerät
mit Luft versorgt werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zuvor erwähnten Nachteile
ganz oder teilweise zu beheben, indem eine Klimaanlage vorgeschlagen
wird, die einfach aufgebaut und leicht zu integrieren ist.
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Hierzu
schlägt
die Erfindung eine Klimaanlage nach Anspruch 1 vor.
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Diese
erlaubt, die Anzahl der Teile zu begrenzen und die Anlage in der
Nähe des
zu temperierenden Raums zu verbessern, indem die Produktion der
zweiten Seite in größere Entfernung
umgeleitet wird.
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Vorteilhafterweise
umfassen die Austauschmittel erfindungsgemäß einen im Wesentlichen parallelepipedförmigen Behälter, der
mindestens eine Lamelle enthält,
die parallel zum Strom der angesaugten Luft verläuft, wobei die Materialien
des Behälters und
der Lamellen wärmeleitfähig sind,
um den Wärmeaustausch
im Behälter
zu homogenisieren und zu optimieren. Dadurch entsteht eine größere Austauschfläche und
die Luft, die an die Umgebung abgegeben wird, hat im Wesentlichen
eine einheitliche Temperatur.
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Erfindungsgemäß kann die
Anlage das Ableitungsmittel verwenden, das bereits im Kofferraum vorhanden
ist.
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Die
Transportvorrichtung erfasst erfindungsgemäß vorteilhafterweise außerdem Ventilationsmittel,
die den Transport durch Zusammenwirken mit dem Ableitungsmittel
beschleunigen können.
Auf diese Weise lässt
sich in Ergänzung
etwa zu einem „Kühler" oder einer einfachen
Ausgangsdüse
die Wärmeenergie
schneller ableiten.
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Vorteilhafterweise
umfasst das Mittel von der Art eines Wärmerohrs erfindungsgemäß ein dichtes Metallrohr,
das ein wärmetransportierendes
Fluid enthält
und es diesem erlaubt, in Kontakt mit der Wärmeproduktion der zweiten Seite
der Peltier-Zelle stellenweise die Phase zu wechseln, wobei ein
Kapillareffekt erzeugt wird, der die Energie der Wärmeproduktion
bewegen kann. So kann dank diesem Rohr die Wärmeenergie ohne Kühlflüssigkeit
oder eine Pumpe transportiert werden, und der Platzverbrauch ist
dabei minimal.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass es eine Klimaanlage wie zuvor beschrieben aufweist. Diese
ist vorzugsweise so im Fahrgastraum montiert, dass sie den Raum
der Fahrgäste
auf den Rücksitzen
temperieren kann.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile werden bei der folgenden Beschreibung
deutlich, die als nicht einschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegeben wird,
welche ein allgemeines Schema der erfindungsgemäßen Klimaanlage zeigt.
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Wie
im Beispiel von 1 dargestellt, umfasst die Klimaanlage 1 drei
verschiedene Elemente: die Peltier-Zelle 2, einen ersten
Wärmebereich 3 und einen
zweiten Wärmebereich 4.
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Die
Zelle 2 arbeitet mit dem sehr bekannten Peltier-Effekt,
der ausgehend von einem durch eine Stromquelle 5 erzeugten
elektrischen Feld an den beiden parallelen Nutzplatten 6 und 7 endotherme Reaktionen
für die
erste Seite und exotherme Reaktionen für die zweite Seite bewirkt.
So kann die Zelle 2 auf einer Seite, beispielsweise der
Seite 6, die sie umgebende Luft kühlen und sie auf der anderen
Seite 7 erwärmen.
Durch Polaritätsumkehr
der Stromquelle 5 kehrt sich die Art der thermischen Reaktionen
auf der Oberfläche
der Seiten 6 und 7 der Zelle 2 um. So
kühlt im
obigen Beispiel die Seite 7 die mit ihr in Kontakt stehende
Luft und die Seite 6 erwärmt sie. Da diese auf dem Peltier-Effekt
beruhende Technik sehr bekannt ist, wird sie im Folgenden nicht
weiter erläutert.
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Der
erste Wärmebereich 3,
der mit der Seite 7 der Peltier-Zelle 2 in Verbindung.
steht, umfasst vor allem ein Wärmerohr 8 und
Ableitungsmittel 9. Das Wärmerohr 8 umfasst
ein Rohr 10, das beispielsweise durch Extrusion erhalten
wird und auf dichte Weise ein wärmetransportierendes
Fluid 11 wie Wasser oder Ammoniak einschließt, das
abhängig
von den Temperaturbereichen der Klimaanlage 1 gewählt wird;
das Rohr 10 kann beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium
sein.
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Wenn
der Wärmebereich 3 verwendet
wird, um die Kalorien von der Seite 7 abzuführen, bewirkt der
Temperaturunterschied zwischen dem Bereich, der die Seite 10a umgibt,
und dem Bereich 10b in der Nähe der Ableitungsmittel 9 eine Änderung
der Dichte des Fluids 11 innerhalb des Rohrs 10.
Diese Änderung
der Dichte erzeugt einen Kapillareffekt, der das Fluid 11 vom
heißen
Bereich 10a zum kalten Bereich 10b saugt. Das
wärmetransportierende
Fluid 11 bildet also eine Wärmeschleife innerhalb des Rohrs 10.
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Die
im Wesentlichen am Ende 10b des Wärmerohrs 8 gelegenen
Ableitungsmittel 9 umfassen im Beispiel von 1 einen
Extraktor 12 und einen Ventilator 13. Der Extraktor 12 kann
beispielsweise eine einfache Düse
oder ein Kühler
mit einer Fläche
sein, die die Ableitung der Wärmeenergie
begünstigt.
So wird im oben beschriebenen Fall die vom Ende 10a kommende
Wärme mittels
der Wärmeschleife
zum Ende 10b abgeführt.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel verstärkt ein Ventilator 13 den
Kapillareffekt des Wärmerohrs 8.
Wenn eine einfache Düse
verwendet wird, kann der Ventilator 13 beispielsweise Luft
zur Einheit bestehend aus dem Ende 10b des Wärmerohrs
und der Düse 12 zum
Beschleunigen des Ableitens bewegen. Wird ein Kühler verwendet, kann der Ventilator 13 oberhalb
von diesem angeordnet sein, um die Leistung des Ableitens zu verbessern,
indem Luft angesaugt wird, die die vom Wärmerohr 8 transportierte Energie
auffängt.
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In
einem Kraftfahrzeug, das beispielsweise einen Luft-Extraktor 12 im
Kofferraum aufweist, kann der Ventilator 13 bei der gleichen
Gelegenheit die Luftzirkulation im Fahrgastraum verbessern, indem eine
Saugwirkung erzeugt wird, die die Luft vom vorderen zum hinteren
Bereich des Fahrzeugs zirkulieren lässt.
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So
kann der erste Wärmebereich 3 die
von der Seite 7 der Zelle 2 erzeugten Kalorien
oder Kilokalorien weit genug vom zu klimatisierenden Raum transportieren,
um zu vermeiden, dass das von der Seite 6 der gleichen
Zelle bewirkte Kühlen
oder Erhitzen gestört
wird, aber vor allem, um die Funktion der Ableitung im Hinblick
auf eine bessere Integration zu verlegen.
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Der
zweite Wärmebereich 4 ist
derjenige, der es erlaubt, die Luft beispielsweise im Fahrgastraum eines
Kraftfahrzeugs zu kühlen.
Er umfasst hauptsächlich
einen Ventilator 14, einen Behälter 15 und einen
Lüfter 16.
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Falls
die Seite 6 Kilokalorien erzeugt, kann der Ventilator 14 im
Wesentlichen im oberen Bereich (der die wärmere Luft enthält) des
zu kühlenden Raums
angeordnet sein. Da die Anlage 1 jedoch umkehrbar ist,
ist es besser, den Ventilator 14 im Wesentlichen in halbem
Abstand zwischen dem höchsten
und dem niedrigsten Punkt des zu klimatisierenden Raums anzuordnen.
Der Ventilator 14 dient dazu, die Luft in Kontakt mit dem
Behälter 15 zu
bringen, um sie entweder zu erwärmen
oder zu kühlen.
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Der
Behälter 15 umfasst
ein im Wesentlichen parallelepipedförmiges peripherisches Teil 17,
das an seinen beiden (nicht dargestellten) kleinen Flächen geöffnet ist,
um die Verbindung zum einen mit dem Ventilator und zum anderen mit
dem Lüfter 16 zu
ermöglichen.
Die Oberfläche
des Teils 17 steht teilweise in Kontakt mit der Seite 6 der
Peltier-Zelle 2. Auf diese Weise kann die von dieser Seite
erzeugte Wärmeenergie
zum Behälter 15 geleitet
werden. Die Verbreitung und der Austausch mit der angesaugten Luft werden
dann mithilfe mindestens einer Lamelle 18 erreicht, die
im peripherischen Teil enthalten ist. Vorzugsweise verlaufen die
Lamellen 18 parallel zur Richtung des vom Ventilator 14 kommenden
Luftstroms. Die Lamellen 18 er möglichen eine größere Austauschoberfläche, ohne
deshalb den vom Ventilator 14 erzeugten Fluss zu stören.
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Das
ermöglicht
es, einen Ventilator 14 zu verwenden, der sich leicht in
einer geringen Dicke wie beispielsweise in das Dach eines Kraftfahrzeugs oder
eine Mittelsäule
integrieren lässt.
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Schließlich umfasst
der zweite Wärmebereich 4 einen
Lüfter 16,
der den erwärmten
(oder gekühlten)
Luftstrom zu dem Raum leiten kann, der klimatisiert werden soll.
Natürlich
ist die Kostenersparnis umso größer, je
einfacher und dünner
der Lüfter 16 ist,
und umso einfacher ist auch die Integration der Anlage 1.
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Dank
dieser Klimaanlage 1 kommen beispielsweise die Fahrgäste im hinteren
Bereich eines Fahrzeugs in den Genuss der klimatisierten Luft, die ihnen
vollständig,
ohne Umleitung durch lange Düsen
vom Hauptklimagerät
zugeleitet wird. Diese Anlage lässt
sich leicht in den hinteren Abschnitt eines Kraftfahrzeugs integrieren.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern
es sind verschiedene Varianten und Veränderungen denkbar, die dem
Fachmann nützlich
erscheinen. Insbesondere kann das peripherische Teil 17 an
seiner Außenfläche außerhalb
von der Fläche,
die mit der Seite 6 in Kontakt steht, einen Isolator aufweisen,
der den Austausch zwischen dem Behälter 15 und der vom
Ventilator 14 angesaugten Luft besser abgrenzt. Außerdem kann
das Innere des Behälters 15 (und der
Behälter
selbst) anders aufgebaut sein, beispielsweise Einbauten aufweisen.
Denn der Einsatzbereich der Klimaanlage 1 ist nicht auf
Kraftfahrzeuge beschränkt.