EP3184929B1 - Lüfter mit heizfunktion - Google Patents

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EP3184929B1
EP3184929B1 EP16204682.5A EP16204682A EP3184929B1 EP 3184929 B1 EP3184929 B1 EP 3184929B1 EP 16204682 A EP16204682 A EP 16204682A EP 3184929 B1 EP3184929 B1 EP 3184929B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
air
motor
heating
accordance
Prior art date
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Active
Application number
EP16204682.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3184929A1 (de
Inventor
Andreas Presetschnik
Georg Wallner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG filed Critical Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG
Publication of EP3184929A1 publication Critical patent/EP3184929A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3184929B1 publication Critical patent/EP3184929B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0411—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between for domestic or space-heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/34—Heater, e.g. gas burner, electric air heater

Definitions

  • the invention relates to a fan with a heating function.
  • the object of the fan according to the invention is therefore to provide a device in which the cooling problem mentioned does not exist and in which
  • PTC heating register can be used. This object is achieved by a fan according to claim 1 and by an air conditioner according to claim 10 with a corresponding fan.
  • Advantageous training is the subject of the dependent claims.
  • a fan for an air conditioner with at least one blower, at least one heating register and at least one fan motor comprising at least two separate inflow areas and at least one outflow area and wherein the fan motor and the at least one heating register are arranged parallel to one another in the flow direction.
  • a heating register within the blower or alternatively or additionally to arrange a heating register in an inflow area that is not assigned to the fan motor, so that the fan motor is not subjected to heat by the alternative or additional heating register. Since, according to the invention, the air flow flows in via at least two separate inflow areas to the blower and leaves the blower via at least one outflow area, it is possible to provide heating registers in the separate inflow areas running in parallel.
  • the heating register is a PTC heating register and / or that the fan is a radial fan. If a PTC heating register with a correspondingly increased pressure drop due to its design is used, it can be arranged such that it does not heat the entire air volume flow, but only the volume flow that is assigned to one of the at least two separate inflow areas. As a result, the pressure losses can be minimized and the use of larger fan motors which may otherwise be necessary can be avoided.
  • a radial fan sucking in on both sides also has the advantage that it can be designed with two separate inflow areas and one common outflow area, so that this design-related separation into three separate air flows can be used for separate heating of the inflow air masses.
  • the blower is a double-flow radial blower with two blower parts.
  • Each of the blower parts can comprise two separate inflow areas and one outflow area.
  • a common fan motor can be provided for both fan parts or each fan part can have its own fan motor. The fan motor or the fan motors can be arranged between the fan parts.
  • At least the first inflow region is arranged in the region of the fan motor and / or that at least the second inflow region is arranged on a side of the at least one fan part opposite the fan motor. If there is talk of a fan motor in the present case, a different number of fan motors can of course also be meant. By dividing the inflow area into two separate inflow areas, it is possible to provide one of them for the arrangement of a fan motor and to use the other to heat the air.
  • the fan motor is designed with integrated motor electronics.
  • the corresponding electronics which are heated or heated during operation like the motor itself, can be cooled by the same unheated air flow through which the fan motor can be cooled.
  • At least one perforated plate or a plurality of perforated plates to be arranged in front of at least one inflow region, the ratio of the air volume flows of the inflow regions being set via the perforation of the perforated plate or perforated plates. This makes it particularly easy to adapt the air volume flows of the at least two inflow regions to the heating register and to the suction power of the fan.
  • the invention is also directed to an air conditioner with at least one fan with the features described above.
  • Corresponding fans can be used in particular in entry-level room heaters or circulating air heaters.
  • FIG. 1 shows a fan 1 with heating register 2, which is shown according to the prior art in a suction arrangement.
  • the fan motor 3 with integrated motor electronics is subjected to a partial air flow heated by the heating register 2. Cool mixed air penetrates through the heating register 2 and, when heated, flows past the fan motor 3 and into two blower parts 4, 4 ', from which it is pressed as heated supply air into the further air conditioning device arrangement.
  • Figure 2 shows a reverse arrangement, also corresponding to the state of the art, in which the heating register 2 in the fan 1 is arranged downstream of the blower parts 4, 4 ', so that cold mixed air is also passed past the fan motor 3 through the blower parts 4, 4' and from there is flowed through the heating register 2 for heating.
  • the blower 4, 4 'or the two blower parts 4, 4' of the fan 1 are designed as double-flow radial blowers.
  • the heating registers are thus arranged either upstream or downstream of the blower parts 4, 4 'and are therefore located in the fan or the fan 1 in the flow direction at the front or rear.
  • the entire air flow flows through the heating register or heaters 2.
  • fans 1 there is the possibility of positioning the motor 3 and the motor electronics outside the air flow.
  • the disadvantage here is that cooling of the motor 3 and / or the motor electronics, which may be necessary, can take place through a cold air flow.
  • the heating register 2 is arranged in front of the fan 1 or in front of the fan parts 4, 4 ', the heated air is also washed around the motor 3 and the integrated motor electronics. This can have a negative impact on the functionality of the engine and reduce the lifespan of the engine electronics.
  • the motor 3 could also be forced to switch off when the temperatures are too high.
  • Figure 3 shows an arrangement according to the invention of a fan 1 and two heating registers 2, 2 ', in which the incoming mixed air is divided into parallel air flows, at least one of which is spaced via a heating register 2, 2' and one of them and past the fan motor 3 to the fan 4, 4 'is directed. Air flows into the blowers 4, 4 ', on the one hand, from the heating register 2, 2' and, on the other hand, only air conducted via the fan motor 3. According to the invention, it is thus also possible to arrange the heating registers 2, 2 'for heating the supply air in a primary device, particularly close to the fan 1 responsible for air delivery or close to the fan parts 4, 4' thereof.
  • the elements for heating the supply air such as a PTC heating register, are arranged in the area of the fan 1 in such a way that the drive motor 3 or motor 3 together with integrated motor electronics are operated by an unconditioned, i.e. not heated partial flow of the supply air, which is sucked in by fan 1, is further cooled. Only the partial air flow not conveyed to the motor 3 together with the motor electronics by the fan 1 is heated and so there are no impermissibly high temperatures in the field of motor electronics or the temperatures are kept as low as possible to ensure a long service life of the electronic components.
  • the supply air temperature after flowing through the fan 1 or after flowing through its blower parts 4, 4 'thus results from the ratio of the unconditioned or hardly conditioned partial air flow via the motor 3 and the electronics and the partial air flow conditioned by the heating registers 2, 2' .
  • This arrangement of the air heating parallel to the engine and electronics cooling also makes it possible to make sensible use of the engine's waste heat and to implement a compact design for the entire device.
  • the fan 1 By designing the fan 1 with corresponding heating registers 2, 2 ', the maximum surface temperature at the heating element can be kept below 200 ° C, so that the safety elements currently required can be dispensed with.
  • the use of PTC technology can replace the current embodiment with heating elements.
  • Figure 4 shows a fan 1 for an air conditioner, in which a blower 4, 4 'is made of two corresponding blower parts 4, 4'.
  • a PTC heating register 2, 2 ' is assigned to each of the blower parts 4, 4'.
  • a fan motor 3 or several fan motors 3 are also provided between the fan parts 4, 4 ′.
  • the fan 1 is designed such that each blower part 4, 4 'is assigned two separate inflow areas 11, 12, 11', 12 'and one outflow area 13, 13'. How out Figures 3 and 4th it can be seen that the heating register 2, 2 'can be arranged parallel to the fan motor 3 in the flow direction. As a result, the air heated by the heating registers 2, 2 ′ does not flow past the fan motor 3 while being heated.
  • the fan motor 3 can be arranged between the two fan parts 4, 4 '.
  • the fan motor 3 is assigned to the first inflow regions 12, 12 'of the blower parts 4, 4', ie it lies between the two blower parts 4, 4 '.
  • the second inflow regions 11, 11 'of the blower parts 4, 4' are assigned the heating registers 2, 2 'and the second Inflow areas 11, 11 'each lie on a side of the fan parts 4, 4' opposite the fan motor 3.
  • the air volume flows between the inflow areas 11, 12, 11 ', 12' can be controlled via the perforation of the perforated plate 5, which is located in the inflow area of the fan 1.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the fan 1, wherein the 4 Luftansaugungspond are indicated with the letter L. Via the wheels 15 the air can be sucked in accordance with and be transported through the air outlets L of further means of the motor.
  • Figures 6 and 7 show an embodiment which is not part of the invention, in which the heating register is arranged downstream of the fan motor in the flow direction, in which the heating register 2, 2 'is integrated within the blower 4, 4'. This can be done alternatively or in addition to an arrangement of the heating register 2, 2 'outside the fan 4, 4'.
  • the heating register 2, 2 'can be in the design of the Figure 6 comprise a heating surface which is provided inside the blower 4, 4 'on the outer wall thereof.
  • the heating register 2, 2 'can be arranged spirally or circularly within the blower 4, 4'. This results in a particularly compact design of the fan 1 with simultaneous effective heat input from the heating register 2, 2 'into the air to be heated.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lüfter mit Heizfunktion.
  • Gattungsgemäße Lüfter finden in mobilen und stationären Bereichen Verwendung. Problematisch an den aus dem Stand der Technik bekannten Lüftern und Klimageräten ist, dass sich die durch das Heizregister eingebrachte Wärme negativ auf die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer des Lüfters und speziell auf den Motor und dessen integrierter Motorelektronik auswirken kann. Durch den warmen Luftstrom um Motor und Motorelektronik kann dabei gegebenenfalls keine hinreichende Kühlung der entsprechenden Bauteile gewährleistet werden. Auch ist es gemäß dem Stand der Technik nur schwerlich möglich, PTC-Heizregister zu verwenden, da diese durch den bauartbedingten hohen Druckverlust im Vergleich zu konventionellen Heizregistern mit Heizstäben nur mit einem Teilstrom des Zuluftvolumenstroms durchströmt werden können, ohne einen stärkeren Lüftermotor zu benötigen. Ein solcher wäre notwendig, wenn die gesamte Luftmenge durch das Heizregister durchströmt. Ein Lüfter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus dem Dokument US 2005/ 123396 A1 .
  • Aufgabe des erfindungsgemäßen Lüfters ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, in welcher die erwähnte Kühlproblematik nicht besteht und in welcher ggf.
  • PTC-Heizregister verwendet werden können. Diese Aufgabe wird durch einen Lüfter gemäß Anspruch 1 und durch ein Klimagerät gemäß Anspruch 10 mit entsprechendem Lüfter gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Demnach ist ein Lüfter für ein Klimagerät mit wenigstens einem Gebläse, wenigstens einem Heizregister und wenigstens einem Lüftermotor vorgesehen, wobei der Lüfter wenigstens zwei getrennte Einströmbereiche und wenigstens einen Ausströmbereich umfasst und wobei der Lüftermotor und das wenigstens eine Heizregister in Strömungsrichtung parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch, dass dem Lüftermotor und seiner entsprechenden Elektronik nunmehr kein Heizregister vorgelagert ist, kann gewährleistet werden, dass der Lüftermotor und die entsprechende Elektronik nur mit nicht erhitzter und damit kühlender beziehungsweise besser kühlender Luft umströmt wird. Um das dennoch notwendige Erhitzen der Lüfter-Luft zu ermöglichen, wird das Heizregister an einem parallelen Luftstrom vorgesehen, welcher an einem vom Lüftermotor beabstandeten Einströmbereich beziehungsweise Bereich besteht. Demnach ist es auch möglich, ein Heizregister innerhalb des Gebläses anzuordnen oder alternativ oder zusätzlich ein Heizregister in einem Einströmbereich anzuordnen, der nicht dem Lüftermotor zugeordnet ist, sodass der Lüftermotor von dem alternativen oder zusätzlichen Heizregister nicht mit Wärme beaufschlagt wird. Da erfindungsgemäß der Luftstrom über wenigstens zwei getrennte Einströmbereiche zum Gebläse einströmt und über wenigstens einen Ausströmbereich das Gebläse verlässt, ist es möglich, Heizregister in den parallel verlaufenden getrennten Einströmbereichen vorzusehen.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass das Heizregister ein PTC-Heizregister ist, und/oder dass das Gebläse ein Radialgebläse ist. Wird ein PTC-Heizregister mit entsprechend bauartbedingt erhöhtem Druckverlust verwendet, so kann dieses so angeordnet werden, dass es nicht den gesamten Luftvolumenstrom beheizt, sondern nur den Volumenstrom, der einem der wenigstens zwei getrennten Einströmbereichen zugeordnet ist. Hierdurch können die Druckverluste minimiert werden und der Einsatz ansonsten gegebenenfalls notwendiger größerer Lüftermotoren kann vermieden werden. Ein beidseitig ansaugendes Radialgebläse bietet fernerhin den Vorteil, dass es mit zwei getrennten Einströmbereichen und einem gemeinsamen Ausströmbereich ausgeführt werden kann, sodass diese bauartbedingte Auftrennung in drei separate Luftströme zur getrennten Erwärmung der Einströmluftmassen genutzt werden kann.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass das Gebläse ein doppelflutiges Radialgebläse mit zwei Gebläseteilen ist. Jedes der Gebläseteile kann dabei je zwei getrennte Einströmbereiche und einen Ausströmbereich umfassen. Es kann ein gemeinsamer Lüftermotor für beide Gebläseteile vorgesehen sein oder jedes Gebläseteil kann einen eigenen Lüftermotor aufweisen. Der Lüftermotor oder die Lüftermotoren können dabei zwischen den Gebläseteilen angeordnet sein.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass wenigstens der erste Einströmbereich im Bereich des Lüftermotors angeordnet ist, und/oder dass wenigstens der zweite Einströmbereich an einer dem Lüftermotor gegenüberliegenden Seite des wenigstens einen Gebläseteils angeordnet ist. Wenn vorliegend von einem Lüftermotor die Rede ist, so kann selbstverständlich auch eine davon abweichende Anzahl von Lüftermotoren gemeint sein. Durch die Aufteilung des Einströmbereichs in zwei getrennte Einströmbereiche ist es möglich, einen davon für die Anordnung eines Lüftermotors bereitzustellen und den anderen zur Erhitzung der Luft zu nutzen.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass der Lüftermotor mit integrierter Motorelektronik ausgeführt ist. Die entsprechende Elektronik, welche im Betrieb wie der Motor selbst erwärmt bzw. erhitzt wird, kann durch den gleichen unerhitzten Luftstrom gekühlt werden, durch welchen der Lüftermotor gekühlt werden kann.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass wenigstens einem Einströmbereich ein Lochblech oder mehrere Lochbleche vorgelagert sind, wobei über die Lochung des Lochblechs oder der Lochbleche das Verhältnis der Luftvolumenströme der Einströmbereiche eingestellt ist. Hierdurch ist es besonders einfach möglich, die Luftvolumenströme der wenigstens zwei Einströmbereiche an das Heizregister und an die Saugleistung des Gebläses anzupassen.
  • Die Erfindung richtet sich auch auf ein Klimagerät mit wenigstens einem Lüfter mit den zuvor beschriebenen Merkmalen. Verwendung können entsprechende Lüfter insbesondere in Einstiegsraumheizern oder Umluftheizern finden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der Figuren aufgezeigt. Dabei zeigen:
    • Figuren 1 und 2:
    Lüfter mit Heizregister gemäß dem Stand der Technik;
    Figur 3:
    Erfindungsgemäße Lüfter mit Heizregister;
    Figur 4:
    Erfindungsgemäßer Lüfter mit Heizregister und Lochblech;
    Figur 5:
    Detailansicht eines Lüfters mit Lüftermotor; und
    Figur 6 und 7:
    Lüfter, der nicht Teil der Erfindung ist, mit Lüftermotor und innerhalb des Gebläses vorgesehenem Heizregister in verschiedenen Ansichten.
  • Figur 1 zeigt einen Lüfter 1 mit Heizregister 2, welcher gemäß dem Stand der Technik in saugender Anordnung dargestellt ist. Hierbei wird der Lüftermotor 3 mit integrierter Motorelektronik mit einem durch das Heizregister 2 erwärmten Teilluftstrom beaufschlagt. Kühle Mischluft dringt dabei durch das Heizregister 2 und strömt von dort erwärmt auch am Lüftermotor 3 vorbei in zwei Gebläseteile 4, 4', von welchen es als erwärmte Zuluft in die weitere Klimageräteanordnung gedrückt wird.
  • Figur 2 zeigt eine umgekehrte, ebenfalls dem Stand der Technik entsprechende Anordnung, bei welcher das Heizregister 2 im Lüfter 1 den Gebläseteilen 4, 4' nachgelagert ist, sodass kalte Mischluft zunächst auch am Lüftermotor 3 vorbei durch die Gebläseteile 4, 4' geströmt wird und von dort zum Aufheizen durch das Heizregister 2 geströmt wird. In beiden Fällen ist das Gebläse 4, 4' bzw. sind die beiden Gebläseteile 4, 4' des Lüfters 1 als doppelflutiges Radialgebläse ausgebildet.
  • Ist das Heizregister 2 nach dem Lüfter angeordnet, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, damit sich eingebrachte Wärme nicht negativ auf die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer des Lüfters, speziell auf dessen Motor 3 und die integrierte Motorelektronik auswirken kann, so muss die gesamte Luftmenge nachteilig durch das Heizregister 2 gedrückt werden, um eine gleichmäßige Lufttemperaturerhöhung sicherzustellen. Alternativ könnte auch nur ein Teilluftstrom über das Heizregister 2 geführt werden, was aber einen zusätzlichen konstruktiven Mehraufwand nach sich ziehen würde, um auch in diesem Fall eine gleichmäßige Lufttemperaturerhöhung sicherzustellen. Eine solche Luftmischeinrichtung müsste effektiv einer nachteiligen Schlierenbildung begegnen.
  • Gemäß dem Stand der Technik sind die Heizregister somit entweder vor oder nach den Gebläseteilen 4, 4' angeordnet und liegen damit in dem Lüfter bzw. dem Lüfter 1 in Strömungsrichtung vorne oder hinten. Der gesamte Luftstrom durchströmt das oder die Heizregister 2. Außerdem besteht bei manchen Bauformen von Lüftern 1 die Möglichkeit, den Motor 3 und die Motorelektronik außerhalb des Luftstroms zu positionieren. Nachteilig kann dabei aber keine ggf. erforderliche Kühlung des Motors 3 und/oder der Motorelektronik durch einen kalten Luftstrom erfolgen.
  • Ist das Heizregister 2 vor dem Lüfter 1 bzw. vor den Gebläseteilen 4, 4' angeordnet, werden auch der Motor 3 und die integrierte Motorelektronik mit der erwärmten Luft umspült. Dies kann sich negativ auf die Funktionsfähigkeit des Motors und lebensdauerreduzierend auf die Motorelektronik auswirken. Auch könnte der Motor 3 bei zu hohen Temperaturen zum Abschalten gezwungen werden.
  • Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung eines Lüfters 1 und zweier Heizregister 2, 2', bei der die zuströmende Mischluft in parallele Luftströme aufgeteilt wird, von denen wenigstens einer über ein Heizregister 2, 2' und einer davon beabstandet und am Lüftermotor 3 vorbei zum Gebläse 4, 4' geleitet wird. Somit strömt in das Gebläse 4, 4' zum einen vom Heizregister 2, 2' erhitzte Luft und zum anderen lediglich über den Lüftermotor 3 geleitete Luft. Erfindungsgemäß ist es damit auch möglich, die Heizregister 2, 2' zur Erwärmung der Zuluft in einem Primärgerät besonders nahe dem für die Luftförderung verantwortlichen Lüfter 1 bzw. nahe von dessen Gebläseteilen 4, 4' anzuordnen. Es wird dabei auch im Heizbetrieb und trotz unmittelbarer Wärmequelle am Lüfter bzw. am Gebläse 4, 4' und die dadurch bedingte Förderung eines bereits erwärmten Luftvolumenstroms eine ausreichende Kühlung des Motors 3 und der integrierten Motorelektronik sichergestellt. Dabei wirkt sich die durch das Heizregister 2, 2' eingebrachte Wärme nicht negativ auf die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer des Lüfters 1 aus, wobei insbesondere der Motor 3 und die integrierte Motorelektronik geschont werden.
  • Erfindungsgemäß werden die Elemente zur Erwärmung der Zuluft wie beispielsweise ein PTC-Heizregister derart im Bereich des Lüfters 1 angeordnet, dass der Antriebsmotor 3 bzw. Motor 3 samt integrierter Motorelektronik von einem nicht konditionierten, d.h. nicht erwärmten Teilstrom der Zuluft, der durch den Lüfter 1 angesaugt wird, weiter gekühlt wird. Nur der nicht den Motor 3 samt Motorelektronik durch den Lüfter 1 geförderte Teilluftstrom wird erwärmt und es kommt so im Bereich der Motorelektronik zu keinen unzulässig hohen Temperaturen bzw. werden die Temperaturen möglichst niedrig gehalten um eine hohe Lebensdauer der Elektronikbauteile sicherzustellen.
  • Die Zuluft-Temperatur nach Durchströmen des Lüfters 1 bzw. nach Durchströmen von dessen Gebläseteilen 4, 4' ergibt sich somit aus dem Verhältnis des nicht oder kaum konditionierten Teilluftstroms über den Motor 3 und die Elektronik und des durch die Heizregister 2, 2' konditionierten Teilluftstroms.
  • Durch diese Anordnung der Lufterwärmung parallel zur Motor- und Elektronikkühlung ist es außerdem möglich, die Abwärme des Motors sinnvoll zu nutzen und eine kompakte Bauweise der gesamten Vorrichtung zu realisieren.
  • Lüftermotorabwärmenutzung bzw. Motorkühlung wären nur dann sinnvoll möglich, wenn das Heizregister ansonsten nach dem Lüfter 1 bzw. nach dessen Gebläseteilen 4, 4' im Luftstrom angeordnet ist.
  • Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich beim Einsatz von doppelflutigen Radialgebläsen 4, 4' im Lüfter 1 und bei der Verwendung von PTC-Heizregistern, welche durch den hohen Druckverlust im Vergleich zu konventionellen Heizregistern mit Heizstäben nur mit einem Teilstrom des Zuluftlüftungsstroms durchströmt werden sollen und können. Gemäß dem Stand der Technik, in dem kein PTC-Heizregister Verwendung findet, ist durch die begrenzte Oberfläche der üblichen Rohrheizkörper für eine hohe Übertragungsleistung eine hohe Oberflächentemperatur von bis zu 400°C nötig. Im Fehlerfall, in welchem der Luftstrom unterbrochen wird und das Heizregister 2, 2' nicht abgeschaltet wird oder wenn das Heizregister 2, 2' zwar abgeschaltet wurde, aber aufgrund eines ebenfalls abgeschalteten Luftstroms an der Oberfläche des Heizregisters und durch die Stauwärme auch an benachbarten Bauteilen des Heizregisters 2, 2' noch höhere Temperaturen von bis zu 600°C auftreten, kann dies zu Beschädigungen der Vorrichtung führen.
  • Daher sind vorschriftsbedingt Sicherheitselemente vorzusehen, die bei einer Unterbrechung des Luftstroms ein Abschalten des Heizregister 2, 2' sicherstellen. Durch den Technologiewechsel auf PTC-Heizregister im Bereich der funktionellen Einheit der Heizregister 2, 2' wird einerseits die Wärmetauscherfläche erhöht um im regulären Betrieb mit Oberflächentemperaturen im Bereich von 100 bis 150° C kompakte leistungsstarke Heizregister 2, 2' zu realisieren. Andererseits besteht die Möglichkeit die maximale Oberflächentemperatur im Fehlerfall, bei dem der Luftstrom nicht jedoch die Heizleistung unterbrochen wird, bauartbedingt auf unter 200°C zu begrenzen, auch wenn keine Sicherheitselemente eingebaut sind, die die Stromversorgung des Heizregisters 2, 2' unterbrechen.
  • Es kann so ein Sicherheitskonzept für die Klimaanlage realisiert werden, das einen Verzicht auf die bisher notwendigen Sicherheitselemente, welche Teil der Sicherheitskette sind, zulässt. Insbesondere ist es dadurch möglich, ein Klimagerät bereitzustellen, bei dem die maximale Oberflächentemperatur aller Bauteile auch im Fehlerfall (Luftstrom unterbrochen) 200°C nicht überschreitet.
  • Durch die Ausführung des Lüfters 1 mit entsprechenden Heizregistern 2, 2' kann die maximale Oberflächentemperatur am Heizelement unter 200° C gehalten werden, sodass auf die derzeit notwendigen Sicherheitselemente verzichtet werden kann. Die Verwendung der PTC-Technologie kann die derzeitige Ausführungsform mit Heizstäben ablösen.
  • Figur 4 zeigt einen Lüfter 1 für ein Klimagerät, bei dem ein Gebläse 4, 4' aus zwei entsprechenden Gebläseteilen 4, 4' ausgeführt ist. Jedem der Gebläseteile 4, 4' ist je ein PTC-Heizregister 2, 2' zugeordnet. Zwischen den Gebläseteilen 4, 4' ist ein Lüftermotor 3 oder sind auch mehrere Lüftermotoren 3 vorgesehen. Der Lüfter 1 ist so ausgeführt, dass jedem Gebläseteil 4, 4' je zwei getrennte Einströmbereiche 11, 12, 11', 12' und je ein Ausströmbereich 13, 13' zugeordnet ist. Wie aus Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist kann das Heizregister 2, 2' in Strömungsrichtung parallel zum Lüftermotor 3 angeordnet sein. Dadurch strömt die von den Heizregistern 2, 2' erwärmte Luft nicht erhitzt am Lüftermotor 3 vorbei.
  • Die Heizregister 2, 2' können als PTC-Heizregister 2, 2' ausgeführt sein und das Gebläse 4, 4' kann als doppelflutiges Radialgebläse wie in Figur 4 gezeigt ausgebildet sein. Ferner kann der Lüftermotor 3 zwischen den beiden Gebläseteilen 4, 4' angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist den ersten Einströmbereichen 12, 12' der Gebläseteile 4, 4' der Lüftermotor 3 zugeordnet, d.h. er liegt zwischen den beiden Gebläseteilen 4, 4'. Den zweiten Einströmbereichen 11, 11' der Gebläseteile 4, 4' sind dagegen die Heizregister 2, 2' zugeordnet und die zweiten Einströmbereiche 11, 11' liegen dabei jeweils an einer dem Lüftermotor 3 gegenüberliegenden Seite der Gebläseteile 4, 4'.
  • Die Luftvolumenströme zwischen den Einströmbereichen 11, 12, 11', 12' können über die Lochung des Lochblechs 5 gesteuert werden, das sich im Zustrombereich des Lüfters 1 befindet.
  • Figur 5 zeigt eine Detailansicht des Lüfters 1, wobei mit dem Buchstaben Lein die 4 Luftansaugungspunkte angezeigt sind. Über die Laufräder 15 kann mittels des Motors die Luft entsprechend angesaugt werden und über die Luftausgänge Laus weiter befördert werden.
  • Figuren 6 und 7 zeigen eine Ausführung, die nicht Teil der Erfindung ist, in welcher das Heizregister dem Lüftermotor in Strömungsrichtung nachgelagert ist, bei der das Heizregister 2, 2' innerhalb des Gebläses 4, 4' integriert ist. Dies kann alternativ oder zusätzlich zu einer Anordnung des Heizregisters 2, 2' außerhalb des Gebläses 4, 4' erfolgen. Das Heizregister 2, 2' kann in der Ausführung der Figur 6 eine Heizfläche umfassen, die innerhalb des Gebläses 4, 4' an dessen Außenwandung vorgesehen ist. Dabei kann das Heizregister 2, 2' spiralförmig oder kreisförmig innerhalb des Gebläses 4, 4' angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform des Lüfters 1 mit gleichzeitig effektiver Wärmeeintragung vom Heizregister 2, 2' in die zu erhitzende Luft.

Claims (9)

  1. Lüfter (1) mit wenigstens einem Gebläse (4, 4'), wenigstens einem Heizregister (2, 2') und wenigstens einem Lüftermotor (3), wobei der Lüfter (1) wenigstens zwei getrennte Einströmbereiche (11, 12, 11', 12') und wenigstens einen Ausströmbereich (13, 13') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor (3) und das wenigstens eine Heizregister (2, 2') in Strömungsrichtung parallel derart zueinander angeordnet sind, dass die zuströmende Mischluft in parallele Luftströme aufgeteilt wird, von denen wenigstens einer über ein Heizregister (2, 2') und einer davon beabstandet und am Lüftermotor (3) vorbei zum Gebläse geleitet wird, sodass in das Gebläse (4, 4') zum einen vom Heizregister (2/2') erhitzte Luft und zum anderen lediglich über den Lüftermotor (3) geleitete Luft strömt.
  2. Lüfter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizregister (2, 2') ein PTC-Heizregister ist, und/oder dass das Gebläse (4, 4') ein Radialgebläse ist.
  3. Lüfter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (4, 4') ein beidseitig ansaugendes Radialgebläse mit zwei Gebläseteilen (4, 4') ist.
  4. Lüfter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor (3) zwischen den Gebläseteilen (4, 4') angeordnet ist.
  5. Lüfter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Einströmbereich (12, 12') im Bereich des Lüftermotors (3) angeordnet ist, und/oder dass wenigstens der zweite Einströmbereich (11, 11') an einer dem Lüftermotor (3) gegenüberliegenden Seite des wenigstens eines Gebläseteils (4, 4') angeordnet ist.
  6. Lüfter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor (3) mit integrierter Motorelektronik ausgeführt ist.
  7. Lüfter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Einströmbereich (11, 12, 11', 12') ein Lochblech (5) oder mehrere Lochbleche (5) vorgelagert sind, wobei über die Lochung des Lochblechs (5) oder der Lochbleche (5) das Verhältnis der Luftvolumenströme der Einströmbereiche (11, 12, 11', 12') eingestellt ist.
  8. Klimagerät (100), insbesondere für ein Schienenfahrzeug, zum Heizen und/oder Kühlen, mit wenigstens einem Lüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Verwendung eines Klimagerätes (100) nach Anspruch 8 als Einstiegsraumheizer oder Umluftheizer.
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