EP3853051A1 - Modulare aufdachklimaanlage - Google Patents

Modulare aufdachklimaanlage

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Publication number
EP3853051A1
EP3853051A1 EP19778873.0A EP19778873A EP3853051A1 EP 3853051 A1 EP3853051 A1 EP 3853051A1 EP 19778873 A EP19778873 A EP 19778873A EP 3853051 A1 EP3853051 A1 EP 3853051A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air conditioning
conditioning system
vehicle
unit
module
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19778873.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Argento
Christoph Hipp
Sagar Kantipudi
Markus SCHAUER
Deepak SEHGAL
Armin Wiestner
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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 Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3853051A1 publication Critical patent/EP3853051A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514—Details of air conditioning housings
    • B60H1/00542—Modular assemblies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00207—Combined heating, ventilating, or cooling devices characterised by the position of the HVAC devices with respect to the passenger compartment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00371—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles carrying large numbers of passengers, e.g. buses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514—Details of air conditioning housings
    • B60H1/00535—Mounting or fastening of the housing to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00207—Combined heating, ventilating, or cooling devices characterised by the position of the HVAC devices with respect to the passenger compartment
    • B60H2001/00235—Devices in the roof area of the passenger compartment

Definitions

  • the present invention relates to a modular rooftop air conditioner for a vehicle.
  • air conditioning systems for large vehicles are typically not arranged inside the vehicle, but are preferably attached to a roof of the vehicle. This is due to the fact that the air conditioning systems for large vehicles are used to air-condition a larger area of the vehicle and therefore have to provide a greater cooling capacity compared to passenger vehicles. However, a larger cooling capacity is also accompanied by a larger dimensioning of the air conditioning system.
  • Air conditioning systems that are arranged on a roof of a vehicle are referred to as rooftop air conditioning systems. Such a rooftop air conditioning system typically provides a cooling capacity in the range from 20 kW to approximately 50 kW.
  • a rooftop air conditioning system comprises at least part of the refrigerant circuit in which a refrigerant circulates, at least one evaporator unit for evaporating the refrigerant, at least one condenser unit for liquefying the refrigerant and at least one expansion unit for spraying the still liquid refrigerant.
  • the condenser unit can be equipped with at least one condenser fan and the evaporator unit can be equipped with at least one evaporator fan.
  • a rooftop air conditioning system can also include at least one compressor unit for compressing the refrigerant. Is this not in the rooftop air conditioner installed, it is located elsewhere in the vehicle, for example in the belt drive of the vehicle internal combustion engine.
  • a gas cooler unit can replace the condenser unit. If the refrigeration cycle is used to convey heat from the outside air into the interior, an outside heat exchanger unit can replace the condenser unit, so that depending on the operating mode, refrigerant is cooled and condensed or evaporated, if necessary.
  • the components of the rooftop air conditioning system are accommodated in a large overall housing, an evaporator unit and a flesh body unit with, for example, two to four radial fans, each being combined in a partial housing, in particular in a common partial housing, wherein a further partial housing can be provided in which is a condenser unit with two to six axial fans.
  • a partial housing with evaporator unit is arranged on the left in the direction of travel, a second on the right and a partial housing with the condenser unit in between.
  • the partial housing is arranged in the condenser unit in front of or behind the partial housing with the evaporator units.
  • An evaporator unit and a flesh body unit can be accommodated together with the evaporator fan (designed as a radial fan) in a common partial housing.
  • roof-mounted air conditioning systems do not use the manufacturing technologies and materials known from the manufacture of passenger vehicles and / or trucks.
  • SMC plastic parts are used instead of injection molded plastic parts and mechanically joined round tube evaporators are used instead of disc or flat tube evaporators.
  • the present invention is based on the general idea that in the manufacture of the rooftop air conditioning system or its components, large series technologies from the manufacture of passenger cars and / or trucks can be used in order to provide a more cost-effective manufacture with maximum application flexibility.
  • the rooftop air conditioning system for a vehicle is designed as a modular rooftop air conditioning system which has at least two similar air conditioning system modules for air conditioning room areas within the vehicle, the air conditioning system modules being combined to form a functional assembly, the assembly being on a roof of the vehicle. is installable.
  • the similar air conditioning module can be formed separately from each other.
  • a vehicle can be a wide-body vehicle, such as a utility vehicle, a bus, or the like.
  • a vehicle can be a railless vehicle.
  • Room areas can be, for example, subspaces of the vehicle cabin.
  • Part areas of the vehicle cabin can be, for example, a driver's workplace, a front and / or rear part of the passenger compartment.
  • Subspaces of the vehicle cabin can be, for example, side rooms, in particular a driver's rest room and / or a luggage room.
  • Spaces can be subspaces within the vehicle, in which vehicle components and / or vehicle assemblies can be arranged.
  • Vehicle components can be, for example, electronic units, electric motors and / or batteries.
  • Spaces can be vehicle components and / or vehicle assemblies of the vehicle.
  • Vehicle components can be, for example, electronic units, electric motors and / or batteries.
  • Room areas can be all aggregates of the vehicle that have to be cooled or from which heat has to be absorbed to heat the vehicle interior.
  • Additional functions can be designed so that temperature control of vehicle components, in particular of electronic units, electric motors and / or batteries, is provided.
  • temperature control of vehicle components, in particular electronic units, electric motors and / or batteries can be provided by the rooftop air conditioning system.
  • At least two similar air conditioning module modules do not have to be identical. At least two air conditioning system modules can be regarded as being the same if they each have a refrigeration system, or parts of a refrigeration system or parts of several refrigeration systems. At least two similar air conditioning system modules can each have a refrigeration system, or parts of a refrigeration system or parts of several refrigeration systems.
  • At least two air conditioning modules can be regarded as being the same if they each have a unit for exchanging heat with the vehicle environment and a unit for exchanging heat with the vehicle (for example with a cabin and / or other room areas and / or components of the Vehicle). At least two similar air conditioning module modules can each have a unit for exchanging heat with the vehicle environment and a unit for exchanging heat with the vehicle (e.g. with a cabin and / or other room areas and / or components of the vehicle).
  • At least two air conditioning system modules can be considered to be of the same type if the arrangement of these units and / or air conditioning system modules is the same relative to one another or if the arrangement of these units and / or air conditioning system modules relative to one another is approximately or essentially mirrored and / or mirror-symmetrical is. At least two similar air conditioning system modules can be arranged identically relative to one another. At least two similar air conditioning system modules can be approximately or essentially mirrored and / or mirror-symmetrically arranged relative to one another with respect to one plane.
  • At least two air conditioning system modules can be considered to be of the same type if the structural design of the air conditioning system modules and / or the materials used are predominantly the same and / or essentially the same (eg plastic injection molded housing and frame parts, aluminum pipes, aluminum heat exchangers, hoods made of thermally deformable plastic films).
  • At least two similar air conditioning system modules can have predominantly the same and / or essentially the same structural design and / or materials used (e.g. plastic injection molded housing and frame parts, aluminum pipes, aluminum heat exchangers, thermally deformable hoods Plastic films).
  • At least two air conditioning modules can be considered to be the same if, instead of cabin air, only coolant for cooling a vehicle component, e.g. a battery, could be used, so that, for example, all evaporators could be replaced by chillers.
  • a vehicle component e.g. a battery
  • a first air conditioning module can have an evaporator (refrigerant-air heat exchanger) for cooling air
  • a second air conditioning module can have a chiller (refrigerant-coolant liquid heat exchanger) for cooling vehicle units, such as batteries or electronics , or for connecting a secondary air-conditioning device, such as for a driver's workplace for cooling by means of a heat sink (coolant-air heat exchanger).
  • a first air conditioning system module can have an evaporator, whereas a second air conditioning system module can additionally have a chiller.
  • a first air conditioning system module can have its own compressor, whereas all other air conditioning system modules can be connected centrally and / or jointly to a compressor on the vehicle engine.
  • At least one air conditioning module can have an indirect condenser (refrigerant-coolant-liquid heat exchanger) for emitting heat to a coolant-liquid / liquid heat transfer medium.
  • an indirect condenser refrigerant-coolant-liquid heat exchanger
  • At least one first air conditioning system module can have an electronic control unit, whereas another air conditioning system module can have no control unit.
  • At least one first air conditioning system module can have an electronic control unit, whereas another air conditioning system module can be designed without a control unit.
  • the air conditioning system modules can each have a module hood, the size and / or shape of which differs in at least two air conditioning system modules.
  • a modular rooftop air conditioner can consist of three air conditioner modules or have three air conditioner modules, two air conditioner modules being arranged opposite one another on the roof and one air conditioner module rotated 90 degrees in the middle between the left and right roof borders can be.
  • the air conditioning module arranged in the center can have a different shape than the pair of air conditioning modules.
  • the air conditioning modules can be combined into a functional assembly by mechanically connecting them. Both a detachable mechanical connection between the individual air conditioning system modules and between an air conditioning system module and the modular rooftop air conditioning system can be provided.
  • the air conditioning system modules can be combined to form a functional assembly by mechanically connecting them directly to one another in order to provide a mechanically stable connection and / or mechanically resistant connection and / or shear-resistant connection and / or torsion-resistant connection and / or to form a rigid connection.
  • two or more air conditioning modules can be screwed together, for example.
  • the air conditioning system modules can be combined to form a functional assembly by connecting them to one another in a fluidic manner with refrigerant lines and / or coolant lines.
  • the air conditioning modules can be combined into a functional assembly by connecting them to each other using electrical cables.
  • At least two air conditioning system modules can be mechanically stably connected to one another, for example screwed together.
  • At least two air conditioning system modules do not form a mechanically stable structural unit, but that at least these two air conditioning system modules are connected to one another by means of lines for refrigerant and / or coolant and are therefore functional can be summarized.
  • the air conditioning modules can be attached to the vehicle roof individually or pre-assembled using an assembly aid.
  • At least two air conditioning system modules are part of a common control system for controlling the operation of the modular rooftop air conditioning system.
  • the embodiments A, B and C can be combined with one another at least in part.
  • the embodiments A and B can be relevant and / or advantageous above all if the rooftop air conditioning system is connected to a central compressor.
  • Embodiments C can be relevant and / or advantageous if each air conditioning system module is equipped with its own compressor and thus represents its own refrigeration machine.
  • At least two air conditioning system modules can be mounted opposite one another on the roof relative to a vehicle center line, wherein they are arranged approximately in the same position in the vehicle longitudinal direction.
  • At least two air conditioning system modules can be mounted opposite one another on the roof with respect to a vehicle center line, wherein they are arranged essentially in the same position with respect to the vehicle longitudinal direction.
  • the two air conditioning system modules can be arranged essentially mirror-symmetrically with respect to the vehicle center line.
  • the vehicle center line can run between the at least two air conditioning modules.
  • the assembly as a whole can be mounted on the roof of the vehicle or be removed from the roof in their entirety if this is necessary for maintenance work. Assembly aids may be required or used for this if the air conditioning modules are not connected to one another with sufficient stability and therefore have to be supported individually. Since not every air conditioning system module has to be mounted individually on the roof of the vehicle, the number of work steps required for the installation of a modular rooftop air conditioning system according to the invention can be reduced.
  • each air conditioning module can be individually mounted on the roof or removed from the roof. This is an advantageous simplification, particularly in the case of maintenance, because smaller structural units have to be moved.
  • the number of air conditioning modules can be selected to suit the needs of the vehicle's cooling capacity, with additional design work relating to the components being minimized.
  • An air conditioning system module can have a cooling capacity of at least 8 kW to 15 kW or 8 kW to 16 kW, the modular rooftop air conditioning system having a cooling capacity of at least 20 kW.
  • Rooftop air conditioners with a cooling capacity of at least 8 kW to approximately 15 kW are typically used in minibuses with approximately up to 22 seats.
  • Such a rooftop air conditioning system for minibuses is known from DE 10 2015 211 594 A1.
  • the air conditioning system modules can have their own housings, although it is also conceivable that the modular roof-mounted air conditioning system has an overall housing.
  • a Entire housing, a housing or a partial housing can enclose components of the rooftop air conditioning system and can comprise several housing parts.
  • An overall housing, a housing or a partial housing can also be designed as a hood, which at least partially covers the components of the rooftop air conditioning system, wherein the hood can preferably be designed as a visible part of the rooftop air conditioning system. It can be provided that such a hood covers and / or covers and / or arranges the area between the rooftop air conditioning system and the surroundings of the vehicle.
  • a hood u. a. has the function of a cover, that is to say closing it, it can also be an upper housing part. If a hood does not close anything and only covers it, it cannot be a housing part, but a cover with a protective function and / or with an optical function.
  • the air conditioning modules can also be covered with their own hoods, whereby it is also conceivable that a large hood covers the entire modular roof-mounted air conditioning system or that several hoods only cover parts of the roof-mounted air conditioning system, e.g. For example, a left and a right hood cover the parts of the rooftop air conditioning system that are on the outside of the roof.
  • the modular rooftop air conditioning system can have a control device, it also being conceivable that at least one air conditioning system module has a control device.
  • a control device can be communicatively connected to components of the modular rooftop air conditioning system and / or to air conditioning system modules and / or to components of the air conditioning system modules.
  • a communicating connection is to be understood to mean that a bidirectional or unidirectional data connection can be provided between two components communicating with one another, with which electrical control, regulating and / or measuring signals can be transmitted in analog or digital form are. Communication between more than two components can be implemented with a bus system.
  • At least one air conditioning system module has at least one evaporator unit for evaporating a refrigerant, at least one condenser unit for liquefying a refrigerant, at least one evaporator fan and at least one condenser fan.
  • the condenser fan ensures adequate ventilation of the condenser unit and the evaporator fan provides adequate ventilation of the evaporator unit.
  • the evaporator unit can in particular be a chiller unit. A refrigerant can be evaporated in the chiller unit.
  • a gas cooler unit can replace the condenser unit. If the refrigeration cycle is operated supercritically, a gas cooler unit can replace the condenser unit. If the refrigeration cycle is used to convey heat from the outside air into the interior, an outside heat exchanger unit can replace the condenser unit, so that depending on the operating mode, refrigerant is cooled and condensed or evaporated, if necessary. In the "heating" operating mode, the outdoor heat exchanger can transfer heat to the cooling circuit via a chiller and in the "cooling" operating mode it can absorb heat from an indirect condenser. Chiller and indirect capacitor can be arranged at different locations / in different submodules and expansion modules.
  • the components of the air conditioning module can be arranged in different ways.
  • a condenser unit and at least one condenser fan in the direction of travel can be arranged in front of two evaporator units with at least one evaporator fan. It is also conceivable for the condenser unit to be arranged behind the evaporator unit in the direction of travel is.
  • a condenser unit and a condenser fan can be located between two evaporator units, each with at least one evaporator fan. Other arrangements are also possible.
  • two evaporator units, each with at least one evaporator fan viewed in the direction of travel can be arranged on one side of a condenser unit with at least one condenser fan.
  • the evaporator unit and the condenser unit can be arranged in a refrigerant circuit.
  • the evaporator unit can have an evaporator which is designed as a disk or flat tube evaporator.
  • the refrigerant circuit can have at least one expansion unit for spraying the still liquid refrigerant and at least one delivery device for driving the refrigerant in the refrigerant circuit.
  • the air conditioning system module can have at least one at least one chiller unit and at least one condenser unit and at least one condenser fan.
  • the air conditioning module can have at least one chiller unit and at least one gas cooler unit and at least one gas cooler fan.
  • the air conditioning module can have at least one chiller unit and at least one outdoor heat exchanger unit and at least one outdoor heat exchanger fan.
  • the air conditioning module can have at least one evaporator unit with at least one evaporator fan and at least one gas cooler unit and at least one gas cooler fan.
  • the air conditioning module can have at least one evaporator unit with at least one evaporator fan and at least one outside heat exchanger unit and at least one outside heat exchanger fan.
  • the air conditioning module can have at least one heat sink unit with at least one heat sink fan and at least one external heat exchanger unit and at least one external heat exchanger fan.
  • the chiller unit can be used for battery cooling.
  • the chiller unit can not only be used for battery cooling, but also for other cooling tasks, such as for cooling the cabin air at a driver's seat using a coolant through which a coolant flows in the driver's seat air conditioning unit or for feeding heat from coolant circuits to units in the vehicle in order to stain the cabin air the roof air conditioner can be used in heat pump mode.
  • At least one air conditioning system module has at least one compressor unit for compressing the refrigerant and / or at least one chiller unit and / or at least one radiator unit for heating the air flowing into the vehicle.
  • the chiller unit can be used to cool a coolant which is used in a cooling circuit to regulate the temperature of a battery unit of the vehicle.
  • each individual air conditioning module enables a redundant design of the modular rooftop air conditioning system, so that the modular rooftop air conditioner can provide the required cooling capacity even if a single compressor fails.
  • all refrigerant lines can be arranged outside the vehicle, and this is how it works: In a module with its own (electrical) compressor and chiller unit, all the refrigerant lines are inside the module and thus on the module Top, roof. From the chiller unit, only coolant lines and no refrigerant lines go from and to the front box (driver's seat air conditioner) through the interior of the vehicle in order to absorb heat in the front box on a heat sink (air-coolant heat exchanger instead of an evaporator) to transport to the roof air conditioner.
  • flammable refrigerants eg R1234yf and R290
  • a meat body unit can be a coolant-air heat exchanger through which warm coolant flows and / or is stained.
  • an electrical water pump for the coolant can also be formed.
  • a meat body unit can be an electrical air heater for the direct heating of room air, in particular one with PTC ceramic elements.
  • an electric water pump for the coolant can also be formed.
  • a radiator unit can be a coolant-air heat exchanger in connection with an electrical coolant heater.
  • an electric water pump for the coolant can also be formed.
  • At least two air conditioning system modules are fluidly connected to at least one common compressor unit. If the vehicle has one or more compressor units, the refrigerant can be gene modules are divided and merged in reflux.
  • the necessary manifolds and manifolds can be part of the modular rooftop air conditioning system and / or the vehicle.
  • the invention further relates to a modular rooftop air conditioning system for a vehicle, with at least two similar air conditioning system modules for air conditioning room areas within the vehicle, at least one air conditioning system module having at least one first submodule and at least one second submodule.
  • the first submodule has at least one first connecting section, the second submodule having at least one second connecting section.
  • the first submodule and the second submodule can be connected via the first connection section and the second connection section.
  • the connection between the first submodule and the second submodule can be designed to be detachable.
  • Another submodule can have one or two evaporator units, each with at least one evaporator fan and / or a frame.
  • the housings of both submodules can be placed on a frame, but they are not directly connected to it.
  • the submodules can only be connected to one another via refrigerant lines and, if appropriate, cable strands.
  • the vertical direction can be parallel to the surface normal vector of a roof of a vehicle.
  • the first (condenser) submodule can protrude beyond the second (evaporator) submodule.
  • At least two submodules can be directly mechanically stably connected to one another via the connecting sections.
  • At least two submodules can be indirectly mechanically stably connected to one another via the connecting sections, the two submodules being connected directly to one another via refrigerant and / or coolant lines and electrical lines, while mechanical stability is achieved by each submodule being connected to a common module frame, which is connected to the roof of the vehicle.
  • connection options indirect and direct mechanical connection
  • an overlapping first submodule can be screwed in the area of the overlap to a locally located second submodule.
  • a vehicle can be a wide-body vehicle, such as a utility vehicle, a bus, or the like.
  • a vehicle can be a railless vehicle.
  • Room areas can be, for example, subspaces of the vehicle cabin.
  • Part areas of the vehicle cabin can be, for example, a driver's workplace, a front and / or rear part of the passenger compartment.
  • Subspaces of the vehicle cabin can be, for example, side rooms, in particular a driver's rest room and / or a luggage room.
  • Driving Tool components can be, for example, electronic units, electric motors and / or batteries.
  • Spaces can be vehicle components and / or vehicle assemblies of the vehicle.
  • Vehicle components can be, for example, electronic units, electric motors and / or batteries.
  • Room areas can be all aggregates of the vehicle that have to be cooled or from which heat has to be absorbed to heat the vehicle interior.
  • Additional functions can be designed so that temperature control of vehicle components, in particular of electronic units, electric motors and / or batteries, is provided.
  • temperature control of vehicle components, in particular electronic units, electric motors and / or batteries can be provided by the rooftop air conditioning system.
  • the air conditioning module can have at least two similar air conditioning modules.
  • the similar air conditioning module can be formed separately from each other.
  • At least two similar air conditioning module modules do not have to be identical.
  • At least two air conditioning system modules can be regarded as being the same if they each have a refrigeration system, or parts of a refrigeration system or parts of several refrigeration systems. At least two similar air conditioning modules can each have a refrigeration system, or parts of a refrigeration system or parts of several refrigeration systems.
  • At least two air conditioning modules can be regarded as being the same if they each have a unit for exchanging heat with the vehicle environment and a unit for exchanging heat with the vehicle (for example with a cabin and / or other room areas and / or components of the Vehicle). At least two similar air conditioning module modules can each have a unit for exchanging heat with the vehicle environment and a unit for exchanging heat with the vehicle (e.g. with a cabin and / or other room areas and / or components of the vehicle).
  • At least two air conditioning system modules can be considered to be of the same type if the arrangement of these units and / or air conditioning system modules is the same relative to one another or if the arrangement of these units and / or air conditioning system modules relative to one another is approximately or essentially mirrored and / or mirror-symmetrical is. At least two similar air conditioning system modules can be arranged identically relative to one another. At least two similar air conditioning system modules can be approximately or essentially mirrored and / or mirror-symmetrically arranged relative to one another with respect to one plane.
  • At least two air conditioning system modules can be considered to be of the same type if the structural design of the air conditioning system modules and / or the materials used are predominantly the same and / or essentially the same (e.g. plastic injection molded housing and frame parts, aluminum pipes, aluminum - Minium heat exchanger, Flauben made of thermally deformable plastic films).
  • At least two similar air conditioning module modules can mostly be the same and / or have essentially the same design and / or materials used (eg plastic injection molded housing and frame parts, aluminum pipes, aluminum heat exchangers, hoods made of thermally deformable plastic films).
  • At least two air conditioning modules can be considered to be the same if, instead of cabin air, only coolant for cooling a vehicle component, e.g. a battery, could be used, so that, for example, all evaporators could be replaced by chillers.
  • a vehicle component e.g. a battery
  • a first air conditioning system module can have an evaporator (refrigerant-air heat exchanger) for cooling air
  • a second air conditioning system module can have a chiller (refrigerant-coolant liquid heat exchanger) for cooling vehicle assemblies, such as batteries or electronics , or for connecting a secondary air-conditioning device, such as for a driver's workplace for cooling by means of a heat sink (coolant-air heat exchanger).
  • a first air conditioning system module can have an evaporator, whereas a second air conditioning system module can additionally have a chiller.
  • a first air conditioning module can have its own compressor, whereas all other whose air conditioning modules can be connected centrally and / or together to a compressor on the vehicle engine.
  • At least one air conditioning module can have an indirect condenser (refrigerant-coolant-liquid heat exchanger) for emitting heat to a coolant-liquid / liquid heat transfer medium.
  • an indirect condenser refrigerant-coolant-liquid heat exchanger
  • At least one first air conditioning system module can have an electronic control unit, whereas another air conditioning system module can have no control unit.
  • At least one first air conditioning system module can have an electronic control unit, whereas another air conditioning system module can be designed without a control unit.
  • the air conditioning system modules can each have a module hood, the size and / or shape of which differs in at least two air conditioning system modules.
  • a modular rooftop air conditioner can consist of three air conditioner modules or have three air conditioner modules, two air conditioner modules being arranged opposite each other on the roof and one air conditioner module rotated 90 degrees in the middle between the left and right roof borders can be.
  • the air conditioning module arranged in the center can have a different shape than the pair of air conditioning modules.
  • Submodule can be provided that between the first submodule and the second via the first connection section and the second connection section Submodule a fluidic connection to form a cold medium circuit can be established. It can be provided that an electrically conductive connection for supplying energy to the components of the submodules can be established via the first connecting section and the second connecting section between the first submodule and the second submodule. It can be provided that a communicating connection for controlling the submodules and / or their components can be established via the first connection section and the second connection section between the first submodule and the second submodule.
  • the submodules can thus be assembled to form an air conditioning system module, wherein an air conditioning system module can be easily and inexpensively assembled from a large number of submodules.
  • the first submodule is designed to exchange thermal energy between the air conditioning system module and an outside environment of the vehicle, the second submodule being used to exchange thermal energy between the air conditioning system module and a room area, in particular a passenger compartment and / or a driver / passenger compartment and / or a relaxation room and / or a refrigerator module and / or a battery unit of the vehicle.
  • the modular rooftop air conditioning system can have at least one refrigerant circuit in which a refrigerant circulates, at least one evaporator unit for evaporating the refrigerant, at least one condenser unit for liquefying the refrigerant, at least one compressor unit for compressing the refrigerant, at least one expansion unit for spraying the still liquid Refrigerant.
  • the condenser unit can be equipped with at least one condenser fan and the evaporator unit can be equipped with at least one evaporator fan.
  • the modular rooftop air conditioning system can have at least one refrigerant circuit in which a refrigerant circulates, at least one evaporator unit for evaporating the refrigerant, at least one condenser unit for liquefying the refrigerant, at least one compressor unit for compressing the refrigerant, at least one expansion unit for spraying the still liquid Käl teschs and at least one conveyor for driving a coolant in a coolant circuit.
  • the condenser unit can be equipped with at least one condenser fan and the evaporator unit can be equipped with at least one evaporator fan.
  • the delivery device for driving a coolant in the coolant circuit can be, for example, a liquid pump, in particular a water pump.
  • the modular rooftop air conditioning system can have at least one refrigerant circuit in which a refrigerant circulates, at least one evaporator unit for evaporating the refrigerant, at least one condenser unit for liquefying the refrigerant, at least one compressor unit for compressing the refrigerant, at least one expansion unit for spraying the still liquid Have refrigerant and at least one delivery device for driving the refrigerant in the refrigerant circuit.
  • the condenser unit can be equipped with a condenser fan and the evaporator unit can be equipped with an evaporator fan.
  • the submodules can have a housing which can be designed for folding components of the respective submodule and / or for routing the ambient air to the submodule and / or away from the submodule.
  • the housing can be open at locations where adjacent air conditioning modules form wall surfaces for the air to be conducted.
  • the modular rooftop air conditioning system can have a control device, it also being conceivable for at least one air conditioning system module and / or a submodule to have a control device.
  • a control device can be communicatively connected to components of the modular rooftop air conditioning system and / or to air conditioning system modules and / or to components of the air conditioning system modules and / or to submodules.
  • An air conditioning system module can have a cooling capacity of at least 8 kW to 15 kW or 8 kW to 16 kW, the modular rooftop air conditioning system having a cooling capacity of at least 20 kW.
  • the air conditioning system modules can be combined to form a functional assembly, it being possible to install the assembly on a roof of the vehicle.
  • the modular rooftop air conditioning system according to the invention requires only a few types of submodules, so that rooftop air conditioning systems of different lengths, widths, performance and equipment can be made available for vehicles of different sizes and with different roof shapes, in particular for minibuses and large buses.
  • the first submodule has at least one first heat exchanger unit for exchanging thermal energy between the air conditioning module and the outside environment of the vehicle, the second submodule having at least at least one second heat exchanger unit for exchanging thermal energy between the air conditioning system module and the room area, in particular a passenger compartment and / or a driver / passenger compartment and / or a relaxation room and / or a refrigerator module and / or a battery unit, of the vehicle, wherein the second submodule has at least one blower unit. It is conceivable that the first submodule also has at least one blower unit.
  • the first submodule has at least one compressor unit. It is also conceivable that the first submodule is fluidly connected to a compressor unit of the vehicle.
  • the second submodule has at least one radiator unit for heating the air flowing into the vehicle and / or at least one air filter unit for filtering the air flowing into the vehicle and / or at least one chiller unit .
  • the chiller unit can be used to cool a coolant which is used in a cooling circuit for regulating the temperature of a battery unit of the vehicle.
  • the chiller unit can not only be used for battery cooling, but also for other cooling tasks, such as for cooling the cabin air at a driver's seat using a coolant through which a coolant flows in the driver's seat air conditioning unit or for feeding heat from coolant circuits to units in the vehicle in order to heat the cabin air the roof air conditioner can be used in heat pump mode.
  • a submodule has a housing, the configuration device of the housing is at least partially complementary to the roof area of the vehicle on which the submodule is arranged. If the housing forms a floor area, the floor area of the housing can take into account the roof curvatures in the transverse and driving directions of the vehicle. Thanks to this, the modular roof-mounted air conditioning system can be adapted to any roof geometry of a vehicle. For this purpose, a flexible and / or elastic and / or elastically deformable housing base can be provided, which adapts and / or conforms to any roof contour.
  • an at least first air conditioning module to air-condition a first part of the vehicle, with at least a second air conditioning module air-conditioning a second part of the vehicle.
  • the vehicle can be divided into a large number of subareas, with each subarea being able to be assigned to an air conditioning module in each case for air conditioning.
  • An air conditioning system module can be used, for example, to dissipate the heat of a driver's seat air conditioning unit, another air conditioning module being used to dissipate the heat from the passenger compartment.
  • Partial areas of the vehicle can also be spatial areas of the vehicle.
  • Sub-areas can be, for example, sub-areas of the passenger compartment and / or the driver's work station and / or each individual component for which the air conditioning system takes over the thermal management.
  • the entire rooftop air conditioner must be switched on or off.
  • This embodiment of the modular rooftop air conditioning system according to the invention is advantageous in that only the air conditioning system modules are operated during operation of the modular rooftop air conditioning system. must be responsible for the respective section of the vehicle. If air conditioning is not required in a sub-area, the relevant air conditioning module can be switched off and thus leads to energy savings.
  • Another advantage is that when upgrading or retrofitting the modular rooftop air conditioning system, only one air conditioning system module with a corresponding functionality has to be installed or replaced.
  • a partial area of the vehicle comprises cooling or temperature control of a battery unit of the vehicle.
  • the air conditioning module responsible can have an additional chiller in order to cool a coolant in a battery unit. It can also be provided that the battery unit and / or other room areas and / or other sub-areas are tempered.
  • the chiller unit can not only be used for battery cooling, but also for other cooling tasks, such as for cooling the cabin air at a driver's seat using a coolant through which a coolant flows in the driver's seat air conditioning unit or for feeding heat from coolant circuits to units in the vehicle in order to stain the cabin air the roof air conditioner can be used in heat pump mode.
  • At least one frame unit is arranged between the modular rooftop air conditioning system and the roof of the vehicle.
  • the frame unit can have one or more frames which are connected to the vehicle roof.
  • the frame unit can also be glued to the vehicle roof.
  • the air conditioning system modules are fastened to the frame unit so that they can be quickly removed and installed. Flierzu can for example quick releases or equivalent screws or pins can be used.
  • the frame unit can be designed as a sealing frame.
  • This sealing frame which rests like a sandwich between the system / module and the roof and, for example, seals the system / module to the roof.
  • At least one module frame unit is arranged between at least one air conditioning module and the roof of the vehicle.
  • the module frame unit can have one or more frames which are connected to the frame unit or directly to the vehicle roof.
  • the module frame unit can also be glued to the vehicle roof.
  • an air conditioning system module is fastened to the module frame unit so that it can be detached and mounted quickly. You can do this, for example
  • the module frame unit can be adapted to a geometry of the roof of the vehicle, it also being possible for the module frame unit to be at least partially complementary to the geometry of the roof.
  • a flexible and / or elastic and / or elastically deformable housing base can be provided, which adapts and / or conforms to any roof contour.
  • the modular roof-mounted air conditioning system has an overall housing and / or at least one air conditioning system module has a partial housing in order to provide protection against weather influences.
  • Housings can also be designed as hoods. These can be hoods that cover the entire air conditioning system, and / or hoods that cover partial areas of several modules (e.g. all second submodules and all expansion modules), and / or hoods that cover partial areas of at least one module, e.g. . B. the second submodule.
  • modules e.g. all second submodules and all expansion modules
  • hoods that cover partial areas of at least one module, e.g. . B. the second submodule.
  • At least one electrically controllable expansion valve is provided, the expansion valve being communicatively connected to a control device, the control device being set up to control and / or regulating the expansion valve and / or programmed.
  • thermostatic expansion valves are typically used. Refrigeration systems for vehicles often have two to four evaporators connected in parallel in a refrigeration cycle. The individual evaporators can be equipped with shut-off valves. All evaporators have a thermostatic expansion valve or a fixed throttle.
  • the problem here is that the more evaporators are operated in a refrigeration system in a very large operating range, as is typical in automotive applications, the higher the risk that the refrigeration system assumes a state in which one or more thermostatic expansion valves block the flow of refrigerant to your vaporizer so that it gets warm.
  • the embodiment of the modular rooftop air conditioning system according to the invention solves this problem by regulating the expansion valves via the control device so that an uncontrolled intentional closing to an evaporator is prevented. This means that all evaporators cool evenly, even in difficult ambient conditions.
  • the modular rooftop air conditioning system and / or an air conditioning system module have an electrically controllable expansion valve or several electrically controllable expansion valves, and / or that such an expansion valve is assigned to each evaporator unit of the modular rooftop air conditioning system.
  • refrigerant-air heat exchangers in particular all refrigerant-air heat exchangers, are designed as soldered aluminum microchannel heat exchangers, in particular as flat tube heat exchangers, and / or that at least one refrigerant-coolant heat exchanger and / or at least one chiller is designed as a soldered stacked-plate heat exchanger, in particular as a soldered all-aluminum stacked-plate heat exchanger.
  • a soldered stacked-plate heat exchanger in particular as a soldered all-aluminum stacked-plate heat exchanger, enables advantageous weight savings.
  • At least one air conditioning system module can be mounted on the roof, in particular can be flexibly mounted, that a center line of the air conditioning system module is aligned either perpendicular to the vehicle center line or parallel to the vehicle center line, and / or that each air conditioning module Has control unit that are communicatively connected to each other or that a central control unit is designed for all air conditioning modules.
  • air conditioning module modules that are oriented differently can have different hoods for optical and / or aerodynamic reasons.
  • At least two similar air conditioning system modules are mounted on a common frame, in particular a common frame unit, and are mechanically connected to the latter, the frame being connected to a roof of a vehicle, the at least two Similar air conditioning modules each form a condenser unit, the at least two similar air conditioning modules being arranged mirror-symmetrically with respect to an axis such that the condenser units are arranged closer to the axis than other parts of the at least two similar air conditioning modules.
  • the axis can be the vehicle center line, for example.
  • the at least two similar air conditioning system modules can be designed separately. If the axis is the vehicle center line of a vehicle, the condenser unit of the at least two similar air conditioning system modules can form two condenser sections oriented longitudinally with respect to the vehicle.
  • the at least two similar air conditioning system modules can be arranged essentially mirror-symmetrically with respect to the axis, in particular with respect to the vehicle center line.
  • the condenser unit of the at least two similar air conditioning system modules can be arranged adjacent to one another and / or arranged adjacent to one another and / or arranged in contact with one another.
  • the first submodule is a capacitor or a Gas cooler or an external heat exchanger each with at least one condenser fan, indirect condenser, chiller, electrically driven compressor, water pump and / or electrical coolant heater (in connection with external heat exchanger), and / or that the second submodule has an evaporator with at least one evaporator fan, Has cabin air filters, radiators, heat pump heaters, electric radiators, water pumps, electric coolant heaters, chillers and / or indirect condensers.
  • a compressor unit can be attached and / or arranged on the second submodule.
  • a compressor unit can be installed and / or arranged in the second submodule.
  • a blower can be provided when there is heat exchange with air.
  • each schematically 1 is a plan view of a modular rooftop air conditioning system in which several modules are combined to form an assembly, each module consisting of three submodules,
  • Fig. 2 is a plan view of another embodiment of a modular
  • FIG. 3 shows a plan view of an embodiment of a modular rooftop air conditioning system with submodules, in which the modules are not combined to form a module
  • FIG. 6 is a front view of a modular rooftop air conditioning system with a frame unit and a Flaube
  • FIG. 7 is a front view of another modular rooftop air conditioning system with several module frame units
  • Fig. 8 is an illustration of a modular rooftop air conditioner with a
  • FIG. 10 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system
  • 11 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system
  • FIG. 13 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system
  • FIG. 16 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system
  • FIG. 17 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system
  • FIG. 21 shows a further illustration of a modular rooftop air conditioning system.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle 2 which can be designed as a large-capacity vehicle for transporting a large number of people, the vehicle 2 being shown in a top view, a roof 4 of the vehicle being visible .
  • the vehicle 2 has a modular roof-mounted air conditioning system 1, which is arranged on the roof 4 of the vehicle 2.
  • the modular rooftop air conditioner 1 provides for a heat exchange between an external environment 17 of the vehicle 2 and a room area of the vehicle 2, this room area 18 in particular comprising a passenger room.
  • the modular rooftop air conditioning system 1 is indicated in FIG. 1 by a dashed border, this border meaning that the modular rooftop air conditioning system 1 is combined to form an assembly which interacts both functionally and mechanically.
  • This is to be understood as meaning that the modular rooftop air conditioning system 1 as a whole can be separated from the roof 4 without first having to remove individual air conditioning system modules 3 from the roof 4.
  • the modular roof-mounted air conditioning system 1 is designed such that only a single air conditioning system module 3 can be removed from the roof 4 of the vehicle 2. This is particularly useful when only one air conditioning module 3 is defective, so that only this defective air conditioning module 3 has to be replaced.
  • the modular rooftop air conditioning system 1 has a plurality of air conditioning system modules 3, which are arranged in the longitudinal direction of the vehicle 2, each air conditioning system module 3 being constructed identically, but not necessarily identically.
  • An air conditioning system module 3 comprises, for example, two evaporator units 5, each with at least one evaporator for evaporating a refrigerant.
  • the air conditioning system module 3 comprises a condenser unit 6 with at least one condenser for liquefying the refrigerant, the condenser unit being arranged between two evaporator units 5 spaced apart from one another.
  • the condenser unit 6 contains an external heat exchanger instead of a condenser, which works in cooling mode as a condenser or gas cooler and works in heating mode as an evaporator.
  • a heating heat pump can also use a chiller to remove heat from a coolant. tel which of the rooftop air conditioning supplies heat from the most diverse components in the bus, and not just ambient heat via the external heat exchanger.
  • the air conditioning system module 3 can have an evaporator fan 7 and a condenser fan 8, wherein the evaporator fan 7 can be assigned to the evaporator unit 5 and the condenser fan 8 can be assigned to the condenser unit 6. It can be provided that the evaporator unit 5 structurally comprises the evaporator fan 7 and that the condenser unit 6 structurally comprises the condenser fan 8.
  • each air conditioning system module 3 can be fluidly connected, in which case the air conditioning module 3 can be connected in parallel via suitable distribution and return lines. It can also be provided that individual or also each air conditioning system module 3 can be equipped with its own compressor unit 9. For the sake of clarity, fluidic connections, electrical connections for energy supply and suitable communicating connections for controlling the components of the modular rooftop air conditioning system 1 are not shown.
  • FIG. 1 also shows a battery unit 27 which can have a cooling circuit (not shown). It is conceivable that an air conditioning system module 3 is fluidly connected to the cooling circuit of the battery unit 27 such that the waste heat generated by the battery unit 27 is transferred to the outside environment 17 of the vehicle 2 via the air conditioning system module 3.
  • FIG. 2 is shown by way of example in FIG. 2, which is narrower and somewhat shorter than the vehicle 2 in FIG. 1, so that the arrangement of the evaporator units 5 and the condenser unit 6 is comparatively more compact, the condenser unit 6 is arranged in the direction of travel of the vehicle in front of the two evaporator units 5. This can also be reversed, for example, ie the capacitor unit 6 can be arranged at the rear in the direction of travel.
  • the air conditioning system modules 3 are combined to form an assembly, so that an exchange of the entire modular rooftop air conditioning system 1 is possible.
  • FIG. 3 shows a vehicle with a modular rooftop air conditioning system 1, the air conditioning system modules 3 not being combined to form an assembly, but the air conditioning system module 3 has a first submodule 13 which is arranged between two second submodules 14.
  • the second submodules 14 can be of the same type or also identical.
  • FIG. 5 schematically shows an exemplary structure of an air conditioning system module 3, which comprises a first submodule 13 and a second submodule 14.
  • the first submodule 13 comprises a first connection section 15, and the second submodule 14 comprises a second connection section 16.
  • the first connection section 15 and the second connection section 16 can be designed to be complementary to one another, whereby it can be provided that by plugging the first one together Connection section 15 and the second connection section 16 a detachable connection between the first submodule 13 and the second submodule 14 is provided.
  • the first connection section 15 and the second connection section 16 can each comprise mechanical and / or fluidic and / or electronic and / or control-related connecting elements, which can be designed to be complementary to one another. In this way, a desired air conditioning system module 3 can be produced in a cost-effective manner by simply coupling several submodules in a few steps.
  • the two submodules 13 and 14 can be placed on a common frame, the connecting sections 15, 16 not forming a mechanical holding or carrying function, since they only have pipelines and cables.
  • Both submodules 13 and 14 can be arranged to overlap one another and can be connected to one another in the area of the overlap.
  • the first submodule 13 comprises a first heat exchanger unit 19 and a compressor unit 9.
  • the submodule 14 comprises a second heat exchanger unit 20, an air filter unit 22 and a blower unit 21.
  • the first heat exchanger unit 19 is designed to exchange thermal energy between the air conditioning system module 3 and the external environment 17 of the vehicle 2.
  • the second heat exchanger unit 20 is provided for the exchange of thermal energy between the air conditioning module 3 and the room area 18, in particular a passenger compartment, of the vehicle 3.
  • FIG. 6 shows a front view of a modular rooftop air conditioning system 1, the rooftop air conditioning system 1 having a first submodule 13 which is arranged between two second submodules 14.
  • the submodules 13 and 14 form an air conditioning module 3.
  • the submodule 13 has a chiller unit 10 which can be used for cooling a coolant which is used in a cooling circuit for regulating the temperature of the battery unit 27 of the vehicle 2.
  • a second submodule 14 has a radiator unit 11, which has a radiator element for heating the space 18, in particular whose passenger compartment can have inflowing air.
  • the chiller unit 10 can also be arranged in the second submodule 14 and / or in an expansion module.
  • the expansion module can be part of an air conditioning system module 3 in addition to the first and the second submodule.
  • a frame unit 28 and / or module frame unit 29 is provided between the modular rooftop air conditioning system 1 and the roof 4 of the vehicle 2, with which the air conditioning system module 3 formed from the submodules is attached to the roof.
  • the connection between the submodules and the frame unit 28 and also the connection between the frame unit 28 and the roof 4 can each be designed to be detachable.
  • the modular rooftop air conditioning system 1 has an overall housing or an overall hood 30 which, in the case shown, covers the air conditioning system module 3 or the submodules and thus protects against negative weather influences.
  • Each submodule has a housing 23 which comprises a bottom area 24.
  • the area of the housing 23 which is arranged closest to the roof 4 can be regarded as the bottom area 24. 6, the bottom area 24 of the submodules is flat. However, the roof 4 of the vehicle 2 can also completely or partially form the floor area 24.
  • the capacitor can in a holding device (part of a housing open at the bottom) and at a distance of z. B. 10 cm to the roof so that outside air can flow in between the condenser and the roof and then flow from bottom to top through the condenser.
  • a frame can be located above the condenser, ie a kind of domed hood with a hole in which there can be an axial fan with a vertical axis, which still conveys the air from the condenser at the top.
  • Frame and holding device can together be a housing module for form the condenser, the bottom area of which is open or formed by the roof.
  • FIG. 7 shows an embodiment variant of the modular rooftop air conditioning system 1, in which the submodules 14 and 13 have differently designed floor areas 24.
  • the bottom area 24 of the submodule 14 has a curvature that is complementary to the curvature of the opposite area of the roof 4 of the vehicle 2.
  • the frame unit 28, which in this embodiment is formed by the module frame unit 29, for example, can also have a complementary configuration to the geometry of the roof 4 of each vehicle 2. With such a configuration, the air resistance of the vehicle 2 can be optimized despite the presence of the modular rooftop air conditioning system 1. 7, there is no overall housing 30, but the outer air-conditioning system modules 3 have their own partial housing or partial hood 31.
  • the air conditioning system modules 3 can have an essentially identical and / or the same extension length with respect to a vertical direction starting from the roof 4.
  • the submodules 14 can be slightly inclined about the longitudinal axis of the vehicle, so that left submodules 14 are inclined to the left and that right submodules 14 are inclined to the right in order to follow the roof contour.
  • the floor areas of the submodules in FIG. 6 form a polygon.
  • the vehicle-specific frame 28 can map the transition from this polygon to the roof curvature.
  • FIG. 8 shows a modular rooftop air conditioning system 1 which is connected to a first partial region 25 of the vehicle 2 via a first fluidic connection. Furthermore, the modular rooftop air conditioning system 1 is connected to a second partial region 26 of the vehicle 2 via further fluidic connections.
  • the first section 25 can, for example, the refrigerant circuit of a vehicle. air conditioning system or the coolant circuit of a battery unit 27.
  • the second partial area 26 can, for example, include the room area 18 of a passenger compartment.
  • only one air conditioning module 3 is fluidly connected to the first partial area 25, the two remaining air conditioning module 3 being fluidly connected in parallel to the second partial area 26.
  • the modular rooftop air conditioning system can be partially switched on or off.
  • the two air conditioning module 3, which are connected to the second sub-area 26, can be switched off. This enables a more efficient and therefore energy-saving use of the modular rooftop air conditioning system 1. It is also conceivable that individual room areas 18 of the passenger compartment are assigned to individual air conditioning system modules 3.
  • the modular rooftop air conditioning system 1 and / or an air conditioning system module 3 can have an electrically controllable expansion valve 32 or a plurality of electrically controllable expansion valves, e.g. B. for each evaporator, have, wherein the expansion valve 32 is communicatively connected to a control device 33. It can be provided that such an expansion valve 32 is assigned to each evaporator unit 5 of the modular rooftop air conditioning system 1, in order to prevent heating of the evaporator units 5, as can occur in the case of thermal expansion valves.
  • the air conditioning Gen modules 3 and 3a are arranged mirror-symmetrically with respect to a vehicle center line 34 of the vehicle 2 such that the condenser units 6 and 6a are arranged closer to the vehicle center line 34 than other parts of the at least two similar air conditioning system modules 6 and 6a.
  • the air conditioning system modules 3 and 3a each have at least one center line 35 which is oriented transversely and / or perpendicular to the vehicle center line 34.
  • vehicle center line 34 is only shown in FIG. 9, but applies analogously to all figures.
  • FIG. 10 shows an air conditioning system module 3 with eight evaporator units 5 and with four condenser units 6, the condenser units 6 being arranged closer to the vehicle center line 34 than the evaporator units 5.
  • FIG. 11 shows two similar air conditioning system modules 3, each of which has two evaporator units 5 and one condenser unit 6.
  • the condenser unit 6 is arranged in front of the two evaporator units 5 within the respective air conditioning module 3 with respect to a forward direction of travel of the vehicle 2.
  • FIG. 12 shows two similar air conditioning system modules 3, each of which has two evaporator units 5 and one condenser unit 6.
  • the condenser unit 6 is arranged within the respective air conditioning system module 3 with respect to a forward driving direction of the vehicle 2 behind the two evaporator units 5.
  • a first submodule 13 can form or have at least one capacitor unit 6.
  • a second submodule 14 can form or have at least one evaporator unit 5.
  • FIG. 13 shows two similar air conditioning system modules 3, each of which has an evaporator unit 5 and a condenser unit 6.
  • the condenser unit 6 is arranged inside the respective air conditioning module 3 with respect to a forward driving direction of the vehicle 2 behind the evaporator unit 5.
  • the air conditioning module 3 are arranged one behind the other with respect to the vehicle center line 34.
  • FIG. 14 shows two similar air conditioning system modules 3, each of which has an evaporator unit 5 and a condenser unit 6.
  • the condenser unit 6 is arranged in front of the evaporator unit 5 within the respective air conditioning module 3 with respect to a forward driving direction of the vehicle 2.
  • the air conditioning module 3 are arranged one behind the other with respect to the vehicle center line 34.
  • the 15 shows two similar air conditioning module 3, each having two evaporator units 5 and two condenser units 6.
  • the two condenser units 6 are arranged in the respective air conditioning module 3 between the two evaporator units 5.
  • the air conditioning module 3 are arranged one behind the other with respect to the vehicle center line 34.
  • FIG. 16 shows three similar air conditioning system modules 3, which are arranged one behind the other with respect to the vehicle center line 34.
  • FIG. 17 shows two similar air conditioning system modules 3, each of which has two evaporator units 5 and one condenser unit 6.
  • the air conditioning system modules 3 are arranged mirror-symmetrically with respect to a vehicle center line 34 of the vehicle 2 such that the condenser units 6 are arranged closer to the vehicle center line 34 than evaporator units 5.
  • the condenser units 6 are arranged between the evaporator units 5.
  • an additional air conditioning module 3 is arranged in front of the air conditioning module 3 from FIG. 17 with respect to a forward driving direction of the vehicle 2.
  • the additional air conditioning system module 3 has two evaporator units 5 and a condenser unit 6, the evaporator units 5 being arranged mirror-symmetrically with respect to the vehicle center line 34 of the vehicle 2.
  • 19 and 20 show examples of further arrangement options for air conditioning module 3.
  • FIG. 21 shows an embodiment variant of the modular rooftop air conditioning system 1, in which the submodules 14 and 13 have floor areas 24 of the same design.
  • the second submodules 14 are arranged on the outside, while the first submodules 13 are arranged on the inside between the second submodules 14.

Landscapes

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Abstract

Modulare Aufdachklimaanlage (1) für ein Fahrzeug (2),mit wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodulen (3) zur Klimatisierungvon Raumbereichen in- nerhalb des Fahrzeuges (2), wobei die Klimaanlagenmodule (3) zu einer funktio- nellen Baugruppe zusammengefasstsind, wobei die Baugruppe auf einem Dach (4) des Fahrzeuges (2) installierbar ist.

Description

Modulare Aufdachklimaanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Aufdachklimaanlage für ein Fahrzeug.
Klimaanlagen für Großraumfahrzeuge, wie Nutzfahrzeuge, Omnibusse oder der- gleichen, sind im Gegensatz zu Klimaanlagen für Personenkraftfahrzeuge typi- scherweise nicht innerhalb des Fahrzeuges angeordnet, sondern bevorzugt auf einem Dach des Fahrzeuges angebracht. Dies liegt daran, dass die Klimaanla- gen für Großraumfahrzeuge zur Klimatisierung eines größeren Fahrzeugberei- ches eingesetzt werden und daher im Vergleich zu Personenkraftfahrzeugen eine größere Kälteleistung zur Verfügung stellen müssen. Mit einer größeren Kälteleis- tung geht jedoch auch eine größere Dimensionierung der Klimaanlage einher. Klimaanlagen, die auf einem Dach eines Fahrzeuges angeordnet sind, werden als Aufdachklimaanlagen bezeichnet. Eine solche Aufdachklimaanlage stellt typi- scherweise eine Kälteleistung im Bereich von 20 kW bis ungefähr 50 kW zur Ver- fügung.
Eine Aufdachklimaanlage umfasst wenigstens einen Teil des Kältemittel kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, wenigstens eine Verdampfereinheit zum Ver- dampfen des Kältemittels, wenigstens eine Kondensatoreinheit zum Verflüssigen des Kältemittels sowie wenigstens eine Expansionseinheit zum Einsprühen des noch flüssigen Kältemittels. Die Kondensatoreinheit kann mit wenigstens einem Kondensatorgebläse und die Verdampfereinheit kann mit wenigstens einem Ver- dampfergebläse ausgestattet sein.
Eine Aufdachklimaanlage kann auch wenigstens eine Kompressoreinheit zum Verdichten des Kältemittels umfassen. Ist diese nicht in der Aufdachklimaanlage verbaut, befindet sie sich an anderer Stelle des Fahrzeugs, beispielsweise im Riemenantrieb des Fahrzeugverbrennungsmotors.
Wird der Kältekreislauf überkritisch betrieben, kann eine Gaskühlereinheit die Kondensatoreinheit ersetzen. Wird der Kältekreislauf benutzt, um Wärme von der Außenluft in den Innenraum zu fördern, kann eine Außenwärmeübertragereinheit die Kondensatoreinheit ersetzen, so dass in ihm je nach Betriebsmodus Kältemit- tel gekühlt und ggf. kondensiert oder verdampft wird.
Die Komponenten der Aufdachklimaanlage werden in einem großen Gesamtge- häuse untergebracht, wobei eine Verdampfereinheit und eine Fleizkörpereinheit mit beispielsweise zwei bis vier Radiallüftern in jeweils einem Teilgehäuse, ins- besondere in einem gemeinsamen Teilgehäuse, zusammengefasst sind, wobei ein weiteres Teilgehäuse vorgesehen sein kann, in dem eine Kondensatoreinheit mit zwei bis sechs Axiallüftern angeordnet ist. Beispielsweise ist ein Teilgehäuse mit Verdampfereinheit in Fahrtrichtung links, ein zweites rechts und ein Teilge- häuse mit der Kondensatoreinheit dazwischen angeordnet. In einer anderen An- ordnung ist das Teilgehäuse im der Kondensatoreinheit vor oder hinter den Teil gehäusen mit den Verdampfereinheiten angeordnet. Eine Verdampfereinheit und eine Fleizkörpereinheit können zusammen mit Verdampfergebläse (als Radiallüf- ter ausgeführt) in einem gemeinsamen Teilgehäuse untergebracht sein.
Die genannten Komponenten, insbesondere ein Gesamtgehäuse, ein Teilgehäu- se, die Verdampfer-, Fleizkörper und/oder Kondensatoreinheiten, der Aufdach- klimaanlage sind im Vergleich zu Komponenten von Klimaanlagen für Personen- kraftfahrzeuge groß und in der Fertigung eher unhandlich. Sie werden wegen ih- rer Größe nicht auf Fertigungseinrichtungen für Klimaanlagen für Personen kraft- fahrzeuge und/oder Lastkraftfahrzeuge gefertigt. Daher und wegen ihrer ver- gleichsweise geringen Produktionsstückzahl werden bei der Fertigung von Auf- dachklimaanlagen nicht die aus der Fertigung von Personenkraftfahrzeugen und/oder Lastkraftfahrzeugen bekannten Fertigungstechnologien und Werkstoffe eingesetzt. Beispielsweise werden bei Aufdachklimaanlage SMC-Kunststoffteile anstatt Spritzguss-Kunststoffteile genutzt und mechanisch gefügte Rundrohr- Verdampfer anstatt Scheiben- oder Flachrohrverdampfer eingesetzt.
Problematisch am bekannten Stand der Technik ist, dass unterschiedliche Fahr- zeuge auch unterschiedliche Kälteleistungen und damit unterschiedliche Auf- dachklimaanlagen benötigen. Sollen Aufdachklimaanlagen und damit die Dimen- sionierung ihrer Komponenten und des Gehäuses genau auf den Kälteleistungs- bedarf der Fahrzeuge zugeschnitten werden, müssen die Fertigungseinrichtun- gen in Abhängigkeit der geforderten Kälteleistung der Aufdachklimaanlage aus- gewählt oder angepasst werden. Insbesondere kann es erforderlich sein, dass die Größe von Komponenten wie Verdampfer, Heizkörper und Kondensator an die Leistungsanforderung angepasst werden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass für Fahrzeuge mit einem reduzier- ten Kälteleistungsbedarf, der kleiner ist als 20 kW, mehrere identische Aufdach- klimaanlagen der Länge des Fahrzeuges nach verteilt auf dem Dach zu montie- ren, wobei jede dieser Anlagen eine elektrisch angetriebenen Kältemittel kom- pressor aufweist, wobei jede dieser Anlagen eine Kälteleistung von beispielswei- se maximal 4 kW zur Verfügung stellt. Aufgrund der geringen Kälteleistung der einzelnen Aufdachklimaanlage benötigt man für das Zusammensetzen einer Auf- dachklimaanlage mit einer Kälteleistung von wenigstens 20 kW sehr viele solcher einzelner Aufdachklimaanlagen, die einzeln im Fahrzeug montiert werden müs- sen. Das ist kostentechnisch nicht vertretbar. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufdachklimaanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die kostengünstiger herstellbar und be- treibbar ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängi- gen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass bei der Fertigung der Aufdachklimaanlage bzw. ihrer Komponenten Großserientechnolo- gien aus der Fertigung für Personenkraftfahrzeuge und/oder Lastkraftfahrzeuge eingesetzt werden kann um bei einer maximalen Anwendungsflexibilität eine kos- tengünstigere Herstellung zur Verfügung zu stellen.
Die erfindungsgemäße Aufdachklimaanlage für ein Fahrzeug ist als modulare Aufdachklimaanlage ausgebildet, die wenigstens zwei gleichartige Klimaanla- genmodule zur Klimatisierung von Raumbereichen innerhalb des Fahrzeuges aufweist, wobei die Klimaanlagenmodule zu einer funktionellen Baugruppe zu- sammengefasst sind, wobei die Baugruppe auf einem Dach des Fahrzeuges in- stallierbar ist.
Die gleichartigen Klimaanlagenmodule können separat zueinander ausgebildet sein.
Ein Fahrzeug kann ein Großraumfahrzeug, wie zum Beispiel ein Nutzfahrzeug, ein Omnibus oder dergleichen sein. Insbesondere kann ein Fahrzeug ein schie- nenloses Fahrzeug sein. Raumbereiche können beispielweise Teilräume der Fahrzeugkabine sein. Teil- räume der Fahrzeugkabine können beispielweise ein Fahrerarbeitsplatz, ein vor- derer und/oder hinterer Teil des Fahrgastraums sein. Teilräume der Fahrzeugka- bine können beispielweise Nebenräume, insbesondere ein Fahrerruheraum und/oder ein Gepäckraum, sein.
Raumbereiche können Teilräume innerhalb des Fahrzeuges sein, in denen Fahr- zeugkomponenten und/oder Fahrzeugaggregate angeordnet sein können. Fahr- zeugkomponenten können beispielsweise Elektronikeinheiten, Elektromotoren und/oder Batterien sein.
Raumbereiche können Fahrzeugkomponenten und/oder Fahrzeugaggregate des Fahrzeuges sein. Fahrzeugkomponenten können beispielsweise Elektronikein- heiten, Elektromotoren und/oder Batterien sein.
Raumbereiche können alle Aggregate des Fahrzeuges sein, die gekühlt werden müssen oder von denen zum Beheizen des Fahrzeuginnenraums Wärme aufge- nommen werden muss.
Es können Zusatzfunktionen ausgebildet sein, sodass eine Temperierung von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von Elektronikeinheiten, Elektromotoren und/oder Batterien, bereitgestellt wird. Insbesondere kann eine Temperierung von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von Elektronikeinheiten, Elektromoto- ren und/oder Batterien, durch die Aufdachklimaanlage bereitgestellt werden.
Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule müssen nicht identisch aus- gebildet sein. Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls sie jeweils eine Kälteanlage, oder Teile einer Kälteanlage oder Teile mehre- rer Kälteanlagen aufweisen. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können jeweils eine Kälteanlage, oder Teile einer Kälteanlage oder Teile mehre- rer Kälteanlagen autweisen.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls sie jeweils eine Einheit zum Austausch von Wärme mit der Fahrzeugumge- bung und eine Einheit zum Austausch von Wärme mit dem Fahrzeug (z.B. mit ei- ner Kabine und/oder anderen Raumbereichen und/oder Komponenten des Fahr- zeugs) aufweisen. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können jeweils eine Einheit zum Austausch von Wärme mit der Fahrzeugumgebung und eine Einheit zum Austausch von Wärme mit dem Fahrzeug (z.B. mit einer Kabine und/oder anderen Raumbereichen und/oder Komponenten des Fahrzeugs) auf- weisen.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls die Anordnung dieser Einheiten und/oder Klimaanlagenmodule relativ zuei- nander gleich ist oder falls die Anordnung dieser Einheiten und/oder Klimaanla- genmodule relativ zueinander bezüglich einer Ebene näherungsweise oder im Wesentlichen gespiegelt und/oder spiegelsymmetrisch ist. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können relativ zueinander gleich angeordnet sein. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können relativ zueinan- der bezüglich einer Ebene näherungsweise oder im Wesentlichen gespiegelt und/oder spiegelsymmetrisch angeordnet sein.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls die konstruktive Ausführung der Klimaanlagenmodule und/oder die verwen- deten Werkstoffe überwiegend gleich und/oder im Wesentlichen gleichartig sind (z. B. Kunststoffspritzguss-Gehäuse- und -Rahmenteile, Aluminium-Rohre, Alu- minium-Wärmetauscher, Hauben aus thermisch verformbaren Kunststofffolien). Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können überwiegend gleiche und/oder im Wesentlichen gleichartige konstruktive Ausführung und/oder ver- wendete Werkstoffe aufweisen (z. B. Kunststoffspritzguss-Gehäuse- und - Rahmenteile, Aluminium-Rohre, Aluminium-Wärmetauscher, Hauben aus ther- misch verformbaren Kunststofffolien).
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls an Stelle von Kabinenluft auch ausschließlich Kühlmittel zum Kühlen einer Fahrzeugkomponente, wie z.B. einer Batterie, eingesetzt werden könnte, sodass beispielweise alle Verdampfer durch Chiller ersetzt werden könnten.
Primäre Unterschiede zwischen zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanla- genmodulen können (können möglich sein, sind jedoch nicht zwingend) beispiel- weise die Anzahl und Art der Komponenten für die jeweils erforderliche funktio- nelle Ausstattung sein.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen Verdampfer (Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager) zum Kühlen von Luft autweisen, wohingegen ein zweites Klimaanlagenmodul einen Chiller (Kältemittel-Kühlmittelflüssigkeit-Wärmeübertrager) zum Kühlen von Fahr- zeugaggregaten, wie beispielsweise Batterien oder Elektronik, oder zum An- schluss eines Sekundärklimageräts, wie beispielsweise für einem Fahrerarbeits- platz zum Kühlen mittels eines Kühlkörpers (Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager), aufweisen kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen Verdampfer aufweisen, wohingegen ein zweites Klimaanlagenmodul zusätzlich einen Chiller autweisen kann. Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen eigenen Kompressor aufweisen, wohingegen alle an- deren Klimaanlagenmodule zentral und/oder gemeinsam an einem Kompressor am Fahrzeugmotor angeschlossen sein können.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein Klimaanlagenmodul einen indirekten Kondensator (Kältemittel- Kühlmittelflüssigkeit-Wärmeübertrager) zum Abgeben von Wärme an eine Kühl mittelflüssigkeit/flüssigen Wärmeträger autweisen.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein erstes Klimaanlagenmodul einen ein elektronisches Steuergerät aufweisen, wo- hingegen ein weiteres Klimaanlagenmodul kein Steuergerät aufweisen kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein erstes Klimaanlagenmodul einen ein elektronisches Steuergerät aufweisen, wo- hingegen ein weiteres Klimaanlagenmodul steuergerätfrei ausgebildet sein kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen können die Klimaan- lagenmodule jeweils eine Modulhaube besitzen, deren Größe und/oder Form sich bei mindestens zwei Klimaanlagenmodulen unterscheidet. Beispielsweise kann eine modulare Aufdachklimaanlage aus drei Klimaanlagenmodulen bestehen o- der drei Klimaanlagenmodule aufweisen, wobei zwei Klimaanlagenmodulen als Paar sich gegenüberliegend auf dem Dach angeordnet sind und ein Klimaanla- genmodulen um 90 Grad gedreht in der Mitte zwischen der linken und der rech- ten Dachbegrenzung angeordnet sein kann. Das mittig angeordnete Klimaanla- genmodul kann eine andere Flaubenform besitzen als das Klimaanlagenmodulen- Paar. Die Klimaanlagenmodule können zu einer funktionellen Baugruppe zusammen- gefasst werden, indem sie mechanisch miteinander verbunden werden. Es kann sowohl eine lösbare mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Klimaan- lagenmodulen als auch zwischen einem Klimaanlagenmodul und der modularen Aufdachklimaanlage vorgesehen sein.
Die Klimaanlagenmodule können zu einer funktionellen Baugruppe zusammen- gefasst werden, indem sie mechanisch unmittelbar miteinander verbunden wer- den, um eine mechanisch stabile Verbindung und/oder mechanisch widerstand- fähige Verbindung und/oder schubfeste Verbindung und/oder drehfeste Verbin- dung und/oder starre Verbindung auszubilden. Hierfür können zwei oder mehrere Klimaanlagenmodule beispielweise miteinander verschraubt sein.
Die Klimaanlagenmodule können zu einer funktionellen Baugruppe zusammen- gefasst werden, indem sie fluidisch mittel Kältemittelleitungen und/oder Kühlmit- telleitungen miteinander verbunden werden.
Die Klimaanlagenmodule können zu einer funktionellen Baugruppe zusammen- gefasst werden, indem sie mittel elektrischen Leitungen miteinander verbunden werden.
In einer Ausführungsform A können mindestens zwei Klimaanlagenmodule mitei- nander zu einer Baueinheit mechanisch stabil verbunden sein, beispielsweise miteinander verschraubt sein.
In einer Ausführungsform B kann es vorgesehen sein, dass mindestens zwei Klimaanlagenmodule zwar keine mechanisch stabile Baueinheit ausbilden, je- doch dass mindestens diese zwei Klimaanlagenmodule mittels Leitungen für Käl temittel und/oder Kühlmittel miteinander verbunden und sind dadurch funktionell zusammengefasst sein können. Die Klimaanlagenmodule können einzeln oder vormontiert mit Hilfe einer Montagehilfe auf dem Fahrzeugdach befestigt werden.
In einer Ausführungsform C kann es vorgesehen sein, dass mindestens zwei Klimaanlagenmodule Teil eines gemeinsamen Regelungssystems zum Regeln des Betriebs der modularen Aufdachklimaanlage sind.
Die Ausführungsformen A, B und C können miteinander zumindest teilweise kombiniert sein.
Die Ausführungsformen A und B können vor allem dann relevant und/oder vor- teilhaft sein, wenn die Aufdachklimaanlage an einen zentralen Kompressor ange- schlossen ist.
Die Ausführungsformen C kann relevant und/oder vorteilhaft sein, wenn jedes Klimaanlagenmodul mit einem eigenen Kompressor ausgestattet ist und damit eine eigene Kältemaschine darstellt.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können relativ zu einer Fahrzeugmittellinie sich gegenüberliegend auf dem Dach montiert sein, wobei sie ungefähr auf glei- cher Position in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können bezüglich einer Fahrzeugmittelli- nie gegenüberliegend auf dem Dach montiert sein, wobei sie im Wesentlichen auf gleicher Position bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind. Hierbei können die zwei Klimaanlagenmodule im Wesentlichen spiegelsymmetrisch be- züglich der Fahrzeugmittellinie angeordnet sein. Hierbei kann die Fahrzeugmittel- linie zwischen den wenigstens zwei Klimaanlagenmodulen verlaufen.
Die Baugruppe kann in ihrer Gesamtheit auf dem Dach des Fahrzeuges montiert oder auch wieder in ihrer Gesamtheit vom Dach entfernt werden, wenn dies bei spielsweise bei Wartungsarbeiten notwendig ist. Hierfür können Montagehilfen erforderlich sein oder eingesetzt werden, wenn die Klimaanlagenmodule nicht hinreichend stabil miteinander verbunden sind und daher einzeln gestützt werden müssen. Da nicht jedes Klimaanlagenmodul einzeln auf dem Dach des Fahrzeu- ges montiert werden muss, kann die Anzahl der erforderlichen Arbeitsschritte für die Installation einer erfindungsgemäßen modularen Aufdachklimaanlage redu- ziert werden.
Es kann im Bedarfsfall auch jedes Klimaanlagenmodul einzeln auf dem Dach montiert oder vom Dach entfernt werden. Insbesondere im Wartungsfall ist das eine vorteilhafte Vereinfachung, weil kleinere Baueinheiten bewegt werden müs- sen.
Je nach Bedarf der Kälteleistung des Fahrzeuges kann die Anzahl der Klimaan- lagenmodule passend ausgewählt werden, wobei eine zusätzliche Auslegungs- arbeit bezüglich der Komponenten minimiert ist.
Ein Klimaanlagenmodul kann eine Kälteleistung von wenigstens 8 kW bis 15 kW oder 8 kW bis 16 kW aufweisen, wobei die modulare Aufdachklimaanlage eine Kälteleistung von wenigstens 20 kW aufweisen kann.
Aufdachklimaanlagen, die eine Kälteleistung von wenigstens 8 kW bis ungefähr 15 kW aufweisen, werden typischerweise in Minibussen mit ungefähr bis zu 22 Sitzplätzen genutzt. Eine solche Aufdachklimaanlage für Minibusse ist aus der DE 10 2015 211 594 A1 bekannt.
Die Klimaanlagenmodule können eigene Gehäuse aufweisen, wobei auch denk- bar ist, dass die modulare Aufdachklimaanlage ein Gesamtgehäuse aufweist. Ein Gesamtgehäuse, ein Gehäuse oder ein Teilgehäuse kann Komponenten der Aufdachklimaanlage umschließen und kann mehrere Gehäuseteile umfassen.
Ein Gesamtgehäuse, ein Gehäuse oder ein Teilgehäuse kann auch als Haube ausgebildet sein, die die Komponenten der Aufdachklimaanlage wenigstens teil- weise abdeckt, wobei die Haube bevorzugt als Sichtteil der Aufdachklimaanlage ausgebildet sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass eine solche Haube den Bereich zwischen Aufdachklimaanlage und Umgebung des Fahrzeuges abdeckt und/oder bedeckt und/oder angeordnet ist.
Falls eine Haube u. a. die Funktion eines Deckels, also Verschließen hat, kann sie auch ein Gehäuseoberteil sein. Falls eine Haube nichts verschließt und nur abdeckt, kann sie kein Gehäuseteil sein, sondern eine Abdeckung mit Schutz- funktion und/oder mit optischer Funktion.
Die Klimaanlagenmodule können zusätzlich mit eigenen Hauben abgedeckt wer- den, wobei auch denkbar ist, dass eine große Haube die gesamte modulare Auf- dachklimaanlage abdeckt oder mehrere Hauben nur Teile der Aufdachklimaanla- ge abdecken, z. B. ein linke und eine rechte Haube die außen auf dem Dach lie- genden Teile der Aufdachklimaanlage.
Die modulare Aufdachklimaanlage kann eine Steuereinrichtung aufweisen, wobei es auch denkbar ist, dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul eine Steuereinrich- tung aufweist. Eine solche Steuereinrichtung kann mit Komponenten der modula- ren Aufdachklimaanlage und/oder mit Klimaanlagenmodulen und/oder mit Kom- ponenten der Klimaanlagenmodule kommunizierend verbunden sein.
Unter einer kommunizierenden Verbindung ist zu verstehen, dass zwischen zwei miteinander kommunizierend verbundenen Komponenten eine bidirektionale oder unidirektionale Datenverbindung vorgesehen sein kann, mit der elektrische Steu- er-, Regel-, und/oder Messsignale in analoger oder digitaler Form übertragbar sind. Die Kommunikation zwischen mehr als zwei Komponenten kann mit einem Bussystem realisiert sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul wenigstens eine Ver- dampfereinheit zum Verdampfen eines Kältemittels, wenigstens eine Kondensa- toreinheit zum Verflüssigen eines Kältemittels, wenigstens ein Verdampfergeblä- se und wenigstens ein Kondensatorgebläse aufweist. Das Kondensatorgebläse sorgt für eine ausreichende Umlüftung der Kondensatoreinheit und das Ver- dampfergebläse für eine ausreichende Umlüftung der Verdampfereinheit. Die Verdampfereinheit kann insbesondere eine Chillereinheit sein. In der Chillerein- heit kann ein Kältemittel verdampft werden.
Wird der Kältekreislauf überkritisch betrieben, kann eine Gaskühlereinheit die Kondensatoreinheit ersetzen. Wird der Kältekreislauf benutzt, um Wärme von der Außenluft in den Innenraum zu fördern, kann eine Außenwärmeübertragereinheit die Kondensatoreinheit ersetzen, so dass in ihm je nach Betriebsmodus Kältemit- tel gekühlt und ggf. kondensiert oder verdampft wird. Der Außenwärmeübertrager kann im Betriebsmodus "Heizen" Wärme über einen Chiller an den Kältekreislauf abgeben und im Betriebsmodus "Kühlen" Wärme von einem indirekten Konden- sator aufnehmen. Chiller und indirekter Kondensator können an verschiedenen Stellen/in verschiedenen Submodulen und Erweiterungsmodulen angeordnet sein.
Die Komponenten der Klimaanlagenmodule können auf verschiedene Weisen angeordnet sein. Beispielsweise können eine Kondensatoreinheit und wenigstens ein Kondensatorgebläse in Fahrtrichtung vor zwei Verdampfereinheiten mit we- nigstens einem Verdampfergebläse angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass die Kondensatoreinheit in Fahrtrichtung hinter der Verdampfereinheit angeordnet ist. Bei einer weiteren Anordnung können sich eine Kondensatoreinheit und ein Kondensatorgebläse zwischen zwei Verdampfereinheiten mit jeweils wenigstens einem Verdampfergebläse befinden. Andere Anordnungen sind ebenfalls mög- lich. Es können beispielweise zwei Verdampfereinheiten mit jeweils wenigstens einem Verdampfergebläse in Fahrtrichtung gesehen auf einer Seite einer Kon- densatoreinheit mit wenigstens einem Kondensatorgebläse angeordnet sein.
Die Verdampfereinheit und die Kondensatoreinheit können in einem Kältemittel- kreislauf angeordnet sein. Die Verdampfereinheit kann einen Verdampfer aufwei- sen, der als Scheiben- oder Flachrohrverdampfer ausgebildet ist.
Der Kältemittelkreislauf kann wenigstens eine Expansionseinheit zum Einsprühen des noch flüssigen Kältemittels und wenigstens eine Fördereinrichtung zum An- treiben des Kältemittels im Kältemittelkreislauf aufweisen.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine wenigstens eine Chillereinheit und wenigstens eine Kondensatoreinheit und wenigstens ein Kondensatorgeblä- se aufweisen.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine Chillereinheit und wenigstens ei- ne Gaskühlereinheit und wenigstens ein Gaskühlergebläse aufweisen.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine Chillereinheit und wenigstens ei- ne Außenwärmeübertragereinheit und wenigstens ein Außenwärmeübertrager- gebläse aufweisen.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine Verdampfereinheit mit wenigstens einem Verdampfergebläse und wenigstens eine Gaskühlereinheit und wenigstens ein Gaskühlergebläse aufweisen. Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine Verdampfereinheit mit wenigstens einem Verdampfergebläse und wenigstens eine Außenwärmeübertragereinheit und wenigstens ein Außenwärmeübertragergebläse aufweisen.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens eine Kühlkörpereinheit mit wenigstens einem Kühlkörpergebläse und wenigstens eine Außenwärmeübertragereinheit und wenigstens ein Außenwärmeübertragergebläse aufweisen.
Die Chillereinheit kann zur Batteriekühlung genutzt werden.
Die Chillereinheit kann nicht nur zur Batteriekühlung, genutzt werden, sondern auch für andere Kühlaufgaben, wie beispielsweise zum Kühlen der Kabinenluft an einem Fahrerplatz mittels einem kühlmitteldurchströmtem Kühlkörper im Fahrerplatzklimagerät oder zum Einspeisen von Wärme aus Kühlmittelkreisläufen zu Aggregaten im Fahrzeug im Sinne zum Fleizen der Kabinenluft mit der Dach- klimaanlage im Wärmepumpenmodus eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul wenigstens eine Kompresso- reinheit zum Verdichten des Kältemittels und/oder wenigstens eine Chillereinheit und/oder wenigstens eine Heizkörpereinheit zur Erwärmung der ins Fahrzeug strömenden Luft aufweist. Die Chillereinheit kann zur Kühlung eines Kühlmittels genutzt werden, welches in einem Kühlkreislauf zur Temperaturregulierung einer Batterieeinheit des Fahrzeuges eingesetzt wird.
Der Einsatz einer Kompressoreinheit mit einem elektrisch angetriebenen Kom- pressor in jedem einzelnen Klimaanlagenmodul ermöglicht eine redundante Aus- gestaltung der modularen Aufdachklimaanlage, sodass die modulare Aufdach- klimaanlage auch beim Ausfall eines einzigen Kompressors die geforderte Kälte- leistung zur Verfügung stellen kann.
In Verbindung mit brennbaren Kältemitteln (z.B. R1234yf und R290) kann man al- le Kältemittelleitungen außerhalb des Fahrzeugs anordnen, und zwar so: Bei ei- nem Modul mit eigener (elektrischer) Kompressor- und Chillereinheit liegen alle Kältemitteleitungen innerhalb des Moduls und damit auf dem Dach. Von der Chil- lereinheit gehen nur Kühlmittelleitungen und keine Kältemittelleitungen auf dem Weg von und zur Frontbox (Fahrerplatzklimagerät) durch das Innere des Fahr- zeugs, um in der Frontbox an einem Kühlkörper (Luft-Kühlmittel- Wärmeübertrager an Stelle eines Verdampfers) Wärme aufzunehmen und zur Dachklimaanlage zu transportieren.
Eine Fleizkörpereinheit kann ein Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager sein, der von warmem Kühlmittel zum Fleizen durchströmt ist und/oder wird. Hierbei kann zu- sätzlich eine elektrische Wasserpumpe für das Kühlmittel ausgebildet sein.
Eine Fleizkörpereinheit kann eine elektrische Luftheizung zum direkten Erwärmen von Raumluft, insbesondere eine mit PTC-Keramikelementen, sein. Hierbei kann zusätzlich eine elektrische Wasserpumpe für das Kühlmittel ausgebildet sein.
Eine Heizkörpereinheit kann ein Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager in Verbindung mit einer elektrischen Kühlmittelheizung sein. Hierbei kann zusätzlich eine elekt- rische Wasserpumpe für das Kühlmittel ausgebildet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Klimaanlagenmodule mit wenigstens einer gemeinsamen Kompressoreinheit fluidisch verbunden sind. Besitzt das Fahrzeug eine oder mehrere Kompressoreinheiten, kann das Kältemittel auf die Klimaanla- genmodule aufgeteilt und im Rückfluss zusammengeführt werden. Die hierzu notwendigen Verteiler- und Sammelleitungen können Bestandteil der modularen Aufdachklimaanlage und/oder auch des Fahrzeuges sein.
Ferner betrifft die Erfindung eine modulare Aufdachklimaanlage für ein Fahrzeug, mit wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodulen zur Klimatisierung von Raumbereichen innerhalb des Fahrzeuges, wobei wenigstens ein Klimaanlagen- modul wenigstens ein erstes Submodul und wenigstens ein zweites Submodul aufweist.
Das erstes Submodul weist wenigstens einen ersten Verbindungsabschnitt auf, wobei das zweite Submodul wenigstens einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist. Das erste Submodul und das zweite Submodul sind über den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt verbindbar. Die Verbindung zwischen dem ersten Submodul und dem zweiten Submodul kann lösbar ausgestaltet sein.
Hierbei kann wenigstens ein Submodul eine Kondensatoreinheit mit wenigstens einem Kondensatorgebläse und einer Zarge (= Gehäuse, das die Komponenten nicht vollständig umschließt) aufweisen. Ein anderes Submodul kann ein oder zwei Verdampfereinheiten mit wenigstens je einem Verdampfergebläse und/oder einer Zarge aufweisen. Die Gehäuse beider Submodule können auf einen Rah- men gesetzt sein, wobei sie mit diesem aber nicht direkt miteinander verbunden sind. Die Submodule können beispielweise lediglich über Kältemittelleitungen und ggf. Kabelstränge miteinander verbunden sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass sich die beiden Submodule in vertikaler Richtung überlappen. Die vertikale Richtung kann parallel zum Flächennormalenvektor eines Daches eines Fahr- zeuges sein. Das erste (Kondensator-)Submodul kann über das zweite (Ver- dampfer-)Submodul ragen. Wenigstens zwei Submodule können über die Verbindungsabschnitte unmittelbar mechanisch stabil miteinander verbunden sein.
Wenigstens zwei Submodule können über die Verbindungsabschnitte mittelbar mechanisch stabil miteinander verbunden sein, wobei die beiden Submodule über Kälte- und/oder Kühlmittelleitungen sowie elektrische Leitungen unmittelbar miteinander verbunden sind, während die mechanische Stabilität erreicht wird, indem jedes Submodul mit einem gemeinsamen Modulrahmen verbunden ist, der mit dem Dach des Fahrzeuges verbunden ist.
Die zwei zuletzt genannten Verbindungsmöglichkeiten (mittelbare und unmittelba- re mechanische Verbindung) der Submodule kann auch kombiniert werden. So kann beispielweise ein überlappendes erste Submodul im Bereich der Überlap- pung auf ein lokal darunter liegendes zweite Submodul geschraubt sein.
Ein Fahrzeug kann ein Großraumfahrzeug, wie zum Beispiel ein Nutzfahrzeug, ein Omnibus oder dergleichen sein. Insbesondere kann ein Fahrzeug ein schie- nenloses Fahrzeug sein.
Raumbereiche können beispielweise Teilräume der Fahrzeugkabine sein. Teil- räume der Fahrzeugkabine können beispielweise ein Fahrerarbeitsplatz, ein vor- derer und/oder hinterer Teil des Fahrgastraums sein. Teilräume der Fahrzeugka- bine können beispielweise Nebenräume, insbesondere ein Fahrerruheraum und/oder ein Gepäckraum, sein.
Raumbereiche können Teilräume innerhalb des Fahrzeuges sein, in denen Fahr- zeugkomponenten und/oder Fahrzeugaggregate angeordnet sein können. Fahr- zeugkomponenten können beispielsweise Elektronikeinheiten, Elektromotoren und/oder Batterien sein.
Raumbereiche können Fahrzeugkomponenten und/oder Fahrzeugaggregate des Fahrzeuges sein. Fahrzeugkomponenten können beispielsweise Elektronikein- heiten, Elektromotoren und/oder Batterien sein.
Raumbereiche können alle Aggregate des Fahrzeuges sein, die gekühlt werden müssen oder von denen zum Beheizen des Fahrzeuginnenraums Wärme aufge- nommen werden muss.
Es können Zusatzfunktionen ausgebildet sein, sodass eine Temperierung von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von Elektronikeinheiten, Elektromotoren und/oder Batterien, bereitgestellt wird. Insbesondere kann eine Temperierung von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von Elektronikeinheiten, Elektromoto- ren und/oder Batterien, durch die Aufdachklimaanlage bereitgestellt werden.
Das Klimaanlagenmodul kann wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule aufweisen.
Die gleichartigen Klimaanlagenmodule können separat zueinander ausgebildet sein.
Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule müssen nicht identisch aus- gebildet sein.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls sie jeweils eine Kälteanlage, oder Teile einer Kälteanlage oder Teile mehre- rer Kälteanlagen aufweisen. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können jeweils eine Kälteanlage, oder Teile einer Kälteanlage oder Teile mehre- rer Kälteanlagen aufweisen.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls sie jeweils eine Einheit zum Austausch von Wärme mit der Fahrzeugumge- bung und eine Einheit zum Austausch von Wärme mit dem Fahrzeug (z.B. mit ei- ner Kabine und/oder anderen Raumbereichen und/oder Komponenten des Fahr- zeugs) autweisen. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können jeweils eine Einheit zum Austausch von Wärme mit der Fahrzeugumgebung und eine Einheit zum Austausch von Wärme mit dem Fahrzeug (z.B. mit einer Kabine und/oder anderen Raumbereichen und/oder Komponenten des Fahrzeugs) auf- weisen.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls die Anordnung dieser Einheiten und/oder Klimaanlagenmodule relativ zuei- nander gleich ist oder falls die Anordnung dieser Einheiten und/oder Klimaanla- genmodule relativ zueinander bezüglich einer Ebene näherungsweise oder im Wesentlichen gespiegelt und/oder spiegelsymmetrisch ist. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können relativ zueinander gleich angeordnet sein. Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können relativ zueinan- der bezüglich einer Ebene näherungsweise oder im Wesentlichen gespiegelt und/oder spiegelsymmetrisch angeordnet sein.
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls die konstruktive Ausführung der Klimaanlagenmodule und/oder die verwen- deten Werkstoffe überwiegend gleich und/oder im Wesentlichen gleichartig sind (z. B. Kunststoffspritzguss-Gehäuse- und -Rahmenteile, Aluminium-Rohre, Alu- minium-Wärmetauscher, Flauben aus thermisch verformbaren Kunststofffolien). Wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule können überwiegend gleiche und/oder im Wesentlichen gleichartige konstruktive Ausführung und/oder ver- wendete Werkstoffe aufweisen (z. B. Kunststoffspritzguss-Gehäuse- und - Rahmenteile, Aluminium-Rohre, Aluminium-Wärmetauscher, Hauben aus ther- misch verformbaren Kunststofffolien).
Wenigstens zwei Klimaanlagenmodule können als gleichartig angesehen werden, falls an Stelle von Kabinenluft auch ausschließlich Kühlmittel zum Kühlen einer Fahrzeugkomponente, wie z.B. einer Batterie, eingesetzt werden könnte, sodass beispielweise alle Verdampfer durch Chiller ersetzt werden könnten.
Primäre Unterschiede zwischen zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanla- genmodulen können (können möglich sein, sind jedoch nicht zwingend) beispiel- weise die Anzahl und Art der Komponenten für die jeweils erforderliche funktio- nelle Ausstattung sein.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen Verdampfer (Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager) zum Kühlen von Luft aufweisen, wohingegen ein zweites Klimaanlagenmodul einen Chiller (Kältemittel-Kühlmittelflüssigkeit-Wärmeübertrager) zum Kühlen von Fahr- zeugaggregaten, wie beispielsweise Batterien oder Elektronik, oder zum An- schluss eines Sekundärklimageräts, wie beispielsweise für einem Fahrerarbeits- platz zum Kühlen mittels eines Kühlkörpers (Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager), aufweisen kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen Verdampfer aufweisen, wohingegen ein zweites Klimaanlagenmodul zusätzlich einen Chiller aufweisen kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann ein erstes Klimaanlagenmodul einen eigenen Kompressor aufweisen, wohingegen alle an- deren Klimaanlagenmodule zentral und/oder gemeinsam an einem Kompressor am Fahrzeugmotor angeschlossen sein können.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein Klimaanlagenmodul einen indirekten Kondensator (Kältemittel- Kühlmittelflüssigkeit-Wärmeübertrager) zum Abgeben von Wärme an eine Kühl mittelflüssigkeit/flüssigen Wärmeträger aufweisen.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein erstes Klimaanlagenmodul einen ein elektronisches Steuergerät aufweisen, wo- hingegen ein weiteres Klimaanlagenmodul kein Steuergerät aufweisen kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen kann wenigstens ein erstes Klimaanlagenmodul einen ein elektronisches Steuergerät aufweisen, wo- hingegen ein weiteres Klimaanlagenmodul steuergerätfrei ausgebildet sein kann.
Bei zwei oder mehreren gleichartigen Klimaanlagenmodulen können die Klimaan- lagenmodule jeweils eine Modulhaube besitzen, deren Größe und/oder Form sich bei mindestens zwei Klimaanlagenmodulen unterscheidet. Beispielsweise kann eine modulare Aufdachklimaanlage aus drei Klimaanlagenmodulen bestehen o- der drei Klimaanlagenmodule aufweisen, wobei zwei Klimaanlagenmodulen als Paar sich gegenüberliegend auf dem Dach angeordnet sind und ein Klimaanla- genmodulen um 90 Grad gedreht in der Mitte zwischen der linken und der rech- ten Dachbegrenzung angeordnet sein kann. Das mittig angeordnete Klimaanla- genmodul kann eine andere Flaubenform besitzen als das Klimaanlagenmodulen- Paar.
Es kann vorgesehen sein, dass über den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Submodul und dem zweiten Submodul eine fluidische Verbindung zur Ausbildung eines Kaltem ittelkreislaufs herstellbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass über den ersten Verbindungsab- schnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Submodul und dem zweiten Submodul eine elektrisch leitende Verbindung zur Energiever- sorgung der Komponenten der Submodule herstellbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass über den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungs- abschnitt zwischen dem ersten Submodul und dem zweiten Submodul eine kommunizierende Verbindung zur Ansteuerung der Submodule und/oder ihrer Komponenten herstellbar ist. Die Submodule können somit zu einem Klimaanla- genmodul zusammengesetzt werden, wobei ein Klimaanlagenmodul aus einer Vielzahl von Submodulen einfach und kostengünstig zusammengesetzt werden kann.
Das erste Submodul ist zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klima- anlagenmodul und einer Außenumgebung des Fahrzeuges ausgebildet, wobei das zweite Submodul zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klima- anlagenmodul und einem Raumbereich, insbesondere einem Fahrgastraum und/oder einem Fahrer-/Beifahrerraum und/oder einem Ruheraum und/oder ei- nem Kühlschrankmodul und/oder einer Batterieeinheit, des Fahrzeuges ausgebil- det ist.
Die modulare Aufdachklimaanlage kann wenigstens einen Kältemittelkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, wenigstens eine Verdampfereinheit zum Verdamp- fen des Kältemittels, wenigstens eine Kondensatoreinheit zum Verflüssigen des Kältemittels, wenigstens eine Kompressoreinheit zum Verdichten des Kältemit- tels, wenigstens eine Expansionseinheit zum Einsprühen des noch flüssigen Käl- temittels. Die Kondensatoreinheit kann mit wenigstens einem Kondensatorgeblä- se und die Verdampfereinheit kann mit wenigstens einem Verdampfergebläse ausgestattet sein. Die modulare Aufdachklimaanlage kann wenigstens einen Kältemittelkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, wenigstens eine Verdampfereinheit zum Verdamp- fen des Kältemittels, wenigstens eine Kondensatoreinheit zum Verflüssigen des Kältemittels, wenigstens eine Kompressoreinheit zum Verdichten des Kältemit- tels, wenigstens eine Expansionseinheit zum Einsprühen des noch flüssigen Käl temittels und wenigstens eine Fördereinrichtung zum Antreiben eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkreislauf aufweisen. Die Kondensatoreinheit kann mit wenigs- tens einem Kondensatorgebläse und die Verdampfereinheit kann mit wenigstens einem Verdampfergebläse ausgestattet sein.
Die Fördereinrichtung zum Antreiben eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf kann beispielweise eine Flüssigkeitspumpe, insbesondere eine Wasserpumpe, sein.
Die modulare Aufdachklimaanlage kann wenigstens einen Kältemittelkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, wenigstens eine Verdampfereinheit zum Verdamp- fen des Kältemittels, wenigstens eine Kondensatoreinheit zum Verflüssigen des Kältemittels, wenigstens eine Kompressoreinheit zum Verdichten des Kältemit- tels, wenigstens eine Expansionseinheit zum Einsprühen des noch flüssigen Käl- temittels und wenigstens eine Fördereinrichtung zum Antreiben des Kältemittels im Kältemittelkreislauf aufweisen. Die Kondensatoreinheit kann mit einem Kon- densatorgebläse und die Verdampfereinheit kann mit einem Verdampfergebläse ausgestattet sein.
Die Submodule können ein Gehäuse aufweisen, das zur Flalterung von Kompo- nenten des jeweiligen Submoduls und/oder zur Strömungsführung der Umge- bungsluft zum Submodul hin und/oder vom Submodul weg ausgebildet sein kann. Das Gehäuse kann an Stellen offen sein, an denen angrenzende Klimaanlagen- module Wandflächen zum Führen der Luft ausbilden.
Die modulare Aufdachklimaanlage kann eine Steuereinrichtung aufweisen, wobei es auch denkbar ist, dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul und/oder ein Sub- modul eine Steuereinrichtung aufweist. Eine solche Steuereinrichtung kann mit Komponenten der modularen Aufdachklimaanlage und/oder mit Klimaanlagen- modulen und/oder mit Komponenten der Klimaanlagenmodule und/oder mit Submodulen kommunizierend verbunden sein.
Ein Klimaanlagenmodul kann eine Kälteleistung von wenigstens 8 kW bis 15 kW oder 8 kW bis 16 kW aufweisen, wobei die modulare Aufdachklimaanlage eine Kälteleistung von wenigstens 20 kW aufweisen kann. Die Klimaanlagenmodule können zu einer funktionellen Baugruppe zusammengefasst sein, wobei die Bau- gruppe auf einem Dach des Fahrzeuges installierbar sein kann.
Im Stand der Technik werden unterschiedliche, individuell zugeschnittene Pro- duktlösungen eingesetzt, die zu einer großen Teilevielfalt führen, daher lässt sich das Produktportfolio nur mit einem vergleichsweise hohem Aufwand erweitern. Die erfindungsgemäße modulare Aufdachklimaanlage hingegen kommt mit weni- gen Typen an Submodulen aus, sodass Aufdachklimaanlagen verschiedener Länge, Breite, Leistung und Ausstattung für Fahrzeuge verschiedener Größen und mit unterschiedlichen Dachformen, insbesondere für Minibusse und Groß- busse, zur Verfügung gestellt werden können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass das erste Submodul wenigstens eine erste Wärmetauschereinheit zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klimaanlagenmodul und der Außenumgebung des Fahrzeuges aufweist, wobei das zweite Submodul wenigs- tens eine zweite Wärmetauschereinheit zum Austausch von Wärmeenergie zwi- schen dem Klimaanlagenmodul und dem Raumbereich, insbesondere einem Fahrgastraum und/oder einem Fahrer-/Beifahrerraum und/oder einem Ruheraum und/oder einem Kühlschrankmodul und/oder einer Batterieeinheit, des Fahrzeu- ges aufweist, wobei das zweite Submodul wenigstens eine Gebläseeinheit auf- weist. Es ist denkbar, dass auch das erste Submodul wenigstens eine Geblä- seeinheit aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das erste Submodul wenigstens eine Kompressoreinheit aufweist. Es ist auch denkbar, dass das erste Submodul mit einer Kompresso- reinheit des Fahrzeuges fluidisch verbunden ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass das zweite Submodul wenigstens eine Heizkörpereinheit zur Erwär- mung der ins Fahrzeug strömenden Luft und/oder wenigstens eine Luftfilterein- heit zur Filterung der ins Fahrzeug strömenden Luft und/oder wenigstens eine Chillereinheit aufweist. Die Chillereinheit kann zur Kühlung eines Kühlmittels ge- nutzt werden, welches in einem Kühlkreislauf zur Temperaturregulierung einer Batterieeinheit des Fahrzeuges eingesetzt wird.
Die Chillereinheit kann nicht nur zur Batteriekühlung, genutzt werden, sondern auch für andere Kühlaufgaben, wie beispielsweise zum Kühlen der Kabinenluft an einem Fahrerplatz mittels einem kühlmitteldurchströmtem Kühlkörper im Fahrerplatzklimagerät oder zum Einspeisen von Wärme aus Kühlmittelkreisläufen zu Aggregaten im Fahrzeug im Sinne zum Heizen der Kabinenluft mit der Dach- klimaanlage im Wärmepumpenmodus eingesetzt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein Submodul ein Gehäuse aufweist, wobei die Ausgestal- tung des Gehäuses wenigstens teilweise komplementär zum Dachbereich des Fahrzeuges ausgebildet ist, an dem das Submodul angeordnet ist. Falls das Ge- häuse einen Bodenbereich ausbildet, kann der Bodenbereich des Gehäuses die Dachkrümmungen in Quer- und Fahrtrichtung des Fahrzeuges berücksichtigen. Flierdurch lässt sich die modulare Aufdachklimaanlage an jede Dachgeometrie eines Fahrzeuges anpassen. Hierfür kann ein flexibler und/oder elastischer und/oder elastisch verformbarer Gehäuseboden vorgesehen sein, der sich an je- de Dachkontur anpasst und/oder anschmiegt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass ein wenigstens erstes Klimaanlagenmodul einen ersten Teilbereich des Fahrzeuges klimatisiert, wobei wenigstens ein zweites Klimaanlagenmodul einen zweiten Teilbereich des Fahrzeuges klimatisiert. Das Fahrzeug kann in ei- ne Vielzahl von Teilbereichen eingeteilt sein, wobei jeder Teilbereich zur Klimati- sierung jeweils einem Klimaanlagenmodul zugeordnet sein kann. Ein Klimaanla- genmodul kann beispielsweise zur Abführung der Wärme eines Fahrerplatzkli- magerätes genutzt werden, wobei ein anderes Klimaanlagenmodul zur Abführung der Wärme aus dem Fahrgastraum genutzt wird.
Teilbereiche des Fahrzeuges können auch Raumbereiche des Fahrzeuges sein.
Teilbereiche können beispielweise Teilbereiche des Passagierraums sein und/oder der Fahrerarbeitsplatz und/oder jede einzelne Komponente, für die die Klimaanlage das Thermomanagement übernimmt.
Beim bekannten Stand der Technik muss die gesamte Aufdachklimaanlage ein- oder ausgeschaltet werden. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen mo- dularen Aufdachklimaanlage ist dahingehend vorteilhaft, dass während des Be- triebes der modularen Aufdachklimaanlage nur die Klimaanlagenmodule betrie- ben werden müssen, die für den jeweiligen Teilbereich des Fahrzeuges zuständig sind. Wird in einem Teilbereich keine Klimatisierung benötigt, kann das zuständi- ge Klimaanlagenmodul abgeschaltet werden und führt somit zu einer Energieein- sparung. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer Auf- bzw. Nachrüstung der modu- laren Aufdachklimaanlage lediglich ein Klimaanlagenmodul mit einer entspre- chenden Funktionalität eingebaut bzw. ausgetauscht werden muss.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein Teilbereich des Fahrzeuges eine Kühlung oder eine Temperierung einer Batterieeinheit des Fahrzeuges umfasst. Für einen solchen Fall kann das zuständige Klimaanlagenmodule einen zusätzlichen Chiller aufwei- sen, um ein Kühlmittel einer Batterieeinheit zu kühlen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Batterieeinheit und/oder andere Raumbereiche und/oder andere Teilbereiche temperiert werden.
Die Chillereinheit kann nicht nur zur Batteriekühlung, genutzt werden, sondern auch für andere Kühlaufgaben, wie beispielsweise zum Kühlen der Kabinenluft an einem Fahrerplatz mittels einem kühlmitteldurchströmtem Kühlkörper im Fahrerplatzklimagerät oder zum Einspeisen von Wärme aus Kühlmittelkreisläufen zu Aggregaten im Fahrzeug im Sinne zum Fleizen der Kabinenluft mit der Dach- klimaanlage im Wärmepumpenmodus eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass zwischen der modularen Aufdachklimaanlage und dem Dach des Fahrzeuges wenigstens eine Rahmeneinheit angeordnet ist. Die Rahmeneinheit kann einen oder mehrere Rahmen aufweisen, die mit dem Fahrzeugdach ver- bunden sind. Die Rahmeneinheit kann auch mit dem Fahrzeugdach verklebt sein. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Klimaanlagenmodule an der Rah- meneinheit schnell lösbar und montierbar befestigt sind. Flierzu können bei- spielsweise Schnellspanner oder äquivalente Schrauben oder Stifte verwendet werden.
Die Rahmeneinheit kann als Dichtrahmen ausgebildet sein. Dieser Dichtrahmen der wie bei einem Sandwich zwischen Anlage/Modul und Dach anliegen und bei- spielweise die Anlage/Modul zum Dach abdichten.
Hierdurch können einzelne Klimaanlagenmodule oder die gesamte modulare Aufdachklimaanlage im Wartungsfall zügig ausgetauscht werden, so dass die Aufdachklimaanlage nicht auf dem Dach gewartet oder repariert werden muss. Dadurch verringert sich die Stillstandszeit des Fahrzeugs.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass zwischen wenigstens einem Klimaanlagenmodul und dem Dach des Fahrzeuges wenigstens eine Modulrahmeneinheit angeordnet ist. Die Modulrahmeneinheit kann einen oder mehrere Rahmen aufweisen, die mit der Rahmeneinheit oder direkt mit dem Fahrzeugdach verbunden sind. Die Modul- rahmeneinheit kann auch mit dem Fahrzeugdach verklebt sein. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass ein Klimaanlagenmodul an der Modulrahmeneinheit schnell lösbar und montierbar befestigt ist. Hierzu können beispielsweise
Schnellspanner oder äquivalente Schrauben oder Stifte verwendet werden. Die Modulrahmeneinheit kann an eine Geometrie des Daches des Fahrzeuges ange- passt sein, wobei auch vorgesehen sein kann, dass die Modulrahmeneinheit we- nigstens teilweise komplementär zur Geometrie des Daches ausgebildet ist. Hier- für kann ein flexibler und/oder elastischer und/oder elastisch verformbarer Ge- häuseboden vorgesehen sein, der sich an jede Dachkontur anpasst und/oder an- schmiegt. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorge- sehen, dass die modulare Aufdachklimaanlage ein Gesamtgehäuse und/oder wenigstens ein Klimaanlagenmodul ein Teilgehäuse aufweist, um ein Schutz ge- genüber Witterungseinflüssen zur Verfügung zu stellen.
Gehäuse können auch als Hauben ausgebildet sein. Diese können Hauben sein, welche die gesamte Klimaanlage abdecken, und/oder Hauben sein, welche Teil bereiche mehrerer Module abdecken ( z. B. alle zweite Submodule sowie alle Erweiterungsmodule), und/oder Hauben sein, welche Teilbereiche wenigstens eines Moduls abdecken, z. B. das zweite Submodul.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens ein elektrisch steuerbares Expansionsventil vor- gesehen ist, wobei das Expansionsventil kommunizierend mit einer Steuerein- richtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Re- gelung des Expansionsventils eingerichtet und/oder programmiert ist.
Im Stand der Technik werden typischerweise thermostatische Expansionsventile eingesetzt. Kälteanlagen für Fahrzeuge weisen oft zwei bis vier parallel geschal- tete Verdampfer in einem Kältekreislauf auf. Die einzelnen Verdampfer können mit Abschaltventilen ausgestattet sein. Alle Verdampfer besitzen jeweils ein thermostatisches Expansionsventil oder eine feste Drossel. Problematisch hieran ist, dass, je mehr Verdampfer in einer Kälteanlage in einem sehr großen Be- triebsbereich, wie in Automobilanwendungen typisch, betrieben werden, desto höher ist das Risiko, dass die Kälteanlage einen Zustand annimmt, in dem ein oder mehrere thermostatische Expansionsventile den Kältemittelfluss zu ihrem Verdampfer so abregeln, dass er warm wird. Die erfindungsgemäße Ausfüh- rungsform der modularen Aufdachklimaanlage löst dieses Problem, indem die Expansionsventile über die Steuereinrichtung so geregelt werden, dass ein un- beabsichtigtes Schließen zu einem Verdampfer verhindert wird. Somit kühlen alle Verdampfer gleichmäßig, auch wenn schwierige Umgebungsbedingungen vorlie- gen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die modulare Aufdachklimaanlage und/oder ein Klimaanla- genmodul ein elektrisch ansteuerbares Expansionsventil oder mehrere elektrisch ansteuerbare Expansionsventile aufweisen, und/oder dass jeder Verdampferein- heit der modularen Aufdachklimaanlage ein solches Expansionsventil zugeordnet ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass bei wenigstens zwei Klimaanlagenmodulen Kältemittel-Luft- Wärmeübertrager, insbesondere alle Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, als gelö- tete Aluminium-Microchannel-Wärmeübertrager .insbesondere als Flachrohrwär- meübertrager, ausgebildet sind, und/oder dass wenigstens ein Kältemittel- Kühlmittel-Wärmeübertrager und/oder wenigstens ein Chiller als gelöteter Stapel- scheiben-Wärmeübertrager, insbesondere als gelöteter Ganzaluminium- Stapelscheiben-Wärmeübertrager, ausgebildet ist.
Ein gelöteter Stapelscheiben-Wärmeübertrager, insbesondere als gelöteter Gan- zaluminium-Stapelscheiben-Wärmeübertrager, ermöglicht eine vorteilhafte Ge- wichteinsparung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul auf dem Dach so mon- tierbar ist, insbesondere flexible montierbar ist, dass eine Mittellinie des Klimaan- lagenmoduls entweder senkrecht zur Fahrzeugmittellinie oder parallel zur Fahr- zeugmittellinie ausgerichtet ist, und/oder dass jedes Klimaanlagenmodul ein Steuergerät aufweist, die miteinander kommunizierend verbunden sind oder dass ein zentrales Steuergerät für alle Klimaanlagenmodule ausgebildet ist. Bezüglich der Fahrzeugmittellinie unterschiedlich ausgerichtete Klimaanlagenmodule kön- nen aus optischen und/oder aerodynamischen Gründen unterschiedliche Hauben aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule auf ge- meinsamen Rahmen, insbesondere einer gemeinsamen Rahmeneinheit, montiert und mit diesem mechanisch verbunden sind, wobei der Rahmen mit einem Dach eines Fahrzeuges verbunden ist, wobei die wenigstens zwei gleichartigen Klima- anlagenmodule jeweils eine Kondensatoreinheit ausbilden, wobei die wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule bezüglich einer Achse spiegelsymmet- risch so angeordnet sind, dass die Kondensatoreinheiten näher an der Achse an- geordnet sind als andere Teile der wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagen- module. Die Achse kann beispielweise die Fahrzeugmittellinie sein.
Die wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule können separat ausge- bildet sein. Falls die Achse die Fahrzeugmittellinie eines Fahrzeuges ist, können die Kondensatoreinheit der wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule zwei bezüglich des Fahrzeuges längsausgerichtete Kondensatorabschnitte aus- bilden. Die wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule können im We- sentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich der Achse, insbesondere bezüglich der Fahrzeugmittellinie, angeordnet sein. Die die Kondensatoreinheit der wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule können aneinander angrenzend ange- ordnet sein und/oder aneinander anliegend angeordnet sein und/oder einander kontaktierend angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass dass das erste Submodul einen Kondensator oder einen Gaskühler oder einen Au ßenwärmeübertrager jeweils mit mindestens einem Kondensatorgebläse, indirekten Kondensator, Chiller, elektrisch angetriebenem Kompressor, Wasserpumpe und/oder elektrischer Kühlmittelheizer (in Verbin- dung mit Außenwärmeübertrager) aufweist, und/oder dass das zweite Submodul einen Verdampfer mit mindestens einem Verdampfergebläse, Kabinenluftfilter, Heizkörper, Wärmepumpenheizer, elektrischer Heizkörper, Wasserpumpe, elektrischer Kühlmittelheizer, Chiller und/oder indirekter Kondensator aufweist.
Eine Kompressoreinheit kann am zweiten Submodul angebaut und/oder ange- ordnet sein. Eine Kompressoreinheit kann imzweiten Submodul eingebaut und/oder angeordnet sein.
Ein Gebläse kann vorgesehen sein, wenn ein Wärmeaustausch mit Luft erfolgt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei- bung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo- nenten beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch Fig. 1 eine Draufsicht auf eine modulare Aufdachklimaanlage, bei der mehre- re Module zu einer Baugruppe zusammengefasst sind, wobei jedes Modul aus drei Submodulen besteht,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer modularen
Aufdachklimaanlage, die zu einer Baugruppe zusammengefasst ist,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer modularen Aufdach- klimaanlage mit Submodulen, bei der die Module nicht zu einer Bau- gruppe zusammengefasst sind,
Fig. 4 den Aufbau eines Klimaanlagenmoduls,
Fig. 5 den Aufbau eines Klimaanlagenmoduls mit Submodulen,
Fig. 6 eine Frontansicht eine modularen Aufdachklimaanlage mit einer Rah- meneinheit und einer Flaube,
Fig. 7 eine Frontansicht einer weiteren modularen Aufdachklimaanlage mit mehreren Modulrahmeneinheiten,
Fig. 8 eine Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage mit einem
elektrisch angesteuerten Expansionsventil
Fig. 9 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 10 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage, Fig. 11 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 12 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 13 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 14 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 15 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 16 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 17 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 18 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 19 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 20 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage,
Fig. 21 eine weitere Darstellung einer modularen Aufdachklimaanlage.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug 2 dargestellt, welches als Großraum- fahrzeug zum Transport einer Vielzahl von Personen ausgebildet sein kann, wo- bei das Fahrzeug 2 in einer Draufsicht dargestellt ist, wobei ein Dach 4 des Fahr- zeuges zu sehen ist.
Das Fahrzeug 2 weist eine modulare Aufdachklimaanlage 1 auf, die an dem Dach 4 des Fahrzeuges 2 angeordnet ist. Die modulare Aufdachklimaanlage 1 sorgt für einen Wärmeaustausch zwischen einer Außenumgebung 17 des Fahr- zeuges 2 und einem Raumbereich des Fahrzeuges 2, wobei dieser Raumbereich 18 insbesondere einen Fahrgastraum umfasst.
Die modulare Aufdachklimaanlage 1 ist in der Fig. 1 durch eine gestrichelte Um- randung angedeutet, wobei diese Umrandung bedeutet, dass die modulare Auf- dachklimaanlage 1 zu einer Baugruppe zusammengefasst ist, die sowohl funktio- nell als auch mechanisch zusammenwirkt. Flierunter ist zu verstehen, dass die modulare Aufdachklimaanlage 1 als Ganzes von dem Dach 4 getrennt werden kann, ohne dass zunächst einzelne Klimaanlagenmodule 3 vom Dach 4 entfernt werden müssen. Dies schließt nicht aus, dass die modulare Aufdachklimaanlage 1 so ausgebildet ist, dass auch nur ein einzelnes Klimaanlagenmodul 3 von dem Dach 4 des Fahrzeuges 2 entfernt werden kann. Dies bietet sich besonders dann an, wenn nur ein Klimaanlagenmodul 3 defekt ist, sodass nur dieses defekte Klimaanlagenmodul 3 ausgetauscht werden muss.
Die modulare Aufdachklimaanlage 1 weist mehrere Klimaanlagenmodule 3 auf, die in Längsrichtung des Fahrzeuges 2 angeordnet sind, wobei jedes Klimaanla- genmodul 3 gleichartig, jedoch nicht unbedingt identisch, aufgebaut ist. Ein Klimaanlagenmodul 3 umfasst beispielsweise zwei Verdampfereinheiten 5 mit wenigstens jeweils einem Verdampfer zum Verdampfen eines Kältemittels. Fer- ner umfasst das Klimaanlagenmodul 3 eine Kondensatoreinheit 6 mit wenigstens einem Kondensator zum verflüssigen des Kältemittels, wobei die Kondensato- reinheit zwischen zwei zueinander beabstandeten Verdampfereinheiten 5 ange- ordnet ist. Ist ein Klimaanlagenmodul 3 so ausgestattet, des es auch als Heiz- wärmepumpe betrieben werden kann, enthält die Kondensatoreinheit 6 an Stelle eines Kondensators einen Außenwärmeübertrager, der im Kühlbetrieb als Kon- densator oder Gaskühler arbeitet und im Heizbetrieb als Verdampfer arbeitet. Ei- ne Heizwärmepumpe kann Wärme auch mittels eines Chillers aus einem Kühlmit- tel entnehmen, welches der Aufdachklimaanlage Wärme von den verschiedens- ten Komponenten im Bus zuführt, und nicht nur Umgebungswärme über den Au- ßenwärmeübertrager.
Wie in der Fig. 4 gezeigt, kann das Klimaanlagenmodul 3 ein Verdampfergebläse 7 und ein Kondensatorgebläse 8 aufweisen, wobei das Verdampfergebläse 7 der Verdampfereinheit 5 zugeordnet sein kann und das Kondensatorgebläse 8 der Kondensatoreinheit 6 zugeordnet sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Verdampfereinheit 5 das Verdampfergebläse 7 baulich umfasst und dass die Kondensatoreinheit 6 das Kondensatorgebläse 8 baulich umfasst.
In der Fig. 1 ist eine gemeinsame Kompressoreinheit 12 des Fahrzeuges 2 dar- gestellt, mit der jedes Klimaanlagenmodul 3 fluidisch verbunden sein kann, wobei hier eine Parallelschaltung der Klimaanlagenmodule 3 über geeignete Vertei- lungs- und Rückführungsleitungen vorgesehen sein kann. Es kann auch vorge- sehen sein, dass einzelne oder auch jedes Klimaanlagenmodul 3 mit einer eige- nen Kompressoreinheit 9 ausgestattet sein kann. Fluidische Verbindungen, elekt- rische Verbindungen zur Energieversorgung sowie geeignete kommunizierende Verbindungen zum Ansteuern der Komponenten der modularen Aufdachklimaan- lage 1 über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung 33 sind übersichtshalber nicht dargestellt.
Ferner ist in der Fig. 1 eine Batterieeinheit 27 dargestellt, die einen nicht darge- stellten Kühlkreislauf aufweisen kann. Es ist denkbar, dass ein Klimaanlagenmo- dul 3 mit dem Kühlkreislauf der Batterieeinheit 27 fluidisch so verbunden ist, dass die von der Batterieeinheit 27 erzeugte Abwärme über das Klimaanlagenmodul 3 an die Außenumgebung 17 des Fahrzeuges 2 überführt wird. In Fig. 2 ist beispielhaft ein weiteres Fahrzeug 2 gezeigt, dass im Vergleich zum Fahrzeug 2 in der Fig. 1 schmaler und etwas kürzer ausgebildet ist, sodass die Anordnung der Verdampfereinheiten 5 und der Kondensatoreinheit 6 vergleichs- weise kompakter ausgestaltet ist, wobei die Kondensatoreinheit 6 in Fahrtrich- tung des Fahrzeuges vor den beiden Verdampfereinheiten 5 angeordnet ist. Das kann beispielweise auch umgekehrt sein, d. h. die Kondensatoreinheit 6 kann in Fahrtrichtung hinten angeordnet sein. Bei der Betrachtung des Fahrzeuges ist immer davon auszugehen, dass das Fahrzeug sich in Vorwärtsrichtung bewegt, also in den Fig. 1- 3 zum rechten Blattrand der Zeichnung fahren würde. Auch in Fig. 2 sind die Klimaanlagenmodule 3 zu einer Baugruppe zusammengefasst, sodass ein Austausch der gesamten modularen Aufdachklimaanlage 1 möglich ist.
In der Fig. 3 ist ein Fahrzeug mit einer modularen Aufdachklimaanlage 1 gezeigt, wobei die Klimaanlagenmodule 3 zwar nicht zu einer Baugruppe zusammenge- fasst sind, jedoch weist das Klimaanlagenmodul 3 ein erstes Submodul 13 auf, das zwischen zwei zweiten Submodulen 14 angeordnet ist. Die zweiten Submo- dule 14 können gleichartig oder auch identisch sein.
In Fig. 5 ist schematisch ein beispielhafter Aufbau eines Klimaanlagenmoduls 3 dargestellt, das ein erstes Submodul 13 und ein zweites Submodul 14 umfasst. Das erste Submodul 13 umfasst einen ersten Verbindungsabschnitt 15, und das zweite Submodul 14 umfasst einen zweiten Verbindungsabschnitt 16. Der erste Verbindungsabschnitt 15 und der zweite Verbindungsabschnitt 16 können kom- plementär zueinander ausgestaltet sein, wobei es vorgesehen sein kann, dass durch ein Zusammenstecken des ersten Verbindungsabschnittes 15 und des zweiten Verbindungsabschnittes 16 eine lösbare Verbindung zwischen dem ers- ten Submodul 13 und dem zweiten Submodul 14 zur Verfügung gestellt wird. Der erste Verbindungsabschnitt 15 und der zweite Verbindungsabschnitt 16 können jeweils mechanische und/oder fluidische und/oder elektronische und/oder steue- rungstechnische Verbindungselemente umfassen, die komplementär zueinander ausgebildet sein können. Hierdurch lässt sich ein gewünschtes Klimaanlagenmo- dule 3 durch ein einfaches Koppeln mehrerer Submodule mit wenigen Arbeits- schritten und kostengünstig hersteilen.
Die beiden Submodule 13 und 14 können auf einen gemeinsamen Rahmen ge- setzt sein, wobei die Verbindungsabschnitte 15,16 keine mechanische Halte- o- der Tragfunktion ausbilden, da sie lediglich Rohrleitungen und Kabeln aufweisen.
Beide Submodule 13 und 14 können übereinander überlappend angeordnet sein und können im Berich der Überlappung miteinander verbunden sein.
Wie in der Fig. 5 dargestellt, umfasst das erste Submodul 13 eine erste Wärme- tauschereinheit 19 und eine Kompressoreinheit 9. Das Submodul 14 umfasst ei- ne zweite Wärmetauschereinheit 20, eine Luftfiltereinheit 22 und eine Geblä- seeinheit 21. Die erste Wärmetauschereinheit 19 ist zum Austausch von Wärme- energie zwischen dem Klimaanlagenmodul 3 und der Außenumgebung 17 des Fahrzeuges 2 ausgebildet. Die zweite Wärmetauschereinheit 20 ist zum Aus- tausch von Wärmeenergie zwischen dem Klimaanlagenmodul 3 und dem Raum- bereich 18, insbesondere einen Fahrgastraum, des Fahrzeuges 3 vorgesehen.
In der Fig. 6 ist eine Frontansicht einer modularen Aufdachklimaanlage 1 gezeigt, wobei die Aufdachklimaanlage 1 ein erstes Submodul 13 aufweist, welches zwi- schen zwei zweiten Submodulen 14 angeordnet ist. Die Submodule 13 und 14 bilden ein Klimaanlagenmodul 3 aus. Das Submodul 13 weist einer Chillereinheit 10 auf, die zur Kühlung eines Kühlmittels genutzt werden kann, welches in einem Kühlkreislauf zur Temperaturregulierung der Batterieeinheit 27 des Fahrzeuges 2 eingesetzt wird. Ein zweites Submodul 14 weist eine Heizkörpereinheit 11 auf, die ein Heizkörperelement zum Erwärmen der in den Raumbereich 18, insbeson- dere einen Fahrgastraum, einströmenden Luft aufweisen kann. Die Chillereinheit 10 kann auch im zweiten Submodul 14 und/oder in einem Erweiterungsmodul angeordnet sein Das Erweiterungsmodul kann neben dem ersten und dem zwei- ten Submodul ein Teil eines Klimaanlagenmodul 3 sein.
Zwischen der modularen Aufdachklimaanlage 1 und dem Dach 4 des Fahrzeuges 2 ist eine Rahmeneinheit 28 und/oder Modulrahmeneinheit 29 vorgesehen, mit der das aus den Submodulen ausgebildete Klimaanlagenmodul 3 am Dach an- gebracht ist. Die Verbindung zwischen den Submodulen und der Rahmeneinheit 28 als auch die Verbindung zwischen der Rahmeneinheit 28 und dem Dach 4 kann jeweils lösbar ausgebildet sein. Die modulare Aufdachklimaanlage 1 weist ein Gesamtgehäuse bzw. eine Gesamthaube 30 auf, welches bzw. welche im dargestellten Fall das Klimaanlagenmodul 3 bzw. die Submodule abdeckt und somit vor negativen Witterungseinflüssen schützt.
Jedes Submodul weist ein Gehäuse 23 auf, welches ein Bodenbereich 24 um- fasst. Als Bodenbereich 24 kann die Fläche des Gehäuses 23 angesehen wer- den, die dem Dach 4 nächst gegenüberliegend angeordnet ist. In der Fig. 6 ist der Bodenbereich 24 der Submodule eben ausgebildet. Es kann aber auch das Dach 4 des Fahrzeugs 2 den Bodenbereich 24 ganz oder teilweise ausbilden.
Das kann insbesondere bei Kondensatoreinheiten der Fall sein. Der Kondensator kann in einer Haltevorrichtung (Teil eines nach unten offenen Gehäuses) und in einem Abstand von z. B. 10 cm zum Dach liegend eingebaut sein, so dass Au- ßenluft zwischen Kondensator und Dach Zuströmen und dann von unten nach oben durch den Kondensator strömen kann. Über dem Kondensor kann sich eine Zarge befinden, d. h. eine Art gewölbte Haube mit Loch, in dem sich ein Axiallüf ter mit vertikaler Achse befinden kann, der die Luft vom Kondensator noch oben fördert. Zarge und Haltevorrichtung können zusammen ein Gehäusemodul für den Kondensator bilden, dessen Bodenbereich offen ist bzw. vom Dach gebildet wird.
In der Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante der modularen Aufdachklimaanlage 1 gezeigt, in der die Submodule 14 und 13 unterschiedlich ausgestaltete Bodenbe- reiche 24 aufweisen. Der Bodenbereich 24 des Submoduls 14 weist eine Krüm- mung auf, die komplementär zur Krümmung des gegenüberliegenden Bereiches des Daches 4 des Fahrzeuges 2 ausgebildet ist. Auch die Rahmeneinheit 28, die beispielsweise in dieser Ausführungsform durch die Modulrahmeneinheit 29 aus- gebildet ist, kann eine komplementäre Ausgestaltung zur Geometrie des Daches 4 jedes Fahrzeuges 2 aufweisen. Durch eine solche Ausgestaltung lässt sich der Luftwiderstand des Fahrzeuges 2 trotz des Vorhandenseins der modularen Auf- dachklimaanlage 1 optimieren. In der Fig. 7 ist kein Gesamtgehäuse 30 vorgese- hen, sondern die äußeren Klimaanlagenmodule 3 weisen ein eigenes Teilgehäu- se bzw. Teilhaube 31 auf. Die Klimaanlagenmodule 3 können eine im Wesentli- chen gleichartige und/oder gleiche Erstreckungslänge bezüglich einer vertikalen Richtung ausgehend vom Dach 4 ausbilden.
Die Submodule 14 können um die Fahrzeuglängsachse leicht geneigt sein, so- dass linke Submodule 14 nach links geneigt und dass rechte Submodule 14 nach rechts geneigt sind, um der Dachkontur zu folgen. Hierbei bilden die Bodenberei- che der Submodule in Fig 6 einen Polygonzug. Der fahrzeugspezifische Rahmen 28 kann den Übergang von diesem Polygonzug zur Dachkrümmung abbilden.
In der Fig. 8 ist eine modulare Aufdachklimaanlage 1 gezeigt, die über eine erste fluidische Verbindung mit einem ersten Teilbereich 25 des Fahrzeuges 2 verbun- den ist. Ferner ist die modulare Aufdachklimaanlage 1 über weitere fluidische Verbindungen mit einem zweiten Teilbereich 26 des Fahrzeuges 2 verbunden. Der erste Teilbereich 25 kann beispielsweise den Kältemittelkreislauf einer Fah- rerklimaanlage oder den Kühlmittelkreislauf einer Batterieeinheit 27 umfassen. Der zweite Teilbereich 26 kann beispielsweise den Raumbereich 18 eines Fahr- gastraums umfassen. Wie in der Fig. 8 dargestellt, ist mit dem ersten Teilbereich 25 nur ein Klimaanlagenmodul 3 fluidisch verbunden, wobei die beiden übrigen Klimaanlagenmodule 3 parallel mit dem zweiten Teilbereich 26 fluidisch verbun- den sind. Flierdurch kann je nach Kälteleistungsbedarf die modulare Aufdach- klimaanlage teilweise ein- oder ausgeschaltet werden. Ist beispielsweise ein Wärmeaustausch lediglich im ersten Teilbereich 25 erwünscht, können die zwei Klimaanlagenmodule 3, die mit dem zweiten Teilbereich 26 verbunden sind, ab- geschaltet werden. Hierdurch ist ein effizienterer und damit energieschonender Einsatz der modularen Aufdachklimaanlage 1 möglich. Es ist auch denkbar, dass einzelne Raumbereiche 18 des Fahrgastraums einzelnen Klimaanlagenmodulen 3 zugeordnet werden.
Wie in Fig. 8 dargestellt, kann die modulare Aufdachklimaanlage 1 und/oder ein Klimaanlagenmodul 3 ein elektrisch ansteuerbares Expansionsventil 32 oder mehrere elektrisch ansteuerbare Expansionsventile, z. B. für jeden Verdampfer eines, aufweisen, wobei das Expansionsventil 32 mit einer Steuereinrichtung 33 kommunizierend verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, dass jeder Ver- dampfereinheit 5 der modularen Aufdachklimaanlage 1 ein solches Expansions- ventil 32 zugeordnet ist, um eine Erwärmung der Verdampfereinheiten 5, wie sie bei thermischen Expansionsventilen auftreten kann, zu verhindern.
Aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung sind erforderliche Fluidlei tungen, Kältemittelkreisläufe, elektrische Versorgungsleitungen und Steuerleitung übersichtshalber nicht dargestellt.
In der Fig. 9 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 und 3a dargestellt, die jeweils eine Kondensatoreinheit ausbilden 6 und 6a ausbilden. Die Klimaanla- genmodule 3 und 3a sind bezüglich einer Fahrzeugmittellinie 34 des Fahrzeuges 2 spiegelsymmetrisch so angeordnet sind, dass die Kondensatoreinheiten 6 und 6a näher an der Fahrzeugmittellinie 34 angeordnet sind als andere Teile der we- nigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule 6 und 6a. Die Klimaanlagenmo- dule 3 und 3a weisen jeweils wenigstens eine Mittellinie 35, die quer und/oder senkrecht zur Fahrzeugmittellinie 34 ausgerichtet ist.
Die Fahrzeugmittellinie 34 ist übersichthalber lediglich in der Fig. 9 dargestellt, gilt jedoch analog für alle Figuren.
In der Fig. 10 ist ein Klimaanlagenmodul 3 mit acht Verdampfereinheiten 5 und mit vier Kondensatoreinheiten 6 dargestellt, wobei die Kondensatoreinheiten 6 näher an der Fahrzeugmittellinie 34 angeordnet sind als die Verdampfereinheiten 5.
In der Fig. 11 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je- weils zwei Verdampfereinheiten 5 und eine Kondensatoreinheit 6 aufweisen. Die Kondensatoreinheit 6 ist innerhalb des jeweiligen Klimaanlagenmoduls 3 bezüg- lich einer Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeuges 2 vor den zwei Verdampferein- heiten 5 angeordnet.
In der Fig. 12 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je- weils zwei Verdampfereinheiten 5 und eine Kondensatoreinheit 6 aufweisen. Die Kondensatoreinheit 6 ist innerhalb des jeweiligen Klimaanlagenmoduls 3 bezüg- lich einer Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeuges 2 hinter den zwei Ver- dampfereinheiten 5 angeordnet.
In den Figuren 13 bis 21 kann beispielhaft ein erstes Submodul 13 zumindest ei- ne Kondensatoreinheit 6 ausbilden oder aufweisen. In den Figuren 13 bis 21 kann beispielhaft ein zweites Submodul 14 zumindest eine Verdampfereinheit 5 ausbilden oder aufweisen.
In der Fig. 13 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je weils eine Verdampfereinheit 5 und eine Kondensatoreinheit 6 aufweisen. Die Kondensatoreinheit 6 ist innerhalb des jeweiligen Klimaanlagenmoduls 3 bezüg- lich einer Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeuges 2 hinter der Verdampfereinheit 5 angeordnet. Die Klimaanlagenmodule 3 sind bezüglich der Fahrzeugmittellinie 34 hintereinander angeordnet.
In der Fig. 14 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je- weils eine Verdampfereinheit 5 und eine Kondensatoreinheit 6 aufweisen. Die Kondensatoreinheit 6 ist innerhalb des jeweiligen Klimaanlagenmoduls 3 bezüg- lich einer Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeuges 2 vor der Verdampfereinheit 5 angeordnet. Die Klimaanlagenmodule 3 sind bezüglich der Fahrzeugmittellinie 34 hintereinander angeordnet.
In der Fig. 15 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je weils zwei Verdampfereinheiten 5 und zwei Kondensatoreinheiten 6 aufweisen. Die zwei Kondensatoreinheit 6 sind im jeweiligen Klimaanlagenmodul 3 zwischen den zwei Verdampfereinheiten 5 angeordnet. Die Klimaanlagenmodule 3 sind bezüglich der Fahrzeugmittellinie 34 hintereinander angeordnet.
In der Fig. 16 sind im Vergleich zu Fig. 15 drei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die bezüglich der Fahrzeugmittellinie 34 hintereinander angeordnet.
In der Fig. 17 sind zwei gleichartige Klimaanlagenmodule 3 dargestellt, die je weils zwei Verdampfereinheiten 5 und eine Kondensatoreinheit 6 aufweisen. Die Klimaanlagenmodule 3 sind bezüglich einer Fahrzeugmittellinie 34 des Fahr- zeuges 2 spiegelsymmetrisch so angeordnet sind, dass die Kondensatoreinhei- ten 6 näher an der Fahrzeugmittellinie 34 angeordnet sind als Verdampfereinhei- ten 5. Die Kondensatoreinheiten 6 sind zwischen den Verdampfereinheiten 5 an- geordnet.
In der Fig. 18 ist im Vergleich zur Fig. 17 ein zusätzliches Klimaanlagenmodul 3 bezüglich einer Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeuges 2 vor den Klimaanlagen- modulen 3 aus Fig. 17 angeordnet ist. Das zusätzliches Klimaanlagenmodul 3 weist zwei Verdampfereinheiten 5 und eine Kondensatoreinheit 6 auf, wobei die Verdampfereinheiten 5 spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeugmittellinie 34 des Fahrzeuges 2 angordnet sind.
Die Fig. 19 und 20 zeigen beispielhaft weitere Anordnungsmöglichkeiten von Klimaanlagenmodulen 3.
In der Fig. 21 ist eine Ausführungsvariante der modularen Aufdachklimaanlage 1 gezeigt, in der die Submodule 14 und 13 gleichartige ausgestaltete Bodenberei- che 24 aufweisen. Die zweiten Submodule 14 sind außen angeordnet, während die ersten Submodule 13 innen zwischen den zweiten Submodule 14 angeordnet sind.
*****

Claims

Patentansprüche
1. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) für ein Fahrzeug (2),
- mit wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodulen (3) zur Klimati- sierung von Raumbereichen innerhalb des Fahrzeuges (2),
- wobei die Klimaanlagenmodule (3) zu einer funktionellen Baugruppe zusammengefasst sind, wobei die Baugruppe auf einem Dach (4) des Fahrzeuges (2) installierbar ist.
2. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul (3) wenigstens eine Ver- dampfereinheit (5), wenigstens eine Kondensatoreinheit (6), wenigstens ein Verdampfergebläse (7) und wenigstens ein Kondensatorgebläse (8) aufweist.
3. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul (3) wenigstens eine Kompresso- reinheit (9) und/oder wenigstens eine Chillereinheit (10) und/oder wenigs- tens eine Fleizkörpereinheit (11 ) aufweist.
4. Modulare Aufdachklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei Klimaanlagenmodule (3) mit wenigstens einer ge- meinsamen Kompressoreinheit (12) fluidisch verbunden sind.
5. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) für ein Fahrzeug (2),
- mit wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodulen (3) zur Klima- tisierung von Raumbereichen innerhalb des Fahrzeuges (2),
- wobei wenigstens ein Klimaanlagenmodul (3) wenigstens ein erstes Submodul (13) und wenigstens ein zweites Submodul (14) aufweist,
- wobei das erstes Submodul (13) wenigstens einen ersten Verbin- dungsabschnitt (15) aufweist,
- wobei das zweite Submodul (14) wenigstens einen zweiten Verbin- dungsabschnitt (16) aufweist,
- wobei das erste Submodul (13) und das zweite Submodul (14) über den ersten Verbindungsabschnitt (15) und den zweiten Verbindungs- abschnitt (16) verbindbar sind,
- wobei das erste Submodul (13) zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klimaanlagenmodul (3) und einer Außenumgebung (17) des Fahrzeuges (2) ausgebildet ist,
- wobei das zweite Submodul (14) zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klimaanlagenmodul (3) und einem Raumbereich (18), insbesondere einem Fahrgastraum und/oder einem Fahrer- /Beifahrerraum und/oder einem Ruheraum und/oder einem Kühl- schrankmodul und/oder einer Batterieeinheit, des Fahrzeuges (2) aus- gebildet ist.
6. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das erste Submodul (13) wenigstens eine erste Wärmetauscher- einheit (19) zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klima- anlagenmodul (3) und der Außenumgebung (17) des Fahrzeuges (2) aufweist - wobei das zweite Submodul (14) wenigstens eine zweite Wärmetau- schereinheit (20) zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Klimaanlagenmodul (3) und dem Raumbereich (18), insbesondere ei- nem Fahrgastraum und/oder einem Fahrer-/Beifahrerraum und/oder einem Ruheraum und/oder einem Kühlschrankmodul und/oder einer Batterieeinheit, des Fahrzeuges (2) aufweist,
- wobei das zweite Submodul (14) wenigstens eine Gebläseeinheit (21 ) aufweist.
7. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Submodul (13) wenigstens eine Kompressoreinheit (9) aufweist.
8. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Submodul (14) wenigstens eine Fleizkörpereinheit (11 ) und/oder wenigstens eine Luftfiltereinheit (22) und/oder wenigstens eine Chillereinheit (10) aufweist.
9. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Submodul (13,14) ein Gehäuse (23) aufweist, wobei die Ausge- staltung des Gehäuses (23) wenigstens teilweise komplementär zum Dachbereich des Fahrzeuges (2) ausgebildet ist, an dem das Submodul (13,14) angeordnet ist.
10. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass wenigstens ein erstes Klimaanlagenmodul (3) einen ersten Teil bereich (25) des Fahrzeuges (2) klimatisiert,
- wobei wenigstens ein zweites Klimaanlagenmodul (3a) einen zweiten Teilbereich (26) des Fahrzeuges klimatisiert.
11. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Teilbereich (25,26) des Fahrzeuges (2) eine Kühlung oder eine Temperierung einer Batterieeinheit (27) des Fahrzeuges umfasst.
12. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der modularen Aufdachklimaanlage (1 ) und dem Dach (4) des Fahrzeuges (2) wenigstens eine Rahmeneinheit (28) angeordnet ist.
13. Modulare Aufdachklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen wenigstens einem Klimaanlagenmodul (3) und dem Dach (4) des Fahrzeuges (2) wenigstens eine Modulrahmeneinheit (29) ange- ordnet ist.
14. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die modulare Aufdachklimaanlage (1 ) ein Gesamtgehäuse (30) und/oder wenigstens ein Klimaanlagenmodul (3) ein Teilgehäuse (31 ) aufweist.
15. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass wenigstens ein elektrisch steuerbares Expansionsventil (32) vor- gesehen ist,
- wobei das Expansionsventil (32) kommunizierend mit einer Steuerein- richtung (33) verbunden ist,
- wobei die Steuereinrichtung (33) zur Steuerung und/oder Regelung des Expansionsventil (32) eingerichtet und/oder programmiert ist.
16. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die modulare Aufdachklimaanlage (1 ) und/oder ein Klimaanla- genmodul (3) ein elektrisch ansteuerbares Expansionsventil (32) oder mehrere elektrisch ansteuerbare Expansionsventile (32) aufweisen, und/oder
- dass jeder Verdampfereinheit (5) der modularen Aufdachklimaanlage (1 ) ein solches Expansionsventil (32) zugeordnet ist.
17. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass bei wenigstens zwei Klimaanlagenmodulen (3) Kältemittel-Luft- Wärmeübertrager, insbesondere alle Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, als gelötete Aluminium-Microchannel-Wärmeübertrager .insbesondere als Flachrohrwärmeübertrager, ausgebildet sind, und/oder
- dass wenigstens ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager und/oder wenigstens ein Chiller als gelöteter Stapelscheiben-Wärmeübertrager, insbesondere als gelöteter Ganzaluminium-Stapelscheiben- Wärmeübertrager, ausgebildet ist.
18. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass wenigstens ein Klimaanlagenmodul (3) auf dem Dach (4) so mon- tierbar ist, dass eine Mittellinie (35) des Klimaanlagenmoduls (3) ent- weder senkrecht zur Fahrzeugmittellinie (34) oder parallel zur Fahr- zeugmittellinie (34) ausgerichtet ist, und/oder
- dass jedes Klimaanlagenmodul (3) ein Steuergerät aufweist, die mitei- nander kommunizierend verbunden sind oder dass ein zentrales Steu- ergerät für alle Klimaanlagenmodule (3) ausgebildet ist.
19. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass wenigstens zwei gleichartige Klimaanlagenmodule (3) auf ge- meinsamen Rahmen montiert und mit diesem mechanisch verbunden sind,
- wobei der Rahmen mit einem Dach (4) eines Fahrzeuges (2) verbun- den ist,
- wobei die wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule (3) je- weils eine Kondensatoreinheit (6) ausbilden, - wobei die wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule (3) be- züglich einer Achse spiegelsymmetrisch so angeordnet sind, dass die Kondensatoreinheiten (6) näher an der Achse angeordnet sind als an- dere Teile der wenigstens zwei gleichartigen Klimaanlagenmodule (3).
20. Modulare Aufdachklimaanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
- dass das erste Submodul (13) einen Kondensator oder einen Gasküh- ler oder einen Außenwärmeübertrager jeweils mit mindestens einem Kondensatorgebläse, indirekten Kondensator, Chiller, elektrisch ange- triebenem Kompressor, Wasserpumpe und/oder elektrischer Kühlmit- telheizer (in Verbindung mit Außenwärmeübertrager) aufweist, und/oder
- dass das zweite Submodul (14) einen Verdampfer mit mindestens ei- nem Verdampfergebläse, Kabinenluftfilter, Heizkörper, Wärmepum- penheizer, elektrischer Heizkörper, Wasserpumpe, elektrischer Kühl mittelheizer, Chiller und/oder indirekter Kondensator aufweist.
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