ES2206339T3 - Unidad de calefaccion y/o de aire acondicionado para vehiculo con conducto de guia de aire parcial. - Google Patents

Abstract

Una unidad de calefacción y/o aire acondicionado para un vehículo, que incluye un intercambiador de calor (2, 4), a cuya salida se encuentran conectados una placa de temperatura (10), un paso que sirve por lo menos en secciones como cámara de mezcla y/o distribuidor, una placa (12) de regulación del flujo de aire y un respiradero o escape del aire, caracterizada porque una sección del paso que actúa como distribuidor contiene un subconducto (22) de guía del aire, que se extiende en disposición sustancialmente paralela al mismo, en una disposición de paso dentro de paso, de manera que se hace posible conducir una parte del aire calentado, con suministro opcional del aire acondicionado, sustancialmente sin influencia disruptiva de otros flujos de aire.

Description

Unidad de calefacción y/o de aire acondicionado para vehículos con conducto de guía de aire parcial.

La presente invención se refiere a una unidad de calefacción y/o de aire acondicionado, para un vehículo.

Normalmente, una unidad de calefacción y/o de aire acondicionado para un vehículo incluye un intercambiador de calor, a cuya salida van conectados una placa de temperatura, un paso que sirve, por lo menos en ciertas secciones como cámara mezcladora y/o distribuidora, una placa de control del flujo de aire y un respiradero o escape de aire. El intercambiador de calor actúa en la mayoría de los casos bajo líquido enfriado por motor, pero es también posible instalar un calentador eléctrico adicional, por ejemplo en forma de radiador PTC, situándolo tras el intercambiador de calor.

Se ha tenido constancia en los últimos años de que el usuario de un vehículo motorizado desea por lo común una denominada estratificación de temperatura, en la cual el aire suministrado al espacio destinado a las piernas se encuentre a un nivel de temperatura superior al del aire que se descargue por los respiraderos de aire situados en el tablero de instrumentos o salpicadero hacia la zona del torso y de la cabeza de los ocupantes. Se han hecho intentos hasta el momento de producir esta estratificación de temperatura mediante la extracción del aire de la unidad de calefacción y acondicionamiento de aire en diferentes emplazamientos, con lo cual un procedimiento alternativo reside en flujos de aire de diferente temperatura introducidos en una llamada cámara de mezcla de manera que no se produzca una mezcla completamente homogénea. Justamente al contrario, se intenta así producir la menor posible turbulencia en la cámara de mezcla, de modo que pueda descargarse aire ligeramente más caliente sobre la zona de los pies y aire a una temperatura ligeramente inferior sobre la zona de cabeza y torso de los ocupantes.

Una unidad de calefacción y/o de aire acondicionado que contempla tal estratificación virtual de los flujos de aire aparece descrito en el documento FR-A-2562845.

Además de la dificultad de manipular flujos de aire a diferentes temperaturas sin que se produzca una completa homogeneidad, existe la dificultad de proporcionar aire suficientemente caliente en un emplazamiento especial de descarga. Un intento de cumplir específicamente con las condiciones de la llamada modalidad de descongelación aparece descrito en el documento FR-A-2650224, en el cual se presenta un paso destinado a alimentar las toberas de descongelación, que se extienden sustancialmente en disposición vertical a través de los flujos de aire con temperatura estratificada.

El documento FR-2737156 describe una unidad de calefacción/ventilación, en el cual la zona de mezcla con la que se comunica un espacio de aire fresco y un espacio de aire caliente, es atravesada por un subconducto de guía de aire para permitir que por lo menos cierta proporción del aire procedente del espacio de aire caliente fluya sin obstáculo hasta la abertura de salida de descongelación. Cuando está cerrado el conducto de descongelación, el aire caliente puede ser guiado alternativamente hasta una zona de distribución y en cualquier caso el conducto descrito sirve para compartimentar una parte de la zona de mezcla a fin de utilizarla como subconducto para la guía del aire.

Otro dispositivo con un subconducto de guía de aire aparece descrito en el documento FR-A-2740398, que puede guiar sin impedimento el aire a través de la zona de mezcla, con lo cual es afectado, contrastando con la publicación antes mencionada, no por el aire caliente, sino con el aire fresco, que debe ser guiado hacia los escapes personales situados en el contorno.

El objeto de la presente invención es el de desarrollar una unidad conocido de calefacción y/o aire acondicionado del aire de tal manera que se haga posible una guía virtual del aire que promueva y/o modifique la estratificación de la temperatura.

Conforme a la invención, se consigue este objeto mediante un dispositivo que presenta las características expuestas en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen las formas preferidas de ejecución.

La presente invención propone, en particular, una unidad de calefacción y/o de aire acondicionado para un vehículo, que incluye un intercambiador de calor, conectados a cuya salida hay una placa de temperatura, un paso que sirve por lo menos por secciones como cámara de mezcla y/o distribuidor, una placa de control del flujo de aire y un respiradero o escape para el aire, estando caracterizado dicha unidad según la invención por el hecho de que una sección del paso que actúa como distribuidor contiene un subconducto de guía del aire que se extiende sustancialmente en disposición paralela, en una disposición de conducto en conducto, de modo que es posible conducir una parte del aire calentado con suministro opcional del aire acondicionado sustancialmente sin influencia disruptiva de otros flujos de aire. Expresado esto en otros términos, según la invención, se establece un suplemento virtual de estratificación de los flujos de aire por medio de una estratificación real de flujos de aire, con lo cual el aire conducido por el subconducto de guía prácticamente no experimenta disrupción por otras corrientes de aire, por ejemplo más frío.

Una aplicación preferida para la solución según la invención establece que el subconducto de guía de aire conduzca aire caliente hacia un respiradero, que no sea el escape de descongelación, particularmente hacia un respiradero personal, tal como el escape personal central, de modo que las toberas centrales de salida situadas en el tablero de instrumentos o salpicadero puedan recibir una salida de aire apropiadamente combinada, aplicada a una temperatura apropiadamente alta, como se desee. Hemos de mencionar a este respecto particularmente que como resultado de la guía de cierta proporción del aire conforme a la invención, no solamente se produce una influencia sobre la temperatura, sino que también queda excluida una influencia sobre la velocidad por otros flujos de aire.

En una forma preferida de ejecución de la unidad según la invención, el subconducto de guía de aire se extiende sustancialmente en disposición vertical hacia arriba, de modo que cierto efecto de chimenea puede contribuir a que el aire caliente que lo atraviese se acelere o sea conducido a un alto nivel de producción.

El subconducto de guía del aire puede incluir ventajosamente un medio de conducción de aire para promover el efecto de chimenea arriba indicado o, como alternativa o adicionalmente, se podrá disponer también un dispositivo eléctrico calentador para el flujo de aire que por allí circule.

El subconducto de guía de aire quedará ventajosamente situado en el lugar del conducto en el cual es más corto el flujo procedente del intercambiador de calor hacia el escape del aire. Expresado esto en otros términos, diremos que el recorrido del flujo queda aislado de otros flujos de aire, con el resultado en todo caso de una mínima diferencia de temperatura entre el intercambiador de calor y en lugar de la descarga.

En una forma preferida de ejecución, el subconducto de guía de aire puede cerrarse por medio de la placa reguladora del flujo de aire de la sección de paso asociada. Si, por ejemplo, se ha dispuesto una guía para el flujo de aire destinada al aire caliente, en los escapes o respiraderos centrales del salpicadero, el cierre de la placa de control de flujo de aire para todos los escapes del salpicadero podrán servir también para cerrar el subproducto de guía de aire.

Para promover una admisión predominante en el subconducto de guía de aire, del aire calentado y/o acondicionado, por lo menos se conecta un elemento de guía de aire por delante, en particular de la placa de temperatura, que dirigirá el aire al interior del subconducto de guía del mismo, cuando se abra la placa de temperatura. En una forma particularmente preferida de la invención, este elemento de guía del aire podrá ser también de construcción ajustable.

El subconducto de guía del aire está preferentemente dispuesto sustancialmente en el centro del conducto con respecto a una dirección perpendicular a la dirección del movimiento del vehículo. Esta construcción permite que se distribuya el aire hasta la tobera central desde el intercambiador de calor con una temperatura particularmente adaptada de modo que se suministre a los ocupantes una sensación de aire caliente sólo poco después de iniciarse y a un grado de salida suficiente de aire.

En una forma preferida de realización, una parte de la pared del subconducto de guía de aire constituye parte de la pared del propio conducto. Expresado esto en otros términos, diremos que es ventajoso que el subconducto de guía de aire constituya una división de la totalidad del paso.

La sección transversal de flujo del subconducto de guía de aire es ventajosamente de menos de la mitad, particularmente menos de un tercio, de la totalidad del corte transversal de flujo del paso. Como resultado de esta construcción, un volumen suficiente permanece además en el subconducto de guía del aire para mezcla de aire procedente de las corrientes de aire frío y aire caliente, para su conducción a un lugar de descarga correspondiente o hacia algún otro emplazamiento de descarga.

Para mantener el ruido de la corriente lo más bajo posible, el subconducto de guía de aire tendrá una geometría similar a la del paso.

Serán evidentes otras ventajas y características de la presente invención por la siguiente descripción meramente dada a titulo de ejemplo de una forma de ejecución actualmente preferida, que damos con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La fig. 1 es una vista esquemática en corte vertical de una unidad de calefacción y/o aire acondicionado, según una forma de ejecución preferida de la invención.

La fig. 2 es una vista en corte, horizontal, de la forma de ejecución representada en la fig. 1 directamente por encima de la placa de temperatura.

La fig. 3 es una vista lateral en corte análoga a la fig. 2, pero a una altura directamente por debajo de la placa de control de flujo.

La unidad de calefacción y de aire acondicionado de aire representada en la fig. 1 incluye, de manera ordinaria, un secador 2, que puede estar dotado de un ventilador, no representado. El aire que sale del secador 2 es conducido a través de un calentador, alimentado del lado del líquido por refrigerante de motor, en un grado correspondiente a la graduación de la placa 8 de control. Aunque no se ha representado, se puede conectar un calentador eléctrico, por ejemplo en forma de un radiador PTC más allá del intercambiador de calor 4. La proporción de aire que salga del secador 2, que no haya atravesado el intercambiador de calor 4 es conducida sustancialmente más allá del intercambiador de calor 4 a la parte superior, con lo cual esta proporción de aire puede ser regulada por una denominada placa de temperatura 10. La placa de temperatura 10 regula simultáneamente la cantidad de aire que atraviesa el intercambiador de calor 4.

La mezcla, que tiene lugar potencialmente entre el aire calentado por el intercambiador de calor 4 y el aire enfriado por el secador 2 se produce en el extremo agudo de la placa de temperatura 10. En la forma de ejecución ilustrada, hay tres secciones de paso en general abastecidas a través de la zona por la cual pasa la sección exterior de la placa 10 de temperatura, que son: un llamado paso de descongelación 24, un paso de descarga en el salpicadero 20 y un paso 26 de aire correspondiente a los pies. Cada una de estas secciones de paso 20, 24, 26 está dotada de unos medios reguladores 12, 14 y 16, respectivamente, del flujo de aire, de modo que cada paso puede abrirse o cerrarse selectivamente independientemente de las otras secciones de paso.

Las formas individuales de ventilación y/o de acondicionamiento, comúnmente elegibles por el conductor, se producen sustancialmente mediante la placa 8 de control y una combinación entre la placa 10 de temperatura y las placas de control de flujo del aire 12, 14 y 16. En la llamada modalidad de descongelación, debe suministrarse al parabrisas la máxima salida de aire caliente. A tal fin, se abren así por completo la placa 8 y la placa de temperatura 10. El aire calentado por el intercambiador de calor 4 queda así uniformemente en disposición en las zonas de salida de los pasos 20, 24, 26, con lo cual se cierran los pasos 20 y 26 por los respectivos medios 12 y 16 de regulación del flujo de aire, de manera que se conduce el aire caliente exclusivamente hacia el parabrisas. El experto sabrá apreciar que en este caso la estratificación de temperatura no es ni necesaria ni significativa, particularmente al no poder estar presentes influencias disruptivas de otros flujos de aire.

La presente invención tiene pues en cambio como finalidad el caso en el cual la placa de temperatura se encuentre en una posición intermedia o el caso en el cual haya otros flujos de aire en los pasos o subconductos no cerrados 20, 24, 26 (por ejemplo un flujo de retorno de aire frío desde la zona de los pies). En estos casos, la estratificación clásica de temperatura puede frecuentemente no dar como resultado la deseada distribución de temperatura. En la forma de ejecución representada en la fig. 1, la tobera central, por ejemplo, al nivel del salpicadero debe estar alimentada principalmente de aire muy caliente. Según la invención, queda así asociado un subconducto 22 de guía de aire con el paso 20, que conduce a la tobera central, al extremo de boca de salida, es decir, directamente tras la placa de temperatura, cuyo subconducto de guía de aire se extiende, en la forma de ejecución ilustrada, sustancialmente desde la placa 10 de temperatura hasta la posición cerrada del medio 12 de regulación del flujo de aire (en este caso, la placa central de la tobera).

El experto sabrá apreciar que un "paso de aire caliente" queda así definido por el paso 22 de guía de aire, que describe el recorrido de flujo más corto entre el intercambiador de calor 4 y la tobera central, como resultado de la clara separación con respecto a otros flujos de aire potencialmente presentes, se pueden prácticamente excluir las influencias disruptivas, en particular el enfriamiento. Como resultado del trayecto sustancialmente vertical de este subconducto de guía del aire, se puede aumentar el caudal por medio del efecto chimenea, con lo cual un elemento de ventilación, no representado puede opcionalmente reemplazar esta función o promoverla. El experto sabrá también apreciar que la disposición de un calentador eléctrico, por ejemplo un radiador PTC, en esta zona, es decir, dentro del subconducto 22 de guía de aire, puede ser ventajosa, por ejemplo cuando el intercambiador de calor 4 no haya aun suministrado el grado deseado de calor después del arranque del vehículo.

Como se ha representado, la zona de la boca del subconducto de guía de aire corresponde sustancialmente a la cinemática de la placa 10 de temperatura. Para promover la dirección del aire caliente, que fluye desde el intercambiador de calor 4, preferentemente al interior del paso 22 de aire caliente, así definido, se han previsto elementos 6 de guía del aire que concentra el flujo global de aire en la zona en la que se encuentra situado el subconducto 22 de guía del aire.

Como puede verse con mayor claridad en la fig. 2, el subconducto de guía de aire recibe solamente una proporción de la superficie transversal total del paso en cuestión. En la forma de ejecución ilustrada, la superficie corresponde a aproximadamente un tercio de la superficie total de flujo de aire, con lo cual, tal como se ha representado, los dos pasos tienen una sección de pared común. Como se ha representado, el subconducto de guía de aire se extiende sustancialmente por el centro con respecto a una dirección perpendicular a la del vehículo, por lo que el aire presente en la zona de la mezcla, es decir, después de la placa de temperatura, no conducido por el subconducto de guía de aire, puede distribuirse de manera regulada como se desee a los conductos. A este respecto, el experto sabrá reconocer que la forma del subconducto de guía de aire ha sido elegida teniendo en cuenta consideraciones del flujo de manera que sea posible alimentar el sistema de conducción hacia el espacio correspondiente a los pies en forma ventajosa por lo que se refiere a las condiciones de la corriente.

En resumen, puede decirse que es posible producir una separación juiciosa de los flujos a diferentes temperaturas por medio de una construcción estructuralmente muy simple de una sección de paso en cuestión de modo que se establezca una adaptación significativamente mejor a las necesidades de los ocupantes. Particularmente cuando, como se ha representado en la forma preferida de ejecución, se dispone el subconducto de guía de aire entre la placa reguladora de flujo del paso en cuestión y la placa de temperatura, no es necesaria una posterior adaptación del sistema global, de modo que el concepto según la invención puede establecerse de manera muy sencilla en aparatos existentes de calefacción y/o de acondicionamiento de aire.

Aunque hemos descrito aquí por completo la invención, con referencia como ejemplo a una forma de ejecución actualmente preferida, el experto sabrá reconocer que son posibles alteraciones y modificaciones con muy amplias variantes, dentro del campo de la exposición. Específicamente, el experto deberá reconocer que no se limita el subconducto de guía de aire exclusivamente a la proporción más caliente del flujo total de aire, sino que, por el contrario, es aplicable de manera análoga a la proporción más fría o a la proporción intermedia. Es así, de importancia decisiva que pueda guiarse una proporción determinada del flujo de aire disponible de tal manera que no esté sujeta, por lo menos en secciones, a influencias disruptivas por otras corrientes de aire. Como resultado de ello, por una parte, diremos que hay una posibilidad más variable de adaptación para el ajuste por parte del usuario, con lo cual se puede establecer la promoción de este aspecto a un dispositivo detector del aire o de posterior proceso del aire, tal como el dispositivo calentador eléctrico arriba indicado. Debemos finalmente mencionar que pueden también disponerse una pluralidad de subconductos de guía del aire en un solo paso o un subconducto de guía del aire respectivo en cada sección de subconducto. Así por ejemplo, sería posible disponer de dos subconductos de guía de aire para los respiraderos o escapes de aire en la zona del salpicadero, aunque no se disponga una guía proporcional de aire para el paso de descongelación y se encuentre presente una guía proporcional del aire solamente para la zona correspondiente a los pies.

Claims (10)

1. Una unidad de calefacción y/o aire acondicionado para un vehículo, que incluye un intercambiador de calor (2, 4), a cuya salida se encuentran conectados una placa de temperatura (10), un paso que sirve por lo menos en secciones como cámara de mezcla y/o distribuidor, una placa (12) de regulación del flujo de aire y un respiradero o escape del aire, caracterizada porque una sección del paso que actúa como distribuidor contiene un subconducto (22) de guía del aire, que se extiende en disposición sustancialmente paralela al mismo, en una disposición de paso dentro de paso, de manera que se hace posible conducir una parte del aire calentado, con suministro opcional del aire acondicionado, sustancialmente sin influencia disruptiva de otros flujos de aire.

2. Una unidad según la reivindicación 1, caracterizada porque el subconducto (22) de guía de aire conduce aire caliente hasta un respiradero o escape de aire, que no es el de descongelación, particularmente hasta un respiradero personal, tal como el respiradero central personal.

3. Una unidad según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el subconducto de guía de aire se extiende sustancialmente de forma vertical.

4. Una unidad según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizada porque el subconducto (22) de guía de aire incluye un dispositivo conductor del aire y/o un dispositivo calentador eléctrico, particularmente un dispositivo calentador PTC.

5. Una unidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el subconducto de guía de aire está dispuesto en el lugar del conducto en el cual es más corto el trayecto del flujo desde el intercambiador de calor (2, 4) hasta el escape o respiradero de aire.

6. Una unidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el subconducto de guía de aire puede cerrarse por la placa de regulación del flujo de aire de la sección de paso en cuestión.

7. Una unidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque conectado a la entrada del paso, en particular a la altura de la placa (10) de temperatura, hay por lo menos un elementos (6) de guía del aire, que dirige al aire al interior del subconducto (22) de guía del aire, cuando está abierta dicha placa (12) de temperatura.

8. Una unidad según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el subconducto (22) de guía del aire está dispuesto centralmente dentro del paso o de la sección de paso en cuestión con respecto a una dirección perpendicular a la dirección del movimiento del vehículo.

9. Una unidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque una porción de la pared del subconducto de guía del aire constituye una parte de la pared del paso o de la sección del paso en cuestión.

10. Una unidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la sección transversal de flujo del subconducto (22) de guía del aire es inferior a la mitad, en particular inferior a un tercio, del corte transversal de flujo del paso y/o la geometría del subconducto (22) de guía del aire es similar a la del paso o sección del paso en cuestión.