ITRM990215A1

ITRM990215A1 - Dispositivo di riscaldamento o di climatizzazione per autoveicoli.

Info

Publication number: ITRM990215A1
Application number: IT1999RM000215A
Authority: IT
Inventors: Klaus Arold
Original assignee: Daimler Chrysler Ag
Priority date: 1998-04-11
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-09
Also published as: GB2336203B; DE19816329A1; FR2777225B1; US6823935B1; DE19816329C2; FR2777225A1; GB2336203A; IT1307552B1; GB9908181D0

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''DISPOSITIVO DI RISCALDAMENTO O DI CLIMATIZZAZIONE PER AUTOVEICOLI''

L'invenzione concerne un dispositivo di riscal damento o di climatizzazione per veicoli del tipo indi cato nel preambolo della rivendicazione brevettuale 1.

In un impianto di riscaldamento o di climatizzazione noto per autoveicoli di questo tipo (DE 31 51 263 Al), l'apertura di afflusso dell'aria calda della camera di miscelazione dell'aria è disposta sul lato anteriore dello scambiatore di calore nella corrente dell'aria, cioè sulla superficie di entrata dell'aria di detto scambiatore, e l'apertura di afflusso dell'aria fredda è disposta, all'incirca, in modo da essere adattata a questa per un angolo acuto superiore a 60°. Entrambe le aperture di afflusso vengono pilotate da un'unica valvola di registro d'aria, disposta in modo orientabile, la quale chiude alternativamente in modo completo l'apertura di afflusso dell'aria fredda e l'apertura di afflusso dell'aria calda di volta in volta in una delle due posizioni di oscillazione di fine corsa. Il dispositivo di comando per il controllo della valvola di registro dell'aria e della valvola di intercettazione presenta uria leva di azionamento, disposta in modo non girevole sull'albero di oscillazione della valvola di registro dell'aria, e una leva di oscillazione, collegata in modo non girevole con l'albero del rubinetto di chiusura della valvola di intercettazione. Sulla leva eli oscillazione è realizzata una superficie scorrimento, curvata a forma di cerchio, su cui scorre la leva di azionamento con la sua estremità libera e, all'estremità della superficie di scorrimento, sporge una prolunga al dì sopra di questa. Se la valvola di registro dell'aria si trova in una sua collocazione oscillatoria di fine corsa, in cui essa copre completamente l'apertura di afflusso dell'aria fredda, la valvola di intercettazione si apre e l'impianto di riscaldamento e di climatizzazione riscalda al massimo. Se la valvola di registro dell'aria viene spostata verso l'altra sua collocazione oscillatoria di fine corsa, cosa che può avvenire mediante motore o manualmente, l'apertura di afflusso dell'aria fredda si apre in modo crescente e all'aria calda viene aggiunta aria fredda nella camera di miscelazione relativa fino a quando la miscela d'aria raggiunge una temperatura desiderata. Oscillando la valvola di registro dell'aria, l'estremità libera della leva di azionamento scorre lungo la superficie di scorrimento a forma di arco di cerchio senza azionare la leva di oscillazione. Se la valvola di registro dell'aria viene portata nell'altra sua collocazione oscillatoria di fine corsa in cui essa chiude completamente l'apertura di afflusso dell'aria calda, la leva di azionamento, poco prima di raggiungere questa collocazione oscillatoria di fine corsa, urta sulla prolunga, spostandola in modo che la leva di oscillazione venga orientata e, in questa modo, il rubinetto di chiusura della valvola di intercettazione venga girato in posizione chiusa. La valvola di intercettazione è chiusa e l'apertura di afflusso dell'aria calda è completamente coperta in modo che attraverso lo scambiatore di calore non possa più scorrere aria e la corrente d'aria completa raggiunga la camera di miscelazione dell'aria tramite l'apertura di afflusso dell'aria fredda. L'impianto di riscaldamento o di climatizzazione è impostato su massimo raffreddamento con aria esterna oppure con aria forzata, raffreddata per mezzo di un evaporatore. La disposizione descritta della valvola di registro dell'aria a monte della superficie di entrata dell'aria dello scambiatore di calore o comporta una grande sezione trasversale del canale dell'aria a monte dello scambiatore di calore e quindi un condizionatore d'aria di grande volume oppure provoca, di conseguenza, un afflusso svantaggioso di aria sullo scambiatore di calore e quindi una grande resistenza aerodinamica nel céinale aerodinamico durante il servizio di riscaldamento .

In un impianto di climatizzazione pure noto per autoveicoli (DE 35 26 518 C2), il dispositivo di comando presenta un calcolatore che comanda sia un dispositivo di azionamento dell'acqua sia una valvola di registro disposta a monte dello scambiatore di calore dove la valvola di registro dell'aria è progettata, a sua volta, in modo da coprire completamente, in una sua collocazione oscillatoria di fine corsa, l'apertura di afflusso dell'aria fredda e, nell'altra sua collocazione oscillatoria di fine corsa, l'apertura di afflusso dell'aria calda e quindi tutta la superficie di passaggio dell'aria dello scambiatore di calore. Quando l'impianto di climatizzazione si trova nella posizione di ''massimo raffreddamento'', viene attivato, inoltre per la copertura dell'apertura di afflusso dell'aria calda, una valvola di registro supplementare così da aprire un by-pass intorno alla camera di miscelazione dell'aria e quindi da diminuire la resistenza dell'aria nel canale aerodinamico.

L'invenzione si prefigge il compito di realizzare un impianto di riscaldamento o di climatizzazione del tipo citato all'inizio, in cui il canale della corrente d'aria offre solo una piccola resistenza aerodinamica in tutti i tipi di funzionamento e il quale consente una forma strutturale compatta del cassetto di conduzione dell'aria o del cassetto condizionatore che contiene il canale flusso .

In un impianto di riscaldamento o di climatizzazione del tipo indicato nel preambolo della rivendicazione brevettuale 1, il compito è risolto, secondo l'invenzione , con i particolari della rivendicazione brevettuale 1.

L'impianto di riscaldamento o di climatizzazione secondo l'invenzione ha il vantaggio che, attraverso la disposizione dell'apertura di afflusso dell'aria calda della camera di miscelazione dell'aria dietro la superficie di uscita dell'aria dello scambiatore di calore, si ottiene un afflusso e attraversamento rettilineo dello scambiatore di calore senza deviare o invertire la corrente d'aria in modo che la resistenza aerodinamica interna dell'impianto è piccola. Durante il servizio di massimo raffreddamento, l'aria fredda viene condotta, inoltre, mediante comando dell'apertura di afflusso dell'aria calda dopo la chiusura della valvola di intercettazione per il mezzo riscaldante, non soltanto tramite l'apertura di afflusso dell'aria fredda ma, inoltre, anche attraverso lo scambiatore di calore freddo tramite l'apertura di afflusso dell'aria calda. In questo modo, in questa fase di funzionamento in cui si desidera una portata d'aria molto elevata, sezione trasversale di afflusso disponibile pe l'entrata nella camera di miscelazione dell'aria si riduce notevolmente, per cui la resistenza aerodinamica diminuisce. In questo modo si riduce lo sviluppo di rumori e si può anche azionare la soffiante per la produzione della corrente d'aria con un piccolo numero di giri in modo da ottenere di nuovo una riduzione di rumori .

Forme di esecuzione vantaggiose dell'impianto di riscaldamento o di climatizzazione secondo l'invenzione con forme di realizzazione dell'invenzione conformi allo scopo emergono dalle altre rivendicazione.

L'invenzione è descritta più dettagliatamente in seguito con riferimento ad esempi di esecuzione rappresentati nei disegni. In essi, di volta in volta schematicamente ,

La figura 1 mostra una sezione trasversale del condizionatore d'aria di un impianto di riscaldamento o di climatizzazione, visto dall'alto,

la figura 2 mostra un diagramma per la regolazione della sezione trasversale dell'apertura di afflusso dell'aria calda e dell'aria fredda di una camera di miscelazione d'aria nel climatizzatore d'aria secondo la figura 1 in funzione della corsa di regolazione di un dispositivo di comando,

la figura 3 mostra, in dettaglio, una rappresentazione analoga alla figura 1 secondo un altro esempio di esecuzione.

Il condizionatore d'aria 10, mostrato in sezione in una vista dall'alto e schematicamente a schizzo, di un impianto di riscaldamento o di climatizzazione per un autoveicolo è allacciato, in modo noto, ad una soffiante 11 e accoglie nel suo interno, disposti in successione visto in direzione della corrente dell'aria, un evaporatore 11 percorso da un mezzo refrigerante e uno scambiatore di calore 12, allacciato al circuito di acqua di raffreddamento del motore a combustione interna dell'autoveicolo. L'adduzione dell'aria di raffreddamento allo scambiatore di calore 13 è indicato con 14 nella figura 1 e lo scarico dell'acqua di raffreddamento dallo scambiatore di calore 13 è indicato con 15. Nell'adduzione 14 dell'acqua di raffreddamento è disposta una valvola di intercettazione 16 per chiudere il circuito dell'acqua di raffreddamento attraverso lo scambiatore di calore 13, la quale, in alternativa, può essere prevista anche nello scarico 15 dell'acqua.

Sul lato posteriore dello scambiatore di calore 12 sono realizzate due camere di miscelazione d'aria 17, 18, disposte una accanto all'altra e separate l'una dall'altra da una parete divisoria 19, le quali servono; ad alimentare aria al lato sinistro e al lato destro della cellula abitativa dell'autoveicolo e, a questo scopo, presentano corrispondenti tronchetti di scarico d'aria 20. Le camere di miscelazione 17, 18 dell'aria sono strutturate in modo identico e sono equipaggiate con gli stessi elementi per il controllo dell'aria in modo da far riferimento in seguito soltanto alla camera di miscelazione d'aria 17 mentre le stesse esecuzione valgono anche per la camera di miscelazione d'aria 18.

La camera di miscelazione 17 dell'aria presenta un'apertura di afflusso di aria calda 21, disposta dietro lo scambiatore di calore 13, la quale è attaccata direttamente alla superficie di uscita 131 dell'aria dello scambiatore di calore 13, e un'apertura di afflusso di aria fredda 22, disposta lateralmente allo scambiatore di calore 13, attraverso la quale nella camera di miscelazione d'aria 17 può affluire direttamente aria calda proveniente dall'evaporatore che circola intorno allo scambiatore di calore 13. Ad ogni apertura di afflusso 21, 22 è associato un organo di chiusura 23 e rispettivamente 24 per il comando della sezione trasversale dell'apertura di afflusso 21 e rispettivamente 22. Nell'esempio di esecuzione della figura 1,.l'organo di chiusura 23 per l'apertura di afflusso di aria calda 21 è realizzato a guisa di chiusura a saracinesca, poco ingombrante con una quantità di sottili lamelle orientabili, disposte una accanto all'altra, le quali sono in grado di coprire, nel loro insieme, l'apertura di afflusso di aria calda 21. L'organo di chiusura 24 per l'apertura di afflusso di aria fredda 22 è realizzata come una valvola di registro d'aria 26, disposta su un albero di oscillazione 27 disposto in modo girevole nel climatizzatore d'aria 10.

I due organi di chiusura 23, 24 e la valvola di intercettazione 16 nell'adduzione di acqua fredda 14 dello scambiatore di calore 13 vengono pilotati da un dispositivo di comando 28 secondo una caratteristica come rappresentata nella figura 2. In questo caso, sull'asse γ del diagramma è tracciata la sezione trasversale delle due aperture di afflusso 21, 22, dove "AUF'' sta per un'apertura di afflusso 21 e rispettivamente 22 completamente aperta e "'U'' sta per un'apertura di afflusso 21, 22 chiusa. Sull'asse x è rappresentata la corsa di regolazione s^ del dispositivo di comando 28. La curva a, rappresentata con una linea piena, riproduce la caratteristica di comando dell'apertura di afflusso di aria calda 21 e la curva a punti e tratti b riproduce la caratteristica di comando per l'apertura di afflusso di aria fredda 22. Quando il dispositivo di comando 28 (sO) si trova in posizione di base, l'apertura di afflusso di aria calda 21 è completamente aperta e l'apertura di afflusso di aria fredda 22 è completamente chiusa. La valvola di intercettazione 16 è aperta e l'impianto di riscaldamento o di climatizzazione si trova, in presenza di acqua fredda riscaldata, nella condizione di servizio di ''massimo riscaldamento''. Se ora si attiva il dispositivo di comando 28 allora, in presenza di corsa di regolazione crescente s, l'apertura di afflusso di aria calda 21 viene chiusa in modo continuo e l'apertura di afflusso di aria fredda 22 viene aperta in modo continuo. Con il tipo di servizio di ‘'massimo raffreddamento'' (corsa di regolazione s2), l'apertura di afflusso di aria calda 21 è completamente chiusa e l'apertura di afflusso di aria calda 22 è completamente aperta. L'impianto di riscaldamento e di climatizzazione si trova ora nella condizione di servizio di ''massimo raffreddamento''. Come si vede dalla figura 2, l'apertura di afflusso di aria calda 21 è chiusa già dopo aver percorso il tratto di regolazione si, cioè in presenza di una corsa di regolazione in cui l'apertura di afflusso di aria fredda 22 non è ancora completamente aperta. Nel campo di regolazione tra si e s2, il dispositivo di comando 28 chiude la valvola di intercettazione 16 nell'adduzione di aria fredda 14 dello scambiatore di calore 13. Se il dispositivo di comando 28 ha raggiunto la sua corsa di regolazione s2, allora a ciò si collega una ulteriore fase successiva in cui il dispositivo di comando 28 percorre la corsa di regolazione |s. In questa fase successiva, l'apertura di afflusso di aria calda 21 viene di nuovo aperta completamente. Questa condizione è raggiunta dall'apertura di afflusso di aria calda 21 nella corsa di regolazione s3. La nuova apertura dell'apertura di afflusso 21 ha il vantaggio che, quando l'impianto di riscaldamento o di climatizzazione si trova nella condizione di servizio di ''massimo raffreddamento'' in cui, per il raffreddamento rapido, si auspica una massima portata d'aria, l'apertura di afflusso di aria calda 21 dietro lo scambiatore di calore 13 disinserito è disponibile.

inoltre, come apertura di afflusso d'aria e quindi diminuisce la resistenza aerodinamica nel climatizzatore d'aria 10. Grazie a questa sezione trasversale molto grande nel servizio di raffreddamento per la ventilazione del veicolo tramite le due camere di miscelazione d'aria 17, 18 si ottiene una piccola resistenza aerodinamica del climatizzatore d'aria, cosa che, da u lato, provoca un minor sviluppo di rumori e dall'altro lato, consente un minor numero di giri nella soffiante .

Nell'esempio di esecuzione della figura 1, il dispositivo di comando 28 presenta una camma a disco 30 azionata da un motore elettrico 29, la quale porta una camma 31. Alla camma 31 sono accoppiate leve di azionamento, delle quali, la leva di azionamento 32 agisce sull'organo di chiusura 23 per l'apertura di afflusso di aria calda 21, la leva di azionamento 33 agisce sull'organo di chiusura 24 per l'apertura di afflusso di aria fredda 22 e la leva di azionamento 34 agisce sul cassetto della valvola di intercettazione 16. La camma 31 è strutturata in modo che, quando si gira la camma a disco 30 tramite la leva di azionamento 32 - 34, gli organi di chiusura 23, 24 e la valvola di intercettazione 16 vengono azionate nel modo in cui è stato descritto precedentemente nella figura 2 a proposito del diagramma di comando. Nell'esempio di esecuzione della figura 1, la camma 31 è realizzata come una scanalatura di comando in cui le leve di azionamento 32 - 34 fanno presa con spine di comando. Però la camma 31 può essere realizzata anche come una traiettoria curva a cui sono collegate ad accoppiamento dinamico le estremità delle leve di azionamento 32 -34.

Nel condizionatore d'aria 10 secondo un esempio di esecuzione modificato dell'impianto di riscaldamento o di climatizzazione, rappresentato in dettaglio in sezione dall'alto nella figura 3, l'apertura di afflusso di aria calda 21 e l'apertura di afflusso di aria fredda 22 della camera di miscelazione dell'aria vengono pilotate da un unico organo di chiusura, qui realizzato a guisa di valvola di registro 35 dell'aria. Lai valvola di registro 35 dell'aria è realizzata in modo da poter oscillare intorno ad un asse di oscillazione 36, fissato nel climatizzatore d'aria 10, che si estende lungo l'orlo di uscita dello scambiatore di calore 13. La disposizione delle aperture di afflusso 21, 22 è adattata al campo di oscillazione deilla valvola di registro 35 dell'aria in modo che detta valvola di registro 35 dell'aria, in una sua collocazione oscillatoria di fine corsa (nella figura 3 rappresentata con una linea piena) chiuda l'apertura di afflusso di aria fredda 22 e, nell'altra sua posizione oscillate di fine corsa (nella figura 3 rappresentata a punti e tratti), chiuda completamente l'apertura di afflusso di aria calda 21. Inoltre, la valvola di registro dell'aria 35 presenta un'altra posizione intermedia-. situata tra le due posizioni di oscillazione di fine corsa (nella figura 3, rappresentata a tratteggio) , in cui essa apre al massimo le due aperture di afflusso 21, 22. La valvola di registro 35 dell'aria è accoppiata allo stesso modo al dispositivo di comando 28 che comanda la valvola di registro 35 dell'aria in connessione con la valvola di intercettazione 16 nell'adduzione di acqua fredda 14 dello scambiatore di calore 13 secondo il diagramma di comando nella figura 2 allo stesso modo descritto precedentemente .

In alternativa al dispositivo di comando 28 descritto precedentemente, sia per gli organi di chiusura 23, 24 sia per il cassetto della valvola di intercettazione 16 sono previsti servomotori elettrici che vengono comandati nel modo descritto da un grupp di comando elettronico.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Impianto di riscaldamento o di climatizzazione per veicoli con uno scambiatore di calore percorso da un mezzo riscaldante, il quale è disposto in un canale percorribile dall'aria, con almeno una camera di miscelazione d'aria che presenta un'apertura di afflusso per aria che attraversa lo scambiatore di calore (apertura di afflusso di aria calda) e un'apertura di afflusso per aria che circola intorno allo scambiatore di calore (apertura di afflusso di aria fredda), con almeno un organo di chiusura che comanda la sezione trasversale delle aperture di afflusso della camera di miscelazione dell'aria, con una valvola di intercettazione disposta nell'adduzione del mezzo riscaldante allo scambiatore di calore oppure nello scarico di detto mezzo riscaldante dallo scambiatore di calore e con un dispositivo di comando per l'azionamento dell'organo di chiusura e della valvola di intercettazione, il quale dispositivo di comando chiude la valvola di intercettazione attraverso la chiusura dell'apertura di afflusso di aria calda, caratterizzato dal fatto che l'apertura di afflusso dell'aria calda comandata dall'organo di chiusura (23) è disposta dietro lo scambiatore di calore (13) e il dispositivo di comando (28) è concepito in modo da portare, dopo la chiusura della valvola di intercettazione (16), l'organo di chiusura in una posizione aperta che libera completamente l'apertura di afflusso (21) dell'aria calda.
2. Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'organo di chiusura è realizzato come una valvola di registro d'aria (35) oscillafaile intorno ad un asse di oscillazione (36) e la disposizione delle aperture di afflusso (21, 22) nella camera di miscelazione (18) dell'aria è realizzata in modo che la valvola di registro (35) dell'aria, in una delle due posizioni oscillanti di fine corsa, chiude completamente alternativamente una delle aperture di afflusso (21, 22) e, in ima posizione oscillante disposta tra le posizioni oscillanti di fine coraa, libera al massimo entrambe le aperture di afflusso (21, 22) (Fig. 3).
3. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che per una ventilazione separata di una zona di climatizzazione sinistra e destra nel veicolo sono previste due camere di miscelazione d'aria (17, 18) con, di volta in volta, aperture di afflusso (21, 22) e, di volta in volta, con una valvola di registro d'aria (36) che controlla l'apertura di afflusso.
4. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a ciascuna apertura di afflusso (21, 22) è associato un organo di chiusura (23, 24) indipendente.
5. Impianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che, per una ventilazione separata di una zona di climatizzazione sinistra e destra nel veicolo, sono previste due camere di miscelazione d'aria (17, 18) con, di volta in volta, due aperture di afflusso (21, 22) e, di volta in volta, due organi di chiusura (23, 24) che comandano le due aperture di afflusso (21, 22).
6. Impianto secondo la rivendicazione 4 oppure 5, caratterizzato dal fatto che le aperture di afflusso di aria calda (21) sono applicate direttamente alla superficie di uscita d'aria (131) dello scambiatore di calore (13) e gli organi di chiusura (23) che comando l'apertura di afflusso (21) dell'aria calda sono realizzati di volta in volta come un dispositivo di chiusura a saracinesca (25) con una quantità di lamelle di chiusura orientabili, disposte una accanto all'altra, le quali sono in grado di coprire, nella loro quantità, l'apertura di afflusso (21).
7. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che gli organi di chiusura (24) che comandano le aperture di afflusso (22) dell'aria fredda sono realizzati come valvole di registro orientabili (26) dell'aria.
8. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che, alla valvola di intercettazione (16) e ad ogni organo di chiusura (23, 24), è associato un servomotore elettrico per il suo azionamento, e dal fatto che i servomotori sono allacciati al dispositivo di comando.
9. Impianto secondo una delle rivendicazioni da l a 7, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di comando (28) presenta una camma a disco (30), azionata da. una motore (29), e dal fatto che una leva di azionamento (34) per la valvola di intercettazione (16) e una leva di azionamento (32, 33) per ciascun organo di chiusura (23, 24) sono accoppiate ad una camma (3 realizzata sulla camma a disco (30)