WO2021043824A1 - Flächentemperierelement für ein klimasystem eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Flächentemperierelement für ein klimasystem eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2021043824A1
WO2021043824A1 PCT/EP2020/074467 EP2020074467W WO2021043824A1 WO 2021043824 A1 WO2021043824 A1 WO 2021043824A1 EP 2020074467 W EP2020074467 W EP 2020074467W WO 2021043824 A1 WO2021043824 A1 WO 2021043824A1
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temperature control
control element
air conditioning
insulating panel
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PCT/EP2020/074467
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Thomas Börnchen
Andreas URBAS
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Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the invention relates to a surface temperature control element for an air conditioning system of a motor vehicle.
  • the invention also relates to an air conditioning system with such a surface temperature control element.
  • air conditioning systems are regularly installed that air-condition the vehicle interior, that is, bring or maintain (condition) the air in the vehicle interior, for example, in a desired temperature and / or (air) humidity range.
  • air conditioning systems have, for example, an introduction of driving wind, ventilation systems, vehicle heating and / or (vehicle air conditioning systems.
  • Such air conditioning systems basically have a circuit in which a Käl tesch is performed.
  • the refrigerant for example R-134a (1,1,1, 2-tetrafluoroethane) or R-744 (carbon dioxide)
  • R-134a 1,1,1, 2-tetrafluoroethane
  • R-744 carbon dioxide
  • the refrigerant is heated in an evaporator and compressed by means of a (refrigerant) compressor, the refrigerant then over a heat exchanger emits the absorbed ne heat again before it is fed back to the evaporator via a throttle (expansion valve, expansi onsorgan).
  • Vehicle interiors or passenger cabins have comparatively little thermal insulation.
  • the vehicle interior in particular the built-in components and the air in the interior, can heat up considerably in the summer when the sun is shining.
  • the low level of thermal insulation in the passenger cabin results in an increased need for heating energy in winter.
  • Vehicles with internal combustion engines use the heat generated by the engine to heat the passenger cabin when the ambient temperature is low.
  • Electrically powered or drivable motor vehicles, such as electric or hybrid vehicles, especially battery vehicles lack this heat loss.
  • the resulting fleet power requirement can exceed the average drive power of battery-powered vehicles at low outside temperatures and thus cut the range by more than half.
  • seat heating is to be understood in particular as a surface temperature element or surface heating, which is used to heat the seat surface and is intended to generate as uniform a warmth as possible for the vehicle user.
  • seat heating only warms the rear part of the body, in particular the back and buttocks, of the vehicle user, so that additional measures are necessary in order to keep the other body areas, in particular the head, arms, sides, legs or feet closed heat.
  • an interior cladding element for a passenger compartment is known in which a single-layer or multi-layer decorative cover is flat in heat-conducting contact with a printed heater.
  • DE 10203574 A1 discloses a heating device as an additional device to an air conditioning system, which has a heatable surface element for visible attachment in the passenger compartment, which is used as a heatable visible surface.
  • DE 102007007290 B3 describes a sheet-like cooling and heating element with an insulating mat, which has a large number of introduced grooves for receiving lines for guiding a coolant.
  • the invention is based on the object of specifying a particularly suitableêtntem perierelement for an air conditioning system of a motor vehicle.
  • a particularly suitableenvironntem perierelement for an air conditioning system of a motor vehicle.
  • an improved insulation of the vehicle interior as well as an improved microclimate in the vehicle interior should be realized.
  • the invention is also based on the object of specifying a particularly suitable air conditioning system for a motor vehicle.
  • the surface temperature control element according to the invention is intended for an air conditioning system of a motor vehicle and is suitable and set up for it.
  • the surface temperature control element is designed as a flat heating and / or cooling element for a passenger compartment, this means that it is intended and set up to heat and / or cool the interior air of a vehicle interior.
  • the term “flat” means in particular that a length and a width of the surface temperature control element are dimensioned to be significantly larger than its height.
  • the surface temperature control element also referred to below as a temperature control field, has a textile fabric and an insulating panel, the insulating panel being at least partially received by the textile fabric.
  • the insulating panel is thus at least partially enclosed by the textile fabric, which is designed, for example, as a fleece.
  • the insulating panel has a core material which is enclosed by two circumferentially structured, in particular laminated, first film elements.
  • the Core material preferably has a very low solid-state thermal conductivity of, for example, 3 mW / mK (milliwatts per millikelvin) to 8 mW / mK.
  • the core material is designed, for example, as microporous silica or as an airgel, and is preferably designed with accompanying substances to improve strength and with opacifiers to reduce the transmission of thermal radiation.
  • the core material is, for example, pressed or poured, so that greater stability or improved flexibility of the insulating panel is made possible during installation.
  • the insulating panel is preferably designed as a vacuum insulating panel (VIP).
  • the core material is filled into a chamber or pocket formed between the first film elements, the chamber then being evacuated, ie made evacuated, and finally the two first film elements are welded to one another in a circumferential sealing manner.
  • the fleece or textile fabric prevents the penetration of particles in the area of the weld seam. This means that there is preferably no heat-conducting air medium in the insulating panel, so that heat transport by convection or heat conduction in the insulating panel is prevented or at least significantly reduced.
  • the insulating panel has an outside facing a composite surface of the vehicle interior (passenger compartment) in the installed state and an inside facing the vehicle interior in the installed state.
  • a channel system for guiding a heat transfer medium is provided on or in the inside of the insulating panel. This creates a particularly suitable surface temperature control element.
  • the surface temperature control element according to the invention improves the insulation and temperature control of the vehicle interior.
  • the surface temperature control element realizes an additional, alternative heating and cooling principle in addition to room air heating / cooling, so that a microclimate that is improved for a vehicle user is made possible.
  • a microclimate in particular to understand a climate in the area of the vehicle user or the vehicle cabin.
  • the surface temperature control element makes it possible to significantly reduce the energy required to operate the air conditioning system by lowering the air temperature in winter and increasing the air temperature in summer.
  • the individual thermal comfort for the vehicle user is richly maintained or improved by a targeted combination of air movement and the surface temperature control element in the living area.
  • a heat transfer medium or heat transport medium is to be understood as meaning a particularly liquid or gaseous medium which transports heat from a location of higher temperature to a location of lower temperature in a heating or cooling circuit.
  • the heat transfer medium is preferably designed as a coolant, that is to say as a medium for, this means that the channel system is coupled to a coolant circuit.
  • the coolant thus flows through the channel system during operation.
  • the coolant has a higher temperature than the room air of the vehicle interior when it is supposed to give off heat (heat case, heating case), and has a lower or lower temperature than the room air of the vehicle interior when it is supposed to absorb or transport heat (cooling case) .
  • the textile fabric is applied to the insulating panel, for example.
  • the textile fabric has an intrusion protection as well as a design or decorative function.
  • the textile fabric has, for example, one or more textile layers that are as tear-resistant as possible.
  • the textile layers are made here as a fabric from a tensile and tough yarn, such as aramid fibers, or are reinforced by means of these.
  • the outermost textile layer facing the vehicle interior is designed as a decorative fleece with perforation, for example.
  • the textile fabric or the outermost textile layer has a printing layer.
  • the surface temperature control element or the insulating panel is preferably adapted to a contour of the composite surface.
  • the surface temperature control element is in this case, for example, fastened or fastenable to the composite surface by means of an adhesive.
  • the adhesive is applied to the outside of the insulating panel, for example in line or point form.
  • the design and / or the course of the sewer system are generated iteratively on the basis of optimization functions, for example by means of artificial intelligence algorithms or machine learning algorithms.
  • the first film elements are designed as multi-layer laminated plastic films, the individual layers having an aluminum coating.
  • the aluminum coating of the individual layers of the plastic films reduces the penetration of solar radiation in summer and the escape of radiant heat from the passenger compartment due to their high reflectivity for thermal radiation (infrared spectrum). Due to the high degree of reflection for thermal radiation in combination with the high thermal resistance of the insulating panel, improved thermal insulation of partial areas of the vehicle interior is achieved. This reduces the heat loss flow through the entire surface, which means that the heating and cooling energy of the air conditioning system is reduced.
  • the aluminum coating ensures a high level of gas tightness and thus long-term maintenance of the vacuum.
  • the channel system is designed, for example, as a hose system embedded in the inside, which is connected to a distributor.
  • the hose system has, for example, several hoses or hose sections with different diameters.
  • the channel system is designed as an embossed cover layer which is placed on the inside of the insulating panel.
  • the cover layer is, for example, an aluminum or plastic part, in particular a die-cast or injection-molded part.
  • the channel system is embossed into the inside of the insulating panel.
  • This means that the channel system is introduced into the insulating panel as a depression or embossing, with a sealing adhesive being applied to the non-embossed, protruding or protruding sections (webs) on the inside, with which a second film element is attached, which essentially completely covers the inside.
  • the adhesive is applied here, for example, by roller application or screen printing.
  • the second film element in conjunction with the profiled or embossed first film element of the insulating panel, creates a hermetically sealed channel system for coolant flowing through, so that a reliable and operationally safe management of the heat carrier is realized.
  • the composite of the first and second film elements also meets at least a certain overpressure requirement.
  • the essentially flat second film element is preferably laminated onto the insulating panel or the first film element.
  • laminate is understood to mean, in particular, the joining of several layers of the same or different materials, in particular foils, with the help of suitable laminating or adhesive.
  • the second film element is designed as an aluminum film. Due to the high thermal conductivity of the aluminum foil, the second foil element adopts uniformly and approximately the temperature of the coolant flowing through, which ensures a flat, homogeneous heat flow even in the partial areas (webs) of the channel system that are not flowed through.
  • the inside of the insulating panel, and thus the second film element, are covered by the textile fabric in the assembled state.
  • the second film element and the textile fabric are joined to one another in a materially bonded manner.
  • a “material connection” or a “material connection” between at least two interconnected parts is understood here and in the following in particular to mean that the interconnected parts at their contact surfaces through material combination or cross-linking (for example due to atomic or molecular bonding forces ) possibly held together under the action of an additive.
  • the side of the second film element facing the textile fabric is coated with another adhesive.
  • This adhesive preferably contains particles with a high emission coefficient, in particular graphite, in order to achieve the highest possible heat transfer coefficient at this interface.
  • the insulating panel has at least one core-less area without the core material.
  • the first film elements lie essentially directly or immediately on top of one another, with an air inlet duct (air duct) for guiding an air flow or an air inlet being provided in the coreless area.
  • the supply air ducts are preferably formed by the coreless areas themselves.
  • the supply air or the air flow is preferably a conditioned partial air flow or secondary flow from an air conditioner of the air conditioning system.
  • the supply air duct is covered or covered with a sealing cover, the cover having at least one actuatable valve for releasing the supply air duct as required.
  • the sealing cover of the supply air duct is made in particular from an open-pored foamed material in order to dampen air flow noises in the duct.
  • the supply air is led to the valve outlets of the valves.
  • the valves preferably have a round (valve) plate so that the air flows out in an approximately ring-shaped manner when the valve is open.
  • the plate is, for example, mounted in an articulated manner so that the outflow direction can be changed or adjusted by means of an inclination. This is particularly advantageous in connection with different body sizes and seating positions of the vehicle users.
  • the valves are also provided with a bistable latching function, for example, so that they have an open and a closed position (flip-flop, ballpoint pen principle).
  • a dew point sensor with a controller (that is to say a control device) is integrated in the surface temperature control element.
  • the integrated dew point sensor with an associated control and / or regulation of the temperature position and volume flow by the controller ensures that condensation of air humidity on the surface temperature control element is avoided. Alternatively, this can be achieved with an observer model without a dew point sensor.
  • the air conditioning system according to the invention is intended for a motor vehicle and is suitable and set up for it.
  • the air conditioning system has a refrigerant circuit and a coolant circuit coupled therewith and a supply air conditioning system running parallel to the refrigerant circuit.
  • the refrigerant circuit is a sub-circuit of a refrigerant system of the motor vehicle and has an expansion element and a heat exchanger. A refrigerant is guided in the refrigerant circuit.
  • the heat exchanger is coupled or connected to the coolant circuit as a secondary circuit.
  • the coolant circuit carries a coolant and has a surface temperature control element as described above and a pump.
  • the partial and secondary circuit i.e. the refrigerant circuit and the coolant circuit, are integrated or can be integrated into the refrigeration circuit system of the motor vehicle in such a way that heat from vehicle assemblies or the ambient air is conveyed to a higher temperature level and into the secondary circuit and from there into the vehicle interior (passenger compartment) is transmitted.
  • the supply air conditioning is fed from a parallel pitch circle, with a main stream being directed into the passenger compartment via off streamers, and a secondary stream acting together with the surface temperature control element.
  • a particularly advantageous climate system is thereby implemented.
  • the thermal comfort of the vehicle users is improved by a targeted combination of air movement and the surface temperature control element in the area where the vehicle is located.
  • the surface temperature control element or its channel system is connected to coolant lines and thus integrated into the coolant circuit.
  • the lines are preferably routed through A or B pillars of the vehicle interior to the front of the vehicle.
  • the coolant lines are concealed in a body profile or under the (interior) paneling. The coolant is pumped and transported in the coolant circuit by the pump.
  • the coolant circuit is coupled to the Käl teffenniklauf via the heat exchanger as an interface.
  • the heat exchanger serves on the one hand to accommodate the Heat for the surface temperature control element (heating case) or the dissipation of heat from it (cooling case).
  • the pump of the coolant circuit thus acts in particular as a heat pump.
  • the heat pump instead of or in addition to the resistance heater, the electrical power requirement for heating is reduced, so that the range of an electrically powered or drivable motor vehicle is increased, which enables smaller - and thus weight-reduced - vehicle batteries.
  • the supply air conditioning is introduced, for example, through a section with a free cross section in a body profile and / or in a cavity under the interior paneling of an A-pillar of the vehicle interior.
  • the joints, in particular along the supply air duct, are suitably designed to be airtight.
  • the surface temperature control element is integrated in a roof liner or in a side door of the vehicle interior.
  • the perceived temperature of indoor air also depends, for example, on the surface temperature of the surfaces surrounding the room. For example, a relatively low room air temperature of 18 ° C, for example, can be perceived as comfortable if the mean surface temperature of the room enclosing surfaces is higher, for example up to 25 ° C.
  • the driver's vigilance / alertness is also improved by lower ambient air during a journey.
  • the surface temperature control element in the headliner and / or in the side door, temperature-controllable space enclosing surfaces of the vehicle interior are thus realized. This makes it possible, for example, to reduce the energy-intensive cooling or heating output of the supply air conditioning by appropriately tempering the surrounding surfaces of the vehicle interior.
  • a surface temperature control element close to the head in the headliner or as a ceiling element with a relatively low temperature in summer and a relatively high temperature in winter can take over part of the room air temperature control with the same or better feeling of comfort. This will the energy consumption of the air conditioning system is reduced, which is particularly advantageous in a range of electrically powered or drivable vehicles.
  • the surface temperature control element When the surface temperature control element is designed as a headliner, the surface temperature control element and the supply air conditioning are compatible with the space required for the curtain airbag and its deployment.
  • a frame-shaped cover is provided which, in addition to theinstituntem perier element, also covers the curtain airbag and other roof installations.
  • the textile fabric of the surface temperature control element has, for example, a beveled profile in a joint area for covering in order to achieve a harmonious joint pattern that compensates for component tolerance.
  • the insulating panel can advantageously be combined with resistance heating.
  • the surface temperature control element extends over the entire roof lining of the vehicle interior.
  • two or more surface temperature control elements are provided, for example one per row of seats, which can preferably be flown through separately.
  • the microclimate generated by the surface temperature element therefore has a stronger effect on the head and extremities, in particular a temperature-controlled roof liner has an effect on the head, shoulder girdle and arms of the vehicle user.
  • the insulating panel is preferably integrated in a free space of a door module.
  • the door module is designed, for example, as an organic sheet hybrid component.
  • the fixing of the insulating panel on the door module takes place, for example, via clip connections or adhesives, in particular in the area of the circumferential weld or lamination seam.
  • the insulating panel can be variably and flexibly adapted to the available installation space by means of different fillings with the core material. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. It shows in schematic and simplified representations:
  • Fig. 2 shows a section of the air conditioning system when heating
  • FIG. 6a to 6c different embodiments of a channel system of the surface temperature control element
  • FIG. 7 shows a ventilation circuit of the air conditioning system.
  • the motor vehicle 4 is designed in particular as an electrically driven or drivable motor vehicle, for example as an electric or flybridge vehicle, preferably as a battery vehicle.
  • Fig. 2 shows the air conditioning system 2 in a heating case, that is, in a heating or heating mode, in which the temperature of a passenger compartment or vehicle interior 5 of the motor vehicle 4 is increased. This type of heating occurs, for example, in winter at ambient temperatures of -20 ° C.
  • the air conditioning system 2 has a coolant circuit 6.
  • the coolant circuit 6 has a compressor 8 and a heat exchanger 10.
  • the refrigerant circuit 14 has a refrigerant sub-circuit 14 a, which has an expansion valve 15 and the heat exchanger 10.
  • the compression output is added as heat to the heat loss.
  • a surface temperature control element 20 is provided, with the heat gained in addition to the supply air conditioning 18 also being partially introduced into the vehicle interior 5 via the surface temperature control element 20. As a result, the climate comfort in the vehicle interior 5 is increased and the energy requirement when heating is reduced.
  • an additional refrigerant circuit 14c is provided as a (refrigerant) sub-circuit of the refrigerant circuit 14.
  • the refrigerant circuit 14c is arranged here via two coupling or connection points 22 parallel to the partial circuit 14b of the supply air conditioning 18, and has an expansion valve 24 and a heat exchanger 26. If the refrigerant circuit 22 is active, the expansion valve 24 is opened to the maximum and has essentially no throttling effect.
  • An additional coolant circuit 28 is routed to the heat exchanger 26, which by means of a pump 30 carries heat from the heat exchanger 26 to the surface temperature control element 20, where it is transferred into the vehicle interior 5.
  • part of the supply air flow of the supply air conditioning 18 flows out directly at the surface temperature control element 20 as a secondary flow or (partial) air flow 32 (FIG. 5).
  • This partial air flow 32 is branched off from an unspecified main air flow of the supply air conditioning 18 in front of, that is, upstream, of a meat body 34 via a flow path 36.
  • the partial air flow 32 is branched off, for example, after, that is, downstream, of the meat body 34, the corresponding flow path 36 'being shown in dashed lines in FIGS. 2 and 3.
  • the partial air flow 32 is branched off in front of the heat exchanger in the refrigerant circuit 14.
  • the surface temperature control element 20 fed via the additional circuits 14c and 28 acts as a heat source when heating, and gives the vehicle users an additional degree of freedom to adapt the microclimate to their personal needs, whereby a satisfaction rate for the temperature control of the vehicle interior 5 is increased.
  • the total heat requirement which is supplied via the (heat) sources 18, 20, and 36, is significantly lower than with exclusive room air heating, in which the entire heat must be supplied via the supply air conditioning 18.
  • the range of electrically powered or drivable motor vehicles 2 can be significantly increased at low outside temperatures.
  • the energy consumption for the same range drops just as significantly.
  • FIG. 3 shows a case of cooling of the air conditioning system 2, in which the temperature in the vehicle interior 5 is to be reduced or decreased.
  • a case of cooling occurs, for example, in summer at ambient temperatures of 40 ° C.
  • heat is withdrawn from the supply air in the refrigerant circuit 14b and thus cooled.
  • the cooled supply air flows into the vehicle interior 5 via the supply air conditioning 18.
  • the extracted heat is brought to a higher temperature in the refrigerant compressor 16 and, together with the heat from the compression, is (re) given to the vehicle environment via a condenser 40.
  • a refrigerant in a refrigerant sub-circuit 14d absorbs excess heat from a battery temperature control circuit 42 designed in particular as a coolant circuit for temperature control of the vehicle battery 38.
  • the refrigerant circuits 14c and 14b work in parallel when cooling.
  • the expansion valve 24 in the refrigerant circuit 14c preferably throttles to a higher pressure than an expansion valve 44 in the refrigerant circuit 14b, so that a higher evaporation temperature of 15 ° C., for example, is set compared to 3 ° C., for example. So that the coefficient of performance of the refrigerant circuit 14 is increased.
  • the total heat requirement which is extracted via the (heat) sinks 18, 20, 36 (i.e. the "cooling requirement", is significantly lower than in a situation in which the entire heat is extracted via the supply air .
  • the surface temperature control element 20 is connected to coolant lines 46 and thus integrated into the coolant circuit 28.
  • the coolant lines 46 are preferably passed through the A or B pillar in the front of the vehicle, that is, to the front of the vehicle.
  • the heat exchanger 26 is located in the coolant circuit 28 for absorbing the heat for the surface temperature control element 20 (heating case) or for releasing heat therefrom (cooling case).
  • An integrated dew point sensor 48 with a controller (not shown in detail) for controlling and / or regulating the temperature position and volume flow in the surface temperature control element 20 ensures that condensation of air humidity on the surface temperature control element 20 is avoided becomes. Alternatively, this can be achieved with an observer model without a dew point sensor, with reduced cooling capacity due to an increased safety distance.
  • the air conditioning system 2 of the motor vehicle 4 thus has a refrigeration circuit system 14 with a partial circuit 14c with the expansion element 24 and with the heat exchanger 26, and an associated secondary circuit 28 with coolant, in which the surface temperature control element 20 and the pump 30 are arranged.
  • the partial circuit 14c and the secondary circuit 28 are integrated into the refrigeration circuit system 14 in such a way that heat from vehicle assemblies 12, 38 or the ambient air is conveyed to a higher temperature level and transferred to the secondary circuit 28 and from there to the passenger compartment 5, as well as a Supply air conditioning 18 fed from a parallel sub-circuit 14b, the main flow being conducted via outflow 49 into the passenger compartment 5 and the secondary flow 32 acting together with the surface temperature control element 20.
  • the structure of the surface temperature control element 20, 20 ′ is explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the surface temperature control element 20, 20 ′ is integrated, in particular, into a roof lining of the vehicle interior 5.
  • the surface temperature control element 20, 20 ′ is thus arranged on a roof or a ceiling area as a composite surface 50 of the vehicle interior 5.
  • the surface temperature control element 20 has a textile fabric 52 and an insulating panel 54, the insulating panel 54 being at least partially received by the textile fabric 52.
  • the insulating panel 54 preferably designed as a vacuum insulating panel (VIP), has a core material 56 which is enclosed by two circumferentially laminated foil elements 58, the textile fabric 52 covering the laminate or joining seam to protect against contamination.
  • the film elements 58 are preferably designed as multi-layer laminated plastic films, the individual layers having an aluminum coating.
  • the core material 56 is designed, for example, as microporous silica or as an airgel, and preferably sometimes with accompanying substances to improve strength and with opacifiers to reduce the transmission of thermal radiation.
  • the insulating panel 54 has an outer side 60 facing the composite surface 50 in the assembled state and an inner side 62 facing the vehicle interior 5 in the assembled state.
  • a channel system 64 for guiding the coolant of the coolant circuit 28 is provided on the inside 62 of the insulating panel 54.
  • the coolant is, for example, water and / or glycol.
  • the channel system 64 is embossed into the inside 62 of the insulating panel 54.
  • the channel system 64 is introduced into the insulating panel as a recess or embossing, with a sealing adhesive 66 being applied to the non-embossed, protruding or protruding sections of the inside 62, with which a film element 68 designed as an aluminum foil can be - Is fixed, which covers the inside 62 essentially completely.
  • the adhesive 66 is applied to the inner side 62 by roller application or screen printing, for example.
  • the film element 68 in conjunction with the profiled or embossed film element 58 of the insulating panel 54, creates a hermetically sealed channel system 64 for the coolant flowing through.
  • the essentially flat film element 68 is preferably laminated onto the insulating panel 54 or the film element 58.
  • the inside 62 of the insulating panel 54, and thus the film element 68, are covered by the textile fabric 52 in the assembled state, and are firmly joined to this.
  • the side of the film element 68 facing the textile fabric 52 is coated with an adhesive 70.
  • the adhesive 70 preferably contains particles with a high emission coefficient, in particular graphite, in order to achieve the highest possible heat transfer coefficient at this interface.
  • the surface temperature control element 20 or the insulating panel 54 is preferably adapted to a contour of the composite surface 50.
  • an adhesive 72 is applied to the outside 60, for example.
  • the adhesive 72 is applied to the outside 60 in lines or points, for example.
  • Fig. 5 shows an embodiment of the surface temperature control element 20 'with inte grated air duct for the partial air flow of the flow path 36, 36'.
  • the surface temperature control element 20 ′ or the insulating panel 54 has a coreless area 74 without the core material 56.
  • the film elements 58 lie essentially directly or immediately on top of one another, with a supply air duct (air duct) for guiding the partial air flow being formed in the coreless area 74.
  • the supply air duct of the area 74 is covered with a sealing cover 76, the cover 76 having an actuatable valve 78 for releasing the supply air duct as required.
  • the partial air flow is guided to the valve outlets of the valve 78.
  • the valve 78 has an unspecified (valve) plate, so that when the valve 78 is open, the air flows out in an approximately ring-shaped manner into the interior space 5 of the vehicle.
  • the plate is articulated so that the outflow direction can be changed or adjusted by inclining it.
  • the articulated mounting of the valve 78 is indicated schematically in FIG. 5 by means of the arrows 80.
  • the channel system 64 'of the surface temperature control element 20' is a hose system embedded in the inside 62.
  • the inner side 62 here has a similar embossing as in the preceding exemplary embodiment, but the hose or channel system 64 'is inserted into the embossed sections.
  • the film element 68 serves here essentially as a holder for the channel system 64, and prevents the channel system 64 'from sliding out of the surface temperature control element 20 ‘in an undesired manner.
  • Figures 6a to 6c show different embodiments or courses for the channel system 64, 64 '.
  • the channel system 64, 64 ' has, for example, a or several tracks for guiding the coolant.
  • a meandering guide is implemented here so that essentially the entire roof liner surface can be used for air conditioning or temperature control of the vehicle interior 5.
  • the coolant circuit 28 - and thus the mecanicntemperierele element 20 - is preferably operated largely free of air.
  • a membrane expansion vessel 20 shown in FIG. 7, a lockable deep filling point 84 and a high venting point 86 are provided.
  • the terms “low” and “high” relate in particular to an actual position in the surrounding space, this means that the filling point 84 is offset from the vehicle base of the motor vehicle 4 compared to the ventilation point 86, so that automatically collects air in the coolant lines in the area of the venting point 86.
  • Coolant circuit 8 Compressor 10 Heat exchanger 12 Traction drive

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flächentemperierelement (20) für ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Textilgewebe (52), welches zumindest teilweise ein Isolierpaneel (54) mit zwei umlaufend gefügten ersten Folienelementen (58) und mit einem darin angeordneten Kernmaterial (56) aufnimmt, wobei das Isolierpaneel (54) eine im Montagezustand einer Verbundfläche (50) zugewandte Außenseite (60) und eine im Montagezustand einem Fahrzeuginnenraum (5) zugewandte Innenseite (62) aufweist, und wobei an der Innenseite (62) des Isolierpaneels (54) ein Kanalsystem (64) zur Führung eines Wärmeträgers vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
Flächentemperierelement für ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Flächentemperierelement für ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Klimasystem mit einem solchen Flächentemperierelement.
Bei Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Klimasysteme eingebaut, welche den Fahr zeuginnenraum klimatisieren, also die Luft im Fahrzeuginnenraum beispielsweise in einen gewünschten Temperatur- und/oder (Luft-)Feuchtebereich bringen oder halten (konditionieren). Hierzu weisen Klimasysteme beispielsweise eine Einlei tung von Fahrwind, Lüftungsanlagen, Fahrzeugheizung und/oder (Fahrzeug- Klimaanlagen auf.
Derartige Klimaanlagen weisen grundsätzlich einen Kreislauf auf, in dem ein Käl temittel geführt ist. Das Kältemittel, beispielsweise R-134a (1,1,1 ,2-Tetrafluor- ethan) oder R-744 (Kohlenstoffdioxid), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines (Kältemittel-)Verdichters beziehungsweise Kompressors verdichtet, wobei das Kältemittel anschließend über einen Wärmetauscher die aufgenomme ne Wärme wieder abgibt, bevor es über eine Drossel (Expansionsventil, Expansi onsorgan) erneut zum Verdampfer geführt wird.
Fahrzeuginnenräume oder Fahrgastkabinen weisen eine vergleichsweise geringe thermische Isolierung auf. Dadurch kann es im Sommer bei Sonneneinstrahlung zu einer erheblichen Erwärmung des Fahrzeuginnenraums, also insbesondere der Einbauten und der Innenraum luft, kommen. Entsprechend bewirkt die geringe thermische Isolierung der Fahrgastkabine im Winter einen erhöhten Heizenergie bedarf. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor heizen bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Fahrgastkabine mit der Verlustwärme des Motors. Elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahr zeugen, insbesondere Batteriefahrzeugen, fehlt diese Verlustwärme. Der resultie- rende Fleizleistungsbedarf kann bei niedrigen Außentemperaturen die mittlere An triebsleistung von Batteriefahrzeugen übersteigen und damit die Reichweite mehr als halbieren.
Zusätzlich zu einer Raumluftheizung weisen Klimasysteme häufig auch eine Sitz- heizung auf. Unter einer Sitzheizung ist hierbei insbesondere ein Flächentempe rierelement oder Flächenheizung zu verstehen, welche dem Beheizen der Sitz oberfläche dient und ein möglichst gleichförmiges Wärmeempfinden beim Fahr zeugnutzer erzeugen soll. Nachteiligerweise wärmt eine Sitzheizung lediglich den hinteren Körperbereich, insbesondere den Rücken und das Gesäß, des Fahr- zeugnutzers, so dass zusätzliche Maßnahmen notwendig sind, um die übrigen Körperbereiche, insbesondere den Kopf, die Arme, die Flände, die Beine, oder die Füße zu erwärmen.
Aus der WO 2014/202768 A1 ist Innenraumverkleidungselement für einen Fahr- gastraum bekannt, bei welchem ein einlagiger oder mehrlagiger Dekorbezug flä chig in wärmeleitendem Kontakt mit einer gedruckten Heizung steht.
In der DE 10203574 A1 ist eine Heizvorrichtung als Zusatzeinrichtung zu einer Klimaanlage offenbart, welche ein beheizbares Flächenelement zum sichtbaren Anbringen im Fahrgastraum aufweist, welches als beheizbare Sichtfläche verwen det wird.
Die DE 102007007290 B3 beschreibt ein flächenförmiges Kühl- und Heizele ment mit einer Dämmmatte, welche eine Vielzahl von eingebrachten Nuten zur Aufnahme von Leitungen zur Führung eines Kühlmittels aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Flächentem perierelement für ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben. Insbesondere soll eine verbesserte Isolierung des Fahrzeuginnenraums sowie ein verbessertes Mikroklima im Fahrzeuginnenraum realisiert werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Klimasystem für ein Kraftfahr zeug anzugeben.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Flächentemperierelements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Klimasystems mit den Merkmalen des An spruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf das Flächen temperierelement angeführten Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf das Klimasystem übertragbar und umgekehrt.
Das erfindungsgemäße Flächentemperierelement ist für ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Das Flächen temperierelement ist hierbei als ein flächiges Heiz- und/oder Kühlelement für einen Fahrgastraum ausgeführt, dies bedeutet, dass es dazu vorgesehen und eingerich tet ist, eine Innenraumluft eines Fahrzeuginnenraums zu erwärmen und/oderzu kühlen. Der Begriff „flächig“ bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass eine Länge und eine Breite des Flächentemperierelements wesentlich größer dimensioniert sind, als dessen Höhe.
Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
Das nachfolgend auch als Temperierfeld bezeichnete Flächentemperierelement weist ein Textilgewebe sowie ein Isolierpaneel auf, wobei das Isolierpaneel zu mindest teilweise von dem Textilgewebe aufgenommen ist. Das Isolierpaneel ist also zumindest teilweise von dem beispielsweise als Vlies ausgeführten Textilge webe umschlossen.
Das Isolierpaneel weist ein Kernmaterial auf, welches von zwei umlaufend gefüg ten, insbesondere laminierten, ersten Folienelementen umschlossen ist. Das Kernmaterial weist vorzugsweise einen sehr niedrigen Festkörper-Wärmeleitwert von beispielsweise 3 mW/mK (Milliwatt pro Millikelvin) bis 8 mW/mK auf. Das Kernmaterial ist hierbei beispielsweise als mikroporöse Kieselsäure oder als ein Aerogel ausgeführt, und vorzugsweise mit Begleitstoffen zur Festigkeitsverbesse- rung und mit Trübungsmitteln zur Reduzierung der Wärmestrahlungstransmission ausgeführt. Das Kernmaterial ist beispielsweise gepresst oder geschüttet, so dass eine höhere Stabilität beziehungsweise eine verbesserte Flexibilität des Isolierpa neels beim Einbau ermöglicht ist. Das Isolierpaneel ist hierbei vorzugsweise als ein Vakuumisolierpaneel (VIP) aus geführt. Dies bedeutet, dass das Kernmaterial in eine zwischen den ersten Folien elementen gebildete Kammer oder Tasche gefüllt wird, wobei die Kammer an schließend evakuiert, also luftleer gemacht, und abschließend die beiden ersten Folienelemente miteinander umlaufend dichtend verschweißt werden. Das Vlies oder Textilgewebe verhindert hierbei ein Eindringen von Partikeln im Bereich der Schweißnaht. Dies bedeutet, dass sich vorzugsweise kein wärmeleitendes Luft medium in dem Isolierpaneel befindet, so dass ein Wärmetransport durch Konvek tion oder Wärmeleitung im Isolierpaneel verhindert oder zumindest deutlich redu ziert wird.
Das Isolierpaneel weist eine im Montagezustand einer Verbundfläche des Fahr zeuginnenraums (Fahrgastraum) zugewandte Außenseite sowie eine im Montage zustand dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Innenseite auf. An oder in der In nenseite des Isolierpaneels ist ein Kanalsystem zur Führung eines Wärmeträgers vorgesehen. Dadurch ist ein besonders geeignetes Flächentemperierelement rea lisiert.
Durch das erfindungsgemäße Flächentemperierelement wird die Isolierung und Temperierung des Fahrzeuginnenraums verbessert. Insbesondere ist durch das Flächentemperierelement ein zusätzliches alternatives Heizungs- und Kühlprinzip neben der Raumluftheizung/-kühlung realisiert, so dass ein für einen Fahrzeug nutzer verbessertes Mikroklima ermöglicht ist. Unter einem Mikroklima ist hierbei insbesondere ein Klima im Bereich des Fahrzeugnutzers oder der Fahrzeugkabine zu verstehen.
Durch das Flächentemperierelement ist es möglich, durch Absenkung der Luft- temperatur im Winter und Anhebung der Lufttemperatur im Sommer den Energie bedarf zum Betrieb des Klimasystems signifikant zu reduzieren. Die individuelle thermische Behaglichkeit für den Fahrzeugnutzers wird dabei durch gezielte Kom bination von Luftbewegung und dem Flächentemperierelement im Aufenthaltsbe reich erhalten oder verbessert.
Unter einem Wärmeträger oder Wärmetransportmittel ist ein insbesondere flüssi ges oder gasförmiges Medium zu verstehen, welches in einem Heiz- oder Kühl kreislauf Wärme von einem Ort höherer Temperatur zu einem Ort niedrigerer Temperatur transportiert. Vorzugsweise ist der Wärmeträger als ein Kühlmittel, also als ein Medium zum ausgeführt, dies bedeutet, dass das Kanalsystem mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist. Im Betrieb ist das Kanalsystem somit von dem Kühlmittel durchströmt. Das Kühlmittel weist hierbei eine höhere Temperatur als die Raumluft des Fahrzeuginnenraums auf, wenn es Wärme abgeben soll (Wärmefall, Heizfall), und weist eine tiefere oder niedrigere Temperatur als die Raumluft des Fahrzeuginnenraums auf, wenn es Wärme aufnehmen oder ab transportieren soll (Kühlfall).
Das Textilgewebe ist beispielsweise auf das Isolierpaneel appliziert. Das Textilge webe hat hierbei eine Intrusionsschutz- sowie eine Design- oder Dekorfunktion. Das Textilgewebe weist beispielsweise eine oder mehrere möglichst reißfeste Textillagen auf. Die Textillagen sind hierbei als Gewebe aus einem zugfesten und zähem Garn, wie beispielsweise Aramidfasern, hergestellt oder mittels diesen ver stärkt. Die äußerste, dem Fahrzeuginnenraum zugewandte, Textillage ist bei spielsweise als ein Dekorvlies mit Lochung ausgeführt. Beispielsweise weist das Textilgewebe beziehungsweise die äußerste Textillage eine Druckschicht auf.
Das Flächentemperierelement beziehungsweise das Isolierpaneel ist vorzugswei se an eine Kontur der Verbundfläche angepasst. Das Flächentemperierelement ist hierbei beispielsweise mittels eines Haftmittels an der Verbundfläche befestigt o- der befestigbar. Das Haftmittel wird hierbei beispielsweise linien- oder punktförmig auf die Außenseite des Isolierpaneels aufgebracht. Durch das Verkleben in Berei chen größerer Schwingungsamplituden der tragenden Struktur oder Verbundflä- che bei Anregung kann die Masse des Flächentemperierelements mit dem Kühl mittel eine zusätzliche Antidröhnwirkung erzielen (Prinzip Akustikschwermatte), wodurch die Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum vorteilhaft reduziert wird. Das Kanalsystem weist beispielsweise eine oder mehrere Bahnen auf, in welchen der Wärmeträger geführt ist. Beispielsweise ist hierbei eine mäanderförmige Füh rung realisiert, so dass im Wesentlichen die gesamte Innenfläche des Temperier feldes zur Klimatisierung oder Temperierung des Fahrzeuginnenraums genutzt werden kann.
Um einen performanten und temperaturhomogenen Wärmeaustausch bei minima lem Druckverlust zu erreichen, ist es möglich, dass die Ausgestaltung und/oder der Verlauf des Kanalsystems iterativ auf der Basis von Optimierungsfunktionen, beispielsweise mittels künstlicher Intelligenz-Algorithmen oder Maschinenlernalgo- rithmen, generiert sind.
In einer geeigneten Ausführung sind die ersten Folienelemente als mehrlagige laminierte Kunststofffolien ausgeführt sind, wobei die Einzellagen eine Aluminium beschichtung aufweisen. Die Aluminiumbeschichtung der Einzellagen der Kunst- stofffolien reduziert aufgrund deren hohe Reflexivität für Wärmestrahlung (Infrarot- Spektrum) ein Eindringen solarer Strahlung im Sommer und ein Entweichen von Strahlungswärme aus dem Fahrgastraum im. Durch den hohen Reflexionsgrad für Wärmestrahlung in Kombination mit dem hohen Wärmewiderstand des Isolierpa neels ist eine verbesserte thermische Isolierung von Teilflächen des Fahrzeugin- nenraums realisiert. Dies reduziert den Verlustwärmestrom durch die Gesamtober fläche wodurch die Heiz- und Kühlenergie des Klimasystems reduziert wird. Bei einer Ausführung mit einem Vakuumisolierpaneel gewährleistet die Alumini umbeschichtung weiterhin eine hohe Gasdichtheit und damit eine langlebige Auf rechterhaltung des Vakuums.
Das Kanalsystem ist beispielsweise als ein in die Innenseite eingebettetes Schlauchsystem ausgeführt, welches an einen Verteiler angeschlossen ist. Das Schlauchsystem weist beispielsweise mehrere Schläuche oder Schlauchabschnit te mit unterschiedlichen Durchmesser auf. Alternativ ist das Kanalsystem als eine geprägte Deckschicht ausgebildet, welche auf die Innenseite des Isolierpaneels aufgesetzt ist. Die Deckschicht ist beispielsweise ein Aluminium- oder Kunststoff teil, insbesondere ein Druckguss- oder Spritzgussteil.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kanalsystem jedoch in die Innenseite des Isolierpaneels eingeprägt. Dies bedeutet, dass das Kanalsystem als Vertie fung oder Prägung in das Isolierpaneel eingebracht ist, wobei auf den nicht ge prägten, hervorstehenden oder überstehenden, Abschnitten (Stegen) der Innen seite ein dichtendes Haftmittel aufgebracht ist, mit welchem ein zweites Folien element befestigt ist, welches die Innenseite im Wesentlichen vollständig abdeckt. Das Haftmittel ist hierbei beispielsweise durch Walzenauftrag oder Siebdruck auf gebracht.
Das zweite Folienelement schafft im Verbund mit dem profilierten oder geprägten ersten Folienelement des Isolierpaneels ein hermetisch dichtes Kanalsystem für durchströmendes Kühlmittel, so dass eine zuverlässige und betriebssichere Füh rung des Wärmeträgers realisiert ist. Der Verbund der ersten und zweiten Folien elemente erfüllt hierbei auch zumindest eine gewisse Überdruckanforderung.
Vorzugsweise wird das im Wesentlichen ebene zweite Folienelement auf das Iso lierpaneel beziehungsweise das erste Folienelement kaschiert. Unter „Kaschieren“ wird hier und im Folgenden insbesondere das Verbinden mehrerer Lagen gleicher oder verschiedener Materialien, insbesondere Folien, mit Hilfe geeigneter Ka schier- oder Haftmittel verstanden. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das zweite Folienelement als eine Alumi niumfolie ausgeführt. Aufgrund des hohen Wärmeleitvermögens der Aluminiumfo lie nimmt das zweite Folienelement gleichmäßig und annähernd die Temperatur des durchströmenden Kühlmittels an, wodurch ein flächig-homogener Wär- mestrom auch in den nicht durchströmten Teilflächen (Stege) des Kanalsystems gewährleistet ist.
Die Innenseite des Isolierpaneels, und somit das zweite Folienelement, sind im Montagezustand von dem Textilgewebe abgedeckt. In einer vorteilhaften Ausbil- düng sind das zweite Folienelement und das Textilgewebe hierbei stoffschlüssig miteinander gefügt.
Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen we nigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbe- sondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflä chen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden. Die dem Textilgewebe zugewandte Seite des zweiten Folienelements wird mit ei nem weiteren Haftm ittel beschichtet. Vorzugsweise enthält dieses Haftmittel Parti kel mit einem hohen Emissionskoeffizienten, insbesondere Graphit, um einen möglichst hohen Wärmeübergangskoeffizienten an dieser Grenzfläche zu errei chen.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Isolierpa neel mindestens einen kernlosen Bereich ohne das Kernmaterial aufweist. In dem kernlosen Bereich liegen die ersten Folienelemente im Wesentlichen direkt oder unmittelbar aufeinander, wobei in dem kernlosen Bereich ein Zuluftkanal (Luftfüh- rung) zur Führung eines Luftstroms oder einer Zuluft vorgesehen ist. Vorzugswei se werden die Zuluftkanäle durch die kernlosen Bereiche selbst ausgebildet. Die Zuluft beziehungsweise der Luftstrom ist vorzugsweise ein konditionierter Teilluft strom oder Nebenstrom aus einem Klimagerät des Klimasystems. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Zuluftkanal mit einer dichtenden Abde ckung abgedeckt oder verdeckt, wobei die Abdeckung mindestens ein betätigba res Ventil zur bedarfsweisen Freigabe des Zuluftkanals aufweist. Die dichtende Abdeckung des Zuluftkanals ist insbesondere aus einem offenporigen geschäum ten Material hergestellt, um Luftströmungsgeräusche im Kanal zu dämpfen.
Die Zuluft wird zu den Ventilauslässen der Ventile geführt. Die Ventile weisen vor zugsweise einen runden (Ventil-)Teller auf, so dass die Luft bei geöffnetem Ventil etwa ringförmig ausströmt. So lässt sich bei einer Anordnung des Flächentempe rierelements als Dachhimmel gezielt eine Luftbewegung mit relativ geringer Strö mungsgeschwindigkeit von z. B. 0,1 m/s (Meter pro Sekunde) in unmittelbarer Nä he von Kopf, Gesicht und Schultergürtel erreichen, die als angenehme Brise emp funden wird, und sich in der Wahrnehmung von der Luftströmung aus den Aus strömern, zum Beispiel in der Armaturentafel mit deutlich höherer Luftgeschwin digkeit von beispielsweise größer 0,5 m/s, deutlich unterscheidet (Mikroklima).
Der Teller ist beispielsweise gelenkig gelagert, so dass mittels Neigung die Aus- strömrichtung veränderbar oder einstellbar ist. Dies ist insbesondere im Zusam menhang mit unterschiedlichen Körpergrößen und Sitzpositionen der Fahrzeug nutzer vorteilhaft. Die Ventile sind zusätzlich zum Beispiel mit einer bistabilen Rastfunktion versehen sein, so dass sie eine geöffnete und eine geschlossene Position besitzen (Flip-Flop-, Kugelschreiberprinzip).
In einer zweckmäßigen Ausführung ist ein Taupunktsensor mit einem Controller (also einem Steuergerät) in dem Flächentemperierelement integriert. Der integrier ter Taupunktsensor mit einer zugehörigen Steuerung und/oder Regelung von Temperaturlage und Volumenstrom durch den Controller gewährleistet, dass Kon densation von Luftfeuchte am Flächentemperierelement vermieden wird. Alternativ lässt sich dies mit einem Beobachtermodell ohne Taupunktsensor realisieren.
Das erfindungsgemäße Klimasystem ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Das Klimasystem weist einen Kältemittelkreislauf und einen damit gekoppelten Kühlmittelkreislauf sowie eine parallel zum Kältemit telkreislauf verlaufende Zuluftkonditionierung auf.
Der Kältemittelkreislauf ist ein Teilkreis eines Kältemittelsystems des Kraftfahr- zeugs, und weist ein Expansionsorgan sowie einen Wärmetauscher auf. In dem Kältemittelkreislauf ist ein Kältemittel geführt.
Der Wärmetauscher ist mit dem Kühlmittelkreislauf als Sekundärkreis gekoppelt oder verbunden. Der Kühlmittelkreislauf führt ein Kühlmittel und weist ein vorste- hend beschriebenes Flächentemperierelement sowie eine Pumpe auf.
Der Teil- und Sekundärkreis, also der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreis lauf, sind dergestalt in das Kältekreissystem des Kraftfahrzeugs integriert oder integrierbar, dass Wärme aus Fahrzeugaggregaten oder der Umgebungsluft auf ein höheres Temperaturniveau gefördert und in den Sekundärkreis und von dort in den Fahrzeuginnenraum (Fahrgastraum) übertragen wird. Die Zuluftkonditionie rung ist gespeist aus einem parallelen Teilkreis, wobei ein Flauptstrom über Aus strömer in den Fahrgastraum geleitet wird, und ein Nebenstrom zusammen mit dem Flächentemperierelement wirkt. Dadurch ist ein besonders vorteilhaftes Kli- masystem realisiert. Insbesondere wird eine thermische Behaglichkeit der Fahr zeugnutzer wird durch gezielte Kombination von Luftbewegung und dem Flächen temperierelement im Aufenthaltsbereich des Fahrzeuginnenraums verbessert.
Das Flächentemperierelement beziehungsweise dessen Kanalsystem ist mit Kühlmittelleitungen verbunden und somit in den Kühlmittelkreislauf integriert. Die Leitungen werden vorzugsweise durch A- oder B-Säulen des Fahrzeuginnen raums zu einer Fahrzeugvorderseite geführt. Insbesondere sind die Kühlmittellei tungen verdeckt in einem Karosserieprofil oder unter der (Innenraum -)Verkleidung geführt. Das Kühlmittel wird hierbei durch die Pumpe im Kühlmittelkreislauf geför- dert und transportiert.
Der Kühlmittelkreislauf ist über den Wärmetauscher als Schnittstelle mit dem Käl temittelkreislauf gekoppelt. Der Wärmetauscher dient einerseits zur Aufnahme der Wärme für das Flächentemperierelement (Heizfall) oder der Abgabe von Wärme daraus (Kühlfall). Die Pumpe des Kühlmittelkreislaufs wirkt somit insbesondere als Wärmepumpe. Durch den Einsatz der Wärmepumpe anstelle oder in Ergänzung zum Widerstandsheizer wird insbesondere der elektrische Leistungsbedarf fürs Heizen reduziert, so dass sich bei einem elektrisch angetriebenen oder antreibba- ren Kraftfahrzeug die Reichweite erhöht, wodurch kleinere - und somit gewichts reduzierte - Fahrzeugbatterien ermöglicht werden.
Die Zuluftkonditionierung ist beispielsweise durch einen Abschnitt mit freiem Querschnitt in einem Karosserieprofil und/oder in einem Hohlraum unter der In- nenraum-Verkleidung einer A-Säule des Fahrzeuginnenraums eingebracht. Die Fügestellen insbesondere längs der Zuluftführung sind geeigneterweise luftdicht ausgeführt. In einer möglichen Ausgestaltung ist das Flächentemperierelement in einen Dach himmel oder in eine Seitentür des Fahrzeuginnenraums integriert. Die wahrge nommene Temperatur einer Innenraumluft hängt beispielsweise auch von der Oberflächentemperatur der raumumschließenden Flächen ab. So kann beispiels weise eine relativ niedrige Raumlufttemperatur von beispielsweise 18 °C als be- haglich empfunden werden, wenn die mittlere Oberflächentemperatur der Rau mumschließungsflächen darüber liegt, beispielsweise bei bis zu 25 °C. Auch die Fahrer-Vigilanz/-Wachheit wird durch eine niedrigere Umgebungsluft während ei ner Fahrt verbessert. Durch die Anordnung des Flächentemperierelements im Dachhimmel und/oder in der Seitentür werden somit temperierbare Raumumschließungsflächen des Fahr zeuginnenraums realisiert. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die energiein tensive Kühl- oder Heizleistung der Zuluftkonditionierung zu reduzieren indem die Umschließungsflächen des Fahrzeuginnenraums entsprechend temperiert wer- den. Beispielsweise kann ein kopfnahes Flächentemperierelement im Dachhimmel oder als Deckenelement mit einer relativ niedrigen Temperatur im Sommer und einer relativ hohen Temperatur im Winter einen Teil der Raumlufttemperierung übernehmen bei gleichem oder besserem Behaglichkeitsempfinden. Dadurch wird der Energieverbrauch des Klimasystems reduziert, was sich insbesondere vorteil haft auf eine Reichweite bei elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahr zeugen überträgt.
Bei einer Ausführung des Flächentemperierelement als Dachhimmel sind das Flä chentemperierelement und die Zuluftkonditionierung kompatibel mit dem Raum bedarf für den Vorhang-Airbag und seiner Entfaltung. Flierzu ist beispielsweise eine rahmenförmige Abdeckung vorgesehen, welche zusätzlich zum Flächentem perierelement auch den Vorhang-Airbag und weitere Dachinstallationen verkleidet. Das Textilgewebe des Flächentemperierelements weist in einem Fugenbereich zur Abdeckung beispielsweise ein angeschrägtes Profil auf, um ein harmonisches, bauteiltoleranzkompensierendes Fugenbild zu erzielen. Das Isolierpaneel kann bei dieser Anwendung vorteilhaft mit einer Widerstandsheizung kombiniert werden.
Beispielsweise erstreckt sich das Flächentemperierelement über den kompletten Dachhimmel des Fahrzeuginnenraums. Alternativ sind beispielsweise zwei oder mehr Flächentemperierelemente vorgesehen, beispielsweise eines pro Sitzreihe, welche vorzugsweise separat durchströmbar sind. Das durch das Flächentempe rierelement erzeugte Mikroklima wirkt somit stärker auf Kopf und Extremitäten, insbesondere wirkt ein temperierter Dachhimmel auf Kopf, Schultergürtel und Ar me des Fahrzeugnutzers.
Bei einer Integration des Flächentemperierelements in eine Seitentür ist das Iso lierpaneel vorzugsweise in einem Freiraum eines Türmoduls integriert. Das Tür modul ist beispielsweise als ein Organoblech-Hybrid-Bauteil ausgeführt. Die Fixie rung des Isolierpaneels am Türmodul erfolgt beispielsweise über Clips-Verbind ungen oder Haftmittel, insbesondere im Bereich der umlaufenden Schweiß- oder Laminiernaht.
Das Isolierpaneel ist hinsichtlich seiner Höhe oder Dicke, durch unterschiedliche Füllungen mit dem Kernmaterial, variabel und flexibel an den jeweils verfügbaren Bauraum anpassbar. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
Fig. 1 ein Klimasystem eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ausschnittsweise das Klimasystem bei einem Heizfall,
Fig. 3 ausschnittsweise das Klimasystem bei einem Kühlfall,
Fig. 4 ein Flächentemperierelement des Klimasystems in einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 5 das Flächentemperierelement in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 6a bis 6c unterschiedliche Ausführungsformen eines Kanalsystems des Flä chentemperierelements, und Fig. 7 ein Entlüftungskreis des Klimasystems.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den glei chen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt ein Klimasystem 2 eines Kraftfahrzeugs 4. Das Kraftfahrzeug 4 ist insbesondere als ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise als ein Elektro- oder Flybridfahrzeug, vorzugsweise als ein Batterie- fahrzeug, ausgeführt.
Der Aufbau des Klimasystems 2 ist nachfolgend anhand der Fig. 2 und der Fig. 3 näher erläutert. Die Fig. 2 zeigt hierbei das Klimasystem 2 in einem Heizfall, also in einem Heiz oder Wärmebetrieb, bei welchem die Temperatur eines Fahrgastraums oder Fahr zeuginnenraums 5 des Kraftfahrzeugs 4 erhöht wird. Ein solcher Heizfall tritt bei spielsweise im Winter bei Umgebungstemperaturen von -20 °C auf. Hierzu weist das Klimasystem 2 einen Kühlmittelkreislauf 6 auf. Der Kühlmittel kreislauf 6 weist einen Verdichter 8 und einen Wärmetauscher 10 auf. Im Heizfall wird eine Verlustwärme aus einem mit dem Kühlmittelkreislauf 6 gekoppelten Ag gregat, hier aus einem Traktionsantrieb 12 des Kraftfahrzeugs 4, über den Kühl- mittelkreislauf an einen Kältemittelkreislauf 14 übertragen, und in einem Käl temittelverdichter 16 auf eine höhere Temperatur gebracht. Der Kältemittelkreis lauf 14 weist eine Kältemittelteilkreislauf 14a auf, welcher ein Expansionsventil 15 sowie den Wärmetauscher 10 aufweist.
Die Verdichtungsleistung wird als Wärme zu der Verlustwärme hinzugefügt. Bei spielsweise weist der Kältemittelverdichter 16 einen Leistungskoeffizienten von Zwei auf (COP = 2). Dies bedeutet, dass wenn der insbesondere elektrische oder elektromotorische Kältemittelverdichter eine Verdichtungsleistung von 1,2 kW (Ki lowatt) aufweist, um eine Verlustwärme von 1 ,2 kW aus dem Aggregat bzw. aus dem Traktionsantrieb 12 zu „pumpen“, dann stehen nach dem Verdichten 2,4 kW Wärmestrom im Kältemittel insbesondere zum Heizen des Fahrzeuginnenraums 5 zur Verfügung. Diese Wärme wird im Kältemittelkreislauf 14 über einen Kältemit telteilkreislauf 14b an über eine Zuluftkonditionierung 18 übertragen und in den Fahrzeuginnenraum 5 eingeströmt (Prinzip Raumluftheizung).
Zusätzlich zu der Zuluftkonditionierung 18 ist ein Flächentemperierelement 20 vorgesehen, wobei die gewonnene Wärme zusätzlich zu der Zuluftkonditionierung 18 anteilig auch über das Flächentemperierelement 20 in den Fahrzeuginnenraum 5 eingetragen wird. Dadurch wird die Klimabehaglichkeit im Fahrzeuginnenraum 5 erhöht und der Energiebedarf im Heizfall reduziert.
Für den Betrieb des Flächentemperierelements 20 ist in ein zusätzlicher Kältemit telkreislauf 14c als (Kältemittel-)Teilkreislauf des Kältemittelkreislaufs 14 vorgese- hen. Der Kältemittelkreislauf 14c ist hierbei über zwei Koppel- oder Anschluss punkte 22 parallel zu dem Teilkreislauf 14b der Zuluftkonditionierung 18 angeord net, und weist ein Expansionsventil 24 sowie einen Wärmetauscher 26 auf. Ist der Kältemittelkreislauf 22 aktiv, ist das Expansionsventil 24 maximal geöffnet und weist hierbei im Wesentlichen keine Drosselwirkung auf.
An den Wärmetauscher 26 ist ein zusätzlicher Kühlmittelkreislauf 28 geführt, wel cher mittels einer Pumpe 30 Wärme von dem Wärmetauscher 26 zu dem Flächen temperierelement 20 führt, wo sie in den Fahrzeuginnenraum 5 übertragen wird. Zusätzlich wird ein Teil des Zuluftstroms der Zuluftkonditionierung 18 unmittelbar an dem Flächentemperierelement 20 als Nebenstrom oder (Teil-)Luftstrom 32 (Fig. 5) ausgeströmt. Dieser Teilluftstrom 32 wird von einem nicht näher bezeich- neten Flauptluftstrom der Zuluftkonditionierung 18 vor, also stromaufwärts, eines Fleizkörpers 34 über einen Strömungspfad 36 abgezweigt. Alternativ wird der Teilluftstrom 32 beispielsweise nach, also stromabwärts, des Fleizkörpers 34 ab gezweigt, wobei der entsprechende Strömungspfad 36' in den Figuren 2 und 3 strichliniert gezeigt ist. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante ist es ebenso denkbar, dass der Teilluftstrom 32 vor dem Wärmetauscher im Kälte- mittelkreislauf 14 abgezweigt wird.
Das über die zusätzlichen Kreisläufe 14c und 28 gespeiste Flächentemperierele ment 20 wirkt im Heizfall als Wärmequelle, und gibt den Fahrzeugnutzern einen zusätzlichen Freiheitsgrad, das Mikroklima an ihre persönlichen Bedürfnisse an- zupassen, wodurch eine Zufriedenheitsquote für die Temperierung des Fahrzeu ginnenraums 5 erhöht wird. Bei vergleichbarem Behaglichkeitsniveau ist der Be darf an Gesamtwärme, welche über die (Wärme-)Quellen 18, 20, und 36 zugeführt wird, signifikant niedriger als bei einer ausschließlichen Raumluftheizung, bei wel cher die gesamte Wärme über die Zuluftkonditionierung 18 zugeführt werden muss.
Bei gegebener Batteriegröße einer Fahrzeugbatterie 38 und mit der Annahme des Fahrens bei einem akzeptablen und invarianten Niveau thermischer Behaglichkeit im Fahrzeuginnenraum 5 lässt sich somit die Reichweite von elektrisch angetrie- benen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen 2 bei niedrigen Außentemperaturen sig nifikant erhöhen. Ebenso signifikant sinkt der Energieverbrauch für dieselbe Reichweite.
Die Fig. 3 zeigt einen Kühlfall des Klimasystems 2, bei welchem die Temperatur im Fahrzeuginnenraum 5 reduziert oder verringert werden soll. Ein solcher Kühlfall tritt beispielsweise im Sommer bei Umgebungstemperaturen von 40 °C auf. Hierzu wird der Zuluft im Kältemittelkreislauf 14b Wärme entzogen und somit ab gekühlt. Die Abgekühlte Zuluft wird über die Zuluftkonditionierung 18 in den Fahr zeuginnenraum 5 eingeströmt. Die entzogene Wärme wird im Kältemittelverdichter 16 auf eine höhere Temperatur gebracht und zusammen mit der Wärme aus der Verdichtung über einen Kondensator 40 (wieder) an die Fahrzeugumgebung ab gegeben. Zusätzlich nimmt beispielsweise ein Kältemittel in einem Kältemittelteil kreislauf 14d Überschusswärme aus einem, insbesondere als Kühlmittelkreislauf ausgebildeten, Batterietemperierkreislauf 42 für die Temperierung der Fahrzeug batterie 38 auf.
Die Kältemittelkreisläufe 14c und 14b arbeiten im Kühlfall parallel. Das Expansi onsventil 24 im Kältemittelkreislauf 14c drosselt vorzugsweise auf einen höheren Druck als ein Expansionsventil 44 im Kältemittelkreislauf 14b, so dass sich eine höhere Verdampfungstemperatur von beispielsweise 15 °C einstellt im Vergleich zu beispielsweise 3 °C. Damit wird der Leistungskoeffizient des Kältemittelkreis laufs 14 erhöht. Bei vergleichbarem Behaglichkeitsniveau ist der Bedarf an Ge samtwärme, welche über die (Wärme-)Senken 18, 20, 36 entzogen wird (also der „Kältebedarf“), signifikant niedriger als bei einer Situation, bei welcher die gesamte Wärme über die Zuluft entzogen wird. Bei gegebener Batteriegröße und mit der Annahme des Fahrens bei einem akzeptablen und invarianten Niveau thermischer Behaglichkeit im Fahrzeuginnenraum 5 lässt sich somit die Reichweite von Batte riefahrzeugen auch bei hohen Außentemperaturen signifikant erhöhen. Ebenso signifikant sinkt der Energieverbrauch für dieselbe Reichweite. Das Flächentemperierelement 20 ist mit Kühlmittelleitungen 46 verbunden und somit in den Kühlmittelkreislauf 28 integriert. Die Kühlmittelleitungen 46 sind vor zugsweise durch die A- oder B-Säule in den Vorderwagen, also zur Fahrzeug frontseite, geführt. Im Kühlmittelkreislauf 28 befindet sich der Wärmetauscher 26 zur Aufnahme der Wärme für das Flächentemperierelement 20 (Heizfall) oder der Abgabe von Wärme daraus (Kühlfall). Ein integrierter Taupunktsensor 48 mit ei nem nicht näher dargestellten Controller zur Steuerung und/oder Regelung von Temperaturlage und Volumenstrom im Flächentemperierelement 20 gewährleistet, dass Kondensation von Luftfeuchte am Flächentemperierelement 20 vermieden wird. Alternativ lässt sich dies mit einem Beobachtermodell ohne Taupunktsensor realisieren, bei verminderter Kühlleistung aufgrund eines vergrößerten Sicher heitsabstands. Das Klimasystem 2 des Kraftfahrzeugs 4 weist somit ein Kältekreissystem 14 mit einem Teilkreislauf 14c mit dem Expansionsorgan 24 und mit dem Wärmetauscher 26, und einen damit verbundenen Sekundärkreis 28 mit Kühlmittel auf, in welchem das Flächentemperierelement 20 und die Pumpe 30 angeordnet sin. Der Teilkreis lauf 14c und der Sekundärkreis 28 sind dergestalt in das Kältekreissystem 14 in- tegriert, dass Wärme aus Fahrzeugaggregaten 12, 38 oder der Umgebungsluft auf ein höheres Temperaturniveau gefördert und in den Sekundärkreis 28 und von dort in den Fahrgastraum 5 übertragen wird, sowie eine Zuluftkonditionierung 18 gespeist aus einem parallelen Teilkreislauf 14b, wobei der Flauptstrom über Aus strömer 49 in den Fahrgastraum 5 geleitet wird und der Nebenstrom 32 zusam- men mit dem Flächentemperierelement 20 wirkt.
Nachfolgend ist der Aufbau des Flächentemperierelements 20, 20' anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert. Das Flächentemperierelement 20, 20' ist in dieser Ausführungsform insbesondere in einen Dachhimmel des Fahrzeuginnenraums 5 integriert. Das Flächentemperierelement 20, 20' somit an einem Dach oder einem Deckenbereich als Verbundfläche 50 des Fahrzeuginnenraums 5 angeordnet.
Das Flächentemperierelement 20 weist ein Textilgewebe 52 und ein Isolierpa neel 54 auf, wobei das Isolierpaneel 54 zumindest teilweise von dem Textilgewe- be 52 aufgenommen ist.
Das vorzugsweise als ein Vakuumisolierpaneel (VIP) ausgeführte Isolierpaneel 54 weist ein Kernmaterial 56 auf, welches von zwei umlaufend laminierten Folienele menten 58 umschlossen ist, wobei das Textilgewebe 52 die Laminat- oder Füge- naht zum Schutz vor Verschmutzungen abdeckt. Die Folienelemente 58 sind vor zugsweise als mehrlagige laminierte Kunststofffolien ausgeführt, wobei die Einzel lagen eine Aluminiumbeschichtung aufweisen. Das Kernmaterial 56 ist beispiels weise als mikroporöse Kieselsäure oder als ein Aerogel ausgeführt, und bevorzug- terweise mit Begleitstoffen zur Festigkeitsverbesserung und mit Trübungsmitteln zur Reduzierung der Wärmestrahlungstransmission ausgeführt.
Das Isolierpaneel 54 weist eine im Montagezustand der Verbundfläche 50 zuge- wandte Außenseite 60 sowie eine im Montagezustand dem Fahrzeuginnenraum 5 zugewandte Innenseite 62 auf. An der Innenseite 62 des Isolierpaneels 54 ist ein Kanalsystem 64 zur Führung des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufes 28 vorge sehen. Das Kühlmittel ist beispielsweise Wasser und/oder Glykol. Das Kanalsystem 64 ist in die Innenseite 62 des Isolierpaneels 54 eingeprägt.
Dies bedeutet, dass das Kanalsystem 64 als Vertiefung oder Prägung in das Iso lierpaneel eingebracht ist, wobei auf den nicht geprägten, hervorstehenden oder überstehenden, Abschnitten der Innenseite 62 ein dichtendes Haftm ittel 66 aufge bracht ist, mit welchem ein als Aluminiumfolie ausgeführtes Folienelement 68 be- festigt ist, welches die Innenseite 62 im Wesentlichen vollständig abdeckt. Das Haftm ittel 66 ist beispielsweise durch Walzenauftrag oder Siebdruck auf die In nenseite 62 aufgebracht.
Das Folienelement 68 schafft im Verbund mit der profilierten oder geprägten Foli- enelement 58 des Isolierpaneels 54 ein hermetisch dichtes Kanalsystem 64 für das durchströmende Kühlmittel. Vorzugsweise wird das im Wesentlichen ebene Folienelement 68 auf das Isolierpaneel 54 beziehungsweise das Folienelement 58 kaschiert. Die Innenseite 62 des Isolierpaneels 54, und somit das Folienelement 68, sind im Montagezustand von dem Textilgewebe 52 abgedeckt, und mit diesem stoff schlüssig gefügt. Hierbei ist die dem Textilgewebe 52 zugewandte Seite des Foli enelements 68 mit einem Haftm ittel 70 beschichtet. Vorzugsweise enthält das Haftm ittel 70 Partikel mit einem hohen Emissionskoeffizienten, insbesondere Gra- phit, um einen möglichst hohen Wärmeübergangskoeffizienten an dieser Grenz fläche zu erreichen. Das Flächentemperierelement 20 beziehungsweise das Isolierpaneel 54 ist vor zugsweise an eine Kontur der Verbundfläche 50 angepasst. Zur Befestigung des Flächentemperierelement 20 an der Verbundfläche 50 ist beispielsweise ein Haft- mittel 72 auf die Außenseite 60 aufgebracht. Das Haftm ittel 72 wird hierbei bei spielsweise linien- oder punktförmig auf die Außenseite 60 aufgebracht.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Flächentemperierelements 20' mit inte grierter Luftführung für den Teilluftstrom des Strömungspfads 36, 36‘. Hierzu weist das Flächentemperierelement 20' beziehungsweise das Isolierpaneel 54 einen kernlosen Bereich 74 ohne das Kernmaterial 56 auf. In dem kernlosen Bereich 74 liegen die Folienelemente 58 im Wesentlichen direkt oder unmittelbar aufeinander, wobei in dem kernlosen Bereich 74 ein Zuluftkanal (Luftführung) zur Führung des Teilluftstroms ausgebildet ist.
Der Zuluftkanal des Bereichs 74 ist mit einer dichtenden Abdeckung 76 abge deckt, wobei die Abdeckung 76 ein betätigbares Ventil 78 zur bedarfsweisen Frei gabe des Zuluftkanals aufweist. Der Teilluftstrom wird zu den Ventilauslässen des Ventils 78 geführt. Das Ventil 78 einen nicht näher bezeichneten (Ventil-)Teller auf, so dass die Luft bei geöffnetem Ventil 78 etwa ringförmig in den Fahrzeugin nenraum 5 ausströmt. Der Teller ist gelenkig gelagert, so dass mittels Neigung die Ausström richtung veränderbar oder einstellbar ist. Die gelenkige Lagerung des Ventils 78 ist in der Fig. 5 mittels der Pfeile 80 schematisch angedeutet.
Das Kanalsystem 64' des Flächentemperierelement 20' ist in dieser Ausführungs form ein in die Innenseite 62 eingebettetes Schlauchsystem ausgeführt. Die In nenseite 62 weist hierbei eine ähnliche Prägung wie im vorstehenden Ausfüh rungsbeispiel auf, jedoch ist das Schlauch- oder Kanalsystem 64' hierbei in die geprägten Abschnitte eingesetzt. Das Folienelement 68 dient hierbei im Wesentli chen als Halterung für das Kanalsystem 64‘, und verhindert ein ungewünschtes Herausgleiten des Kanalsystems 64' aus dem Flächentemperierelement 20‘.
Die Figuren 6a bis 6c zeigen unterschiedliche Ausführungsformen oder Verläufe für das Kanalsystem 64, 64‘. Das Kanalsystem 64, 64' weist beispielsweise eine oder mehrere Bahnen zur Führung des Kühlmittels auf. Beispielsweise ist hierbei eine mäanderförmige Führung realisiert, so dass im Wesentlichen die gesamte Dachhimmelfläche zur Klimatisierung oder Temperierung des Fahrzeuginnen raums 5 genutzt werden kann.
Vorzugsweise ist der Kühlmittelkreislauf 28 - und somit das Flächentemperierele ment 20 - weitgehend luftfrei betrieben. Flierzu sind ein in Fig. 7 gezeigtes Memb ranausdehnungsgefäß 20, eine absperrbare tiefe Befüllstelle 84 und eine hohe Entlüftungsstelle 86 vorgesehen. Die Begriffe „tief“ und „hoch“ beziehen sich hier- bei insbesondere auf eine tatsächliche Stellung im umgebenden Raum, dies be deutet, dass die Befüllstelle 84 im Vergleich zu der Entlüftungsstelle 86 zu einem Fahrzeuguntergrund des Kraftfahrzeugs 4 versetzt angeordnet ist, so dass sich eine in den Kühlmittelleitungen befindliche Luft im Bereich der Entlüftungsstelle 86 selbsttätig sammelt.
Bei eine Erstmontage sowie im Service- oder Reparaturfall erfolgt das Befüllen und Entlüften vor Montage einer Abdeckung oder Innenverkleidung 88 (Fig. 4, Fig. 5) des Fahrzeuginnenraums 5. Flüssigbestandteile können mit einem Gefäß 90 unmittelbar an der Entlüftungsstelle 86 aufgefangen oder über einen zusätzlichen, strichliniert dargestellten, Schlauch 92 nach unten geführt werden. Das Entlüften erfolgt durch Zirkulieren/Spülen des Kühlmittelkreislaufs 28.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ver lassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbei spielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kom binierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, das Flächentemperierelement 20, 20' in eine Fahrzeugtür, insbesondere in eine Seitentür des Fahrzeuginnenraums 5 zu integ rieren. Bezugszeichenliste
2 Klimasystem
4 Kraftfahrzeug
5 Fahrzeuginnenraum, Fahrgastraum
6 Kühlmittelkreislauf 8 Verdichter 10 Wärmetauscher 12 Traktionsantrieb
14 Kältemittelkreislauf
14a, 14b, 14c, 14d Kältemittelkreislauf, Teilkreislauf
15 Expansionsventil
16 Kältemittelverdichter 18 Zuluftkonditionierung
20, 20' Flächentemperierelement
22 Koppelpunkte
24 Expansionsventil
26 Wärmetauscher
28 Kühlmittelkreislauf, Sekundärkreislauf
30 Pumpe
32 Luftstrom, Nebenstrom
34 Heizkörper
36, 36' Strömungspfad
38 Fahrzeugbatterie
40 Kondensator
42 Batterietemperierkreislauf
44 Expansionsventil
46 Kühlmittelleitungen
48 Taupunktsensor
49 Ausströmer
50 Verbundfläche 52 Textilgewebe 54 Isolierpaneel 56 Kernmaterial
58 Folienelement
60 Außenseite
62 Innenseite 64, 64' Kanalsystem
66 Haftmittel 68 Folienelement 70 Haftmittel 72 Haftmittel 74 Bereich 76 Abdeckung 78 Ventil 80 Pfeil 82 Membranausdehnungsgefäß 84 Befüllstelle
86 Entlüftungsstelle 88 Abdeckung 90 Gefäß 92 Schlauch

Claims

Ansprüche
1. Flächentemperierelement (20, 20‘) für ein Klimasystem (2) eines Kraftfahr zeugs (4), aufweisend ein Textilgewebe (52), welches zumindest teilweise ein Isolierpaneel (54) mit zwei umlaufend gefügten ersten Folienelementen
(58) und mit einem darin angeordneten Kernmaterial (56) aufnimmt, wobei das Isolierpaneel (54) eine im Montagezustand einer Verbundfläche (50) zu gewandte Außenseite (60) und eine im Montagezustand einem Fahrzeugin nenraum (5) zugewandte Innenseite (62) aufweist, und wobei an der Innen- seite (62) des Isolierpaneels (54) ein Kanalsystem (64, 64‘) zur Führung ei nes Wärmeträgers vorgesehen ist.
2. Flächentemperierelement (20, 20‘) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Folienelemente (58) als mehrlagige laminierte Kunststofffo lien ausgeführt sind, deren Einzellagen mit Aluminium beschichtet sind.
3. Flächentemperierelement (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (64) in die Innenseite (62) eingeprägt ist, wobei auf den nicht geprägten Abschnitten der Innenseite (62) ein dichtendes Haftmittel (66) aufgebracht ist, mit welchem ein zweites Folienelement (68) befestigt ist, welches die Innenseite (62) im Wesentlichen vollständig abdeckt. 4. Flächentemperierelement (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Folienelement (68) als eine Aluminiumfolie ausgeführt ist.
5. Flächentemperierelement (20) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Folienelement (68) und das Textilgewebe (52) stoffschlüssig miteinander gefügt sind.
6. Flächentemperierelement (20‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierpaneel (54) mindestens einen kernlosen Bereich (74) ohne das Kernmaterial (56) aufweist, in welchem die ersten Folienelemente (58) aufeinander liegen, wobei in dem mindestens einen kernlosen Bereich (74) ein Zuluftkanal zur Führung eines Luftstroms (32) vorgesehen ist.
7. Flächentemperierelement (20‘) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal mit einer dichtenden Abdeckung (76) abgedeckt ist, wo bei die Abdeckung (76) ein betätigbares Ventil (78) zur bedarfsweisen Frei gabe des Zuluftkanals aufweist.
8. Flächentemperierelement (20, 20‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein integrierter Taupunktsensor (48) mit einem Controller zur Steuerung und/oder Regelung einer Temperaturlage und eines Volumenstroms vorge sehen ist. 9. Klimasystem (2) für ein Kraftfahrzeug (4), aufweisend einen Kältemittelkreis lauf (14c) und einen damit gekoppelten Kühlmittelkreislauf (28) sowie eine parallel zum Kältemittelkreislauf (14c) verlaufende Zuluftkonditionierung (18),
- wobei der Kältemittelkreislauf (14c) ein Expansionsorgan (24) und einen Wärmetauscher (26) aufweist, - wobei der Kühlmittelkreislauf (28) mit dem Wärmetauscher (26) gekoppelt ist, und eine Pumpe (30) sowie ein Flächentemperierelement (20, 20‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist,
- wobei ein Hauptstrom der Zuluftkonditionierung (18) über Ausströmer (49) in einen Fahrzeuginnenraum (5) geführt ist, und - wobei ein Nebenstrom (32) der Zuluftkonditionierung (18) zusammen mit dem Flächentemperierelement (20, 20‘) wirkt.
10. Klimasystem (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächentemperierelement (20, 20‘) in einen Dachhimmel oder in ei ne Seitentür des Fahrzeuginnenraums (5) integriert ist.
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