DE102004042287A1

DE102004042287A1 - Kompaktes Fahrzeugtemperatursteuersystem

Info

Publication number: DE102004042287A1
Application number: DE102004042287A
Authority: DE
Inventors: Gerald Richter; Thomas Ehlers; Eckart Sievers
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2024-08-25
Also published as: DE102004042287B4; JP2005067598A; US20050045320A1; JP4009280B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein kompaktes Fahrzeugtemperatursystem. Das System umfasst ein Gehäuse, einen Verdampferkern und einen Heizerkern, die in dem Gehäuse angeordnet sind, und eine zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern angeordnete Trennwand. Das Gehäuse hat eine Lufteinlassöffnung für den Lufteinlass und eine Luftauslassöffnung für den Luftauslass. Der Verdampferkern steht in Fluidkommunikation mit der Einlassöffnung. Der Heizerkern ist dem Verdampferkern nachgeschaltet angeordnet und steht mit diesem in Fluidkommunikation, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern definiert ist. Der Heizerkern hat einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Die Trennwand hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende ist an dem ersten Teil des Heizerkerns befestigt und erstreckt sich von dort über die Länge des Heizerkerns in den Zwischenraum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern.

Description

Hintergrund
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugtemperatursteuersystem für das Heizen und Kühlen eines Fahrgastinnenraums eines Fahrzeugs.

Fahrzeugtemperatursteuersysteme oder Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme (Klimaanlagen) sind im Stand der Technik bekannt und finden in der Fahrzeugindustrie breite Verwendung. In Klimaanlagen wird Luft normalerweise durch eine Einlassöffnung eingelassen und von der Einlassöffnung durch einen ersten Kanal zu einem Verdampferkern für die Kühlung der ihn durchströmenden Luft geleitet. Ein zweiter Kanal leitet die gekühlte Luft vom Verdampferkern durch einen Heizerkern, wo die Luft erwärmt werden kann. Die gekühlte Luft tritt durch eine Auslassöffnung aus.

Obwohl das eben erwähnte System ausreicht, sehen sich die Hersteller aufgrund industrieller Bedürfnisse zur Fertigung eines kompakteren Systems veranlasst. Eine Herausforderung besteht für die Hersteller zum Beispiel darin, Heizerkern und Verdampferkern enger beieinander anzuordnen, obwohl bei dieser Konfiguration von enger beieinander angeordnetem Heizerkern und Verdampferkern unerwünschte Kondensatbildung auf dem Heizerkern auftreten kann.

Zusammenfassung

Die Erfindung stellt ein Fahrzeugtemperatursteuersystem bereit, das mit einem Heizerkern und einem Verdampferkern ausgestattet ist, die zwar relativ nahe beieinander, jedoch ohne einen direkten Weg für Wassertröpfchen zwischen dem Heizerkern und dem Verdampferkern angeordnet sind, so dass unerwünschte Kondensatbildung auf dem Heizerkern verhindert wird.

Das Fahrzeugtemperatursteuersystem umfasst ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordneten Verdampferkern, einen in dem Gehäuse angeordneten Heizerkern und eine Trennwand. Das Gehäuse hat eine für den Lufteinlass durch das Gehäuse hindurch geformte Lufteinlassöffnung und eine für den Luftauslass durch das Gehäuse hindurch geformte Luftauslassöffnung. Der Verdampferkern steht in Fluidkommunikation mit der Einlassöffnung und befindet sich neben ihr. Der Heizerkern ist dem Verdampferkern nachgeschaltet und steht mit ihm in Fluidkommunikation. Der Heizerkern hat einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil. Der Heizerkern und der Verdampferkern stehen in seitlicher Beziehung zueinander, so dass sich ein Zwischenraum zwischen dem Heizerkern und dem Verdampferkern bildet. Die Trennwand hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende der Trennwand ist an dem ersten Teil des Heizerkerns befestigt. Das zweite Ende der Trennwand erstreckt sich über die Länge des Heizerkerns in den Raum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern hinein.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei Prüfung der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche unter Berücksichtigung der Zeichnungen deutlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugtemperatursteuersystems entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung.
2 ist eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Fahrzeugtemperatursteuersystems.
3 ist eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Fahrzeugtemperatursteuersystems entsprechend einer anderen Ausgestaltung der Erfindung.
4 ist eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Fahrzeugmehrbereichstemperatursteuersystems entsprechend einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung.
5 ist eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Fahrzeugmehrbereichstemperatursteuersystems entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Die Erfindung stellt allgemein ein Fahrzeugtemperatursteuersystem bereit, das mit einem Heizerkern und einem Verdampferkern ausgestattet ist, die relativ nahe zusammen angeordnet sind, ohne dass eine unerwünschte Kondensatbildung auf dem Heizerkern auftritt. Das Fahrzeugtemperatursteuersystem besitzt eine Trennwand, die das Eindringen von Kondensat vom Verdampferkern in den Heizerkern verhindert, wodurch eine Anordnung des Heizerkerns und des Verdampferkerns relativ nahe zusammen möglich ist.
1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugtemperatursteuersystems 10 dar, das das Gehäuse 12 umfasst. Das Gehäuse 12 hat eine Lufteinlassöffnung 14 für den Lufteinlass und eine Luftauslassöffnung 16 für den Luftauslass.
2 ist eine Schnittdarstellung des Fahrzeugtemperatursteuersystems 10. Wie dargestellt, umfasst das System 10 ein Gebläse 11 an der Einlassöffnung 14 für das Ein leiten von Umgebungsluft oder zurückgeführter Luft in das System 10. Das System 10 umfasst außerdem einen innerhalb des Gehäuses 12 angeordneten und dem Gebläse 11 nachgeschalteten Verdampferkern 18. Der Verdampferkern 18 steht mit der Einlassöffnung 14 in Fluidkommunikation. Wie dargestellt, hat der Verdampferkern 18 eine Einlassseite 40 und eine Auslassseite 42.
Außerdem steht innerhalb des Gehäuses 12 ein Heizerkern 20 in seitlicher Beziehung zu dem Verdampferkern 18. In dieser Ausgestaltung ist der Heizerkern 20 dem Verdampferkern 18 nachgeschaltet und steht mit ihm in Fluidkommunikation. Der Heizerkern 20 hat einen ersten Teil 24 und einen zweiten Teil 26 sowie eine Eingangsseite 34 und eine Ausgangsseite 36. Innerhalb des Gehäuses 12 ist zwischen dem Verdampferkern 18 und dem Heizerkern 20 ein Zwischenraum 22 definiert.
Das System 10 umfasst außerdem eine innerhalb des Gehäuses 12 angeordnete Trennwand 28. Die Trennwand 28 kann aus Aluminium, Stahl, Plastwerkstoff, keramischem oder jedem geeigneten Material gefertigt sein. Wie dargestellt, hat die Trennwand 28 ein erstes Ende 30 und ein zweites Ende 32. Das erste Ende 30 der Trennwand 28 ist an dem ersten Teil 24 des Heizerkerns 20 befestigt, und das zweite Ende 32 der Trennwand 28 erstreckt sich über mindestens einen Teil der Länge des Heizerkerns 20 und in den Zwischenraum 22 hinein. Die Trennwand 28 hat außerdem eine zur Trennung des Luftstroms vom Verdampferkern 18 und vom Heizerkern 20 ausreichende Breite. Die Trennwand 28 bildet einen Strömungskanal 38 vom Verdampferkern 18 zur Eingangsseite 34 des Heizerkerns 20. Die Trennwand 28 trennt einen Kaltluftabschnitt 50 und einen Warmluftabschnitt 52 voneinander. Der Kaltluftabschnitt 50 befindet sich neben dem Verdampferkern 18 und dem Warmluftabschnitt 52 neben dem Heizerkern 20.
Das zweite Ende 32 der Trennwand 28 erstreckt sich bis zu einem Mischkanal 54 des Gehäuses 12, in dem Kaltluft und Warmluft vor Verlassen des Systems 10 gemischt werden. Die Kaltluft strömt vom Verdampferkern 18 durch den Kaltluftabschnitt 50 zum Mischkanal 54. Die Warmluft strömt vom Heizerkern 20 durch den Warmluftabschnitt 52 und mischt sich im Mischkanal 54 mit der Kaltluft.
Wie zuvor erwähnt, ist im Gehäuse ein Gebläse 11 angeordnet. Das Gebläse 11 ist für das Einleiten entweder von Umgebungsluft oder zurückgeführter Luft in die Einlassseite 40 des Verdampferkerns 18 diesem vorgeschaltet angeordnet. Kondensation am Verdampferkern 18 kann zum Abflussbereich 46 hin erwünscht sein, der innerhalb des Gehäuses 12 zur Aufnahme des Kondensats bei Normalbetrieb geformt ist. Der Abflussbereich 46 des Gehäuses 12 befindet sich vorzugsweise unter dem Verdampferkern 18. Eine Abflussöffnung ist für die Kondensatableitung durch das Gehäuse 12 hindurch geformt.
Im Betrieb leitet das Gebläse 11 entweder Umgebungsluft oder zurückgeführte Luft durch die Einlassöffnung 14 in die Einlassseite 40 des Verdampferkerns 18 hinein. Der Verdampferkern 18 kühlt die Luft. Die gekühlte Luft tritt durch die Auslassseite 42 des Verdampferkerns 18 aus. Nach der Auslassseite 42 des Verdampferkerns 18 wird die Luft in einen ersten und einen zweiten Luftanteil aufgeteilt. Der erste Luftanteil wird durch den Kaltluftabschnitt 50 zum Mischkanal 54 geleitet. Der zweite Luftanteil wird zum Strömungskanal 38 gelenkt. Danach wird der zweite Luftanteil im Strömungskanal 38 durch die Eingangsseite 34 des Heizerkerns 20 in den Heizerkern 20 geleitet. Der zweite Luftanteil wird im Heizerkern 20 erwärmt und tritt durch die Ausgangsseite 36 des Heizerkerns 20 aus. Anschließend wird der zweite Luftanteil durch den Warmluftabschnitt 52 zum Mischkanal 54 geleitet. Die Temperaturklappe 56 begrenzt die Menge des ersten und des zweiten Luftanteils, die in den Mischkanal 54 einströmen. Im Mischkanal 54 mischen sich der erste und der zweite Luftanteil zwecks Erzeugung der Ausgangsluft. Die Ausgangsluft tritt durch die Auslassöffnung 16 aus dem Gehäuse 12 aus.
Wie gezeigt, stellt 3 ein Fahrzeugtemperatursteuersystem 110 bereit, das mit ähnlichen Elementen wie das in 2 gezeigte Fahrzeugtemperatursteuersystem 10 ausgestattet ist. Zum Beispiel sind in 3 ein Mischkanal 154, eine Trennwand 128 und ein Strömungskanal 138 dieselben Elemente wie der Mischkanal 54, die Trennwand 28 bzw. der Strömungskanal 38 in 2. Das Fahrzeugtemperatursteuersystem 110 ist jedoch im Mischkanal 154 mit einer Warmluftklappe 158 und einer Kaltluftklappe 160 ausgestattet. Die Warmluftklappe 158 reguliert das Hineinströmen von Warmluft in einen Mischkanal 154 und die Kaltluftklappe 160 das Hineinströmen von Kaltluft in den Mischkanal 154.
Wie gezeigt, stellt 4 ein Fahrzeugtemperatursteuersystem 210 bereit, das mit ähnlichen Elementen wie das in 2 gezeigte Fahrzeugtemperatursteuersystem 10 ausgestattet ist. Zum Beispiel sind in 4 ein erster Mischkanal 254, eine Trennwand 228 und ein Strömungskanal 238 dieselben Elemente wie der Mischkanal 54, die Trennwand 28 bzw. der Strömungskanal 38 in 2. Es ist jedoch im Abstand zu einem Gehäuse 212 ein zweiter Teil 226 eines Heizerkerns 220 angeordnet, so dass ein Warmlufteinlass 260 gebildet wird. Eine zweite Trennwand 262 mit einem ersten Ende 264 und einem zweiten Ende 266 ist innerhalb des Gehäuses 212 angeordnet. Das erste Ende 264 der zweiten Trennwand 262 ist an einem zweiten Teil 226 eines Heizerkerns 220 befestigt und ragt in den Strömungskanal 238 hinein, so dass ein Warmluftkanal 268 gebildet wird. Innerhalb des Warmluftkanals 268 ist eine Mehrbereichswarmluftklappe 270 angeordnet, die den Warmluftstrom vom Warmlufteinlass 260 begrenzt.
Das zweite Ende 266 der zweiten Trennwand 262 bildet vom Strömungskanal 238 aus einen Kaltluftkanal 272. Innerhalb des Kaltluftkanals 272 ist eine Mehrbereichskaltluftklappe 274 vorhanden, die den Kaltluftstrom von einem Verdampferkern 218 begrenzt. Innerhalb des Gehäuses 212 sowie nachgeschaltet zum Kaltluftkanal 272 und zum Warmluftkanal 268 sowie mit diesen in Fluidkommunikation stehend ist ein Mehrbereichsmischkanal 276 für das Mischen von Kaltluft aus dem Kaltluftkanal 272 und Warmluft aus dem Warmluftkanal 268 zwecks Erzeugung von Mischluft angeordnet. Die Mischluft aus dem Mehrbereichsmischkanal 276 tritt durch eine Mehrbereichsauslassöffnung 280 aus.
Wie gezeigt, stellt 5 ein Fahrzeugtemperatursteuersystem 310 bereit, das mit ähnlichen Elementen wie das in 4 gezeigte Fahrzeugtemperatursteuersystem 210 ausgestattet ist. Zum Beispiel sind in 5 ein Warmluftkanal 368, ein Kaltluftkanal 372 und ein Mischkanal 354 dieselben Elemente wie der Warmluftkanal 268, der Kaltluftkanal 272 bzw. ein Mischkanal 254 in 4. Das Fahrzeugtemperatursteuersystem 310 ist jedoch im Mischkanal 354 mit einer Warmluftklappe 358 und einer Kaltluftklappe 360 ausgestattet. Die Warmluftklappe 358 reguliert das Hineinströmen von Warmluft in den Mischkanal 354 und die Kaltluftklappe 360 das Hineinströmen von Kaltluft in den Mischkanal 354.
Obwohl die Erfindung anhand von Vorzugsausgestaltungen beschrieben worden ist, wird sie natürlich nicht darauf beschränkt, da durch Fachleute Modifikationen, insbesondere aufgrund der voranstehenden Lehren, an ihnen ausgeführt werden können.

Claims

Fahrzeugtemperatursteuersystem, umfassend: – ein Gehäuse mit einer Lufteinlassöffnung für den Lufteinlass und einer Luftauslassöffnung für den Luftauslass; – einen Verdampferkern, der im Gehäuse angeordnet ist und in Fluidkommunikation mit der Einlassöffnung steht; – einen Heizerkern, der im Gehäuse dem Verdampferkern nachgeschaltet angeordnet ist und mit diesem in Fluidkommunikation steht, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern definiert ist, wobei der Heizerkern einen ersten Teil und einen zweiten Teil hat; – eine Trennwand mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende an dem ersten Teil des Heizerkerns befestigt ist und sich von dort über die Länge des Heizerkerns in den Zwischenraum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern erstreckt und das zweite Ende erstreckt sich von dort über die Länge des Heizerkerns in den Zwischenraum zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern.
System nach Anspruch 1, wobei der Heizerkern eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite hat und wobei die Trennwand einen Strömungskanal vom Verdampferkern zur Eingangsseite des Heizerkerns bildet.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verdampferkern und der Heizerkern in seitlicher Beziehung zueinander stehen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verdampferkern eine Einlassseite und eine Auslassseite hat, wobei sich die Einlassseite neben der Einlassöffnung und die Auslassseite neben der Trennwand befindet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem ein Gebläse für das Einleiten von Luft in die Einlassseite des Verdampferkerns umfassend, das im Gehäuse angeordnet und dem Verdampferkern vorgeschaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse neben dem Verdampferkern einen Abflussbereich für das Kondensat bildet und durch das Gehäuse hindurch eine Abflussöffnung für die Kondensatableitung geformt ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trennwand einen Kaltluftanteil und einen Warmluftanteil des Zwischenraums zwischen dem Verdampferkern und dem Heizerkern voneinander trennt, wobei sich der Kaltluftanteil neben dem Verdampferkern und der Warmluftanteil neben dem Heizerkern befindet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Trennwand einen Mischkanal für das Mischen von Kaltluft und Warmluft bildet, wobei der Mischkanal nachgeschaltet ist und in Fluidkommunikation mit dem Kaltluftanteil und dem Warmluftanteil steht.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, außerdem eine Temperaturklappe für die Regulierung des Gemischs von Kaltluft und Warmluft umfassend, die im Mischkanal und neben dem zweiten Ende der Trennwand angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Temperaturklappe außerdem eine Warmluftklappe für die Regulierung eines Warmluftstroms und eine Kaltluftklappe für die Regulierung eines Kaltluftstroms umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Mischkanal ein erster Mischkanal und die Trennwand eine erste Trennwand ist.