DE102009057870A1

DE102009057870A1 - Kraftfahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE102009057870A1
Application number: DE102009057870A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Dipl.-Ing. Schweizer; Andreas Pfander; Walter Dipl.-Ing. Wolf
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Bei einer Kraftfahrzeugklimaanlage (1), umfassend ein Gebläse (2), vorzugsweise einen Kältemittelverdampfer (3), eine Heizeinrichtung (4), ein Gehäuse (6), wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage (1) in einem Aggregateraum (10) innerhalb eines Trenngehäuses (7) zur Abtrennung von dem Aggregateraum (10) vor einer Stirnwandung (19) eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist, soll auch der Innenraum innerhalb des Trenngehäuses (7) außerhalb eines Gehäuses (6) der Kraftfahrzeugklimaanlage (1) für die Kraftfahrzeugklimaanlage (1) genutzt werden können und somit für das Trenngehäuse (7) wenig Bauraum in dem Aggregateraum (10) benötigt werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Raum (8) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Trenngehäuse (7) wenigstens einen Luftkanal (9) der Kraftfahrzeugklimaanlage (1) zum Durchleiten von Luft bildet und/oder der Raum (8) eine thermische Pufferzone bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Kraftfahrzeug.
Kraftfahrzeugklimaanlagen werden eingesetzt, um einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges gekühlte und/oder erwärmte Luft zuzuführen. Innerhalb eines Gehäuses der Kraftfahrzeugklimaanlage sind im Allgemeinen ein Gebläse, ein Kältemittelverdampfer und eine Heizeinrichtung angeordnet. Aufgrund spezieller Abmessungen des Kraftfahrzeuges kann es erforderlich sein, dass die Kraftfahrzeugklimaanlage nicht hinter einer Stirnwandung zur Trennung eines Aggregateraumes von dem Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, sondern vor der Stirnwandung des Kraftfahrzeuges innerhalb des Aggregateraumes.
Aus der DE 10 2004 011 523 A1 ist eine Montageeinheit zum Einbau in eine Karosserie, insbesondere eine Fahrzeugkarosserie, bekannt. Die Montageeinheit dient zur Aufnahme von Einbauten und ist vor einer einen Motorraum und einen Fahrzeugraum trennenden Stirnwand in dem Motorraum angeordnet. Als Einbauten in die Montageeinheit ist auch eine Klimaanlage vorgesehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine in einem Aggregateraum innerhalb eines Trenngehäuses angeordnete Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei auch der Innenraum innerhalb des Trenngehäuses außerhalb eines Gehäuses der Kraftfahrzeugklimaanlage für die Kraftfahrzeugklimaanlage genutzt werden kann und somit für das Trenngehäuse wenig Bauraum in dem Aggregateraum benötigt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend ein Gebläse, vorzugsweise einen Kältemittelverdampfer, eine Heizeinrichtung, ein Gehäuse, wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage in einem Aggregateraum innerhalb eines Trenngehäuses zur Abtrennung von dem Aggregateraum vor einer Stirnwandung eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist, wobei ein Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse ganz oder teilweise wenigstens einen Luftkanal der Kraftfahrzeugklimaanlage zum Durchleiten von Luft bildet und/oder der Raum eine thermische Pufferzone bildet.
Der Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse kann somit auch als Luftkanal zum Durchleiten von Luft genützt werden. Damit wird dieser Raum einer Nutzung für die Kraftfahrzeugklimaanlage zugeführt, so dass insgesamt auch das Gehäuse der Kraftfahrzeugklimaanlage und damit auch das Trenngehäuse kleiner ausgeführt werden kann. Somit wird innerhalb des Aggregateraumes, insbesondere eines Motorraumes, weniger Bauraum für das Trenngehäuse benötigt. Der Luftkanal in dem Raum kann dabei auch zur Mischung von Umluft und Frischluft genutzt werden sowie außerdem zur Übertragung von Wärme von der Frischluft und/oder Umluft zu dem Kältemittelverdampfer oder umgekehrt und zur Übertragung von Wärme von der Heizeinrichtung zu der Frischluft und/oder Umluft in dem Luftkanal zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse. Damit hat der Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse zusätzliche Funktionen für die Kraftfahrzeugklimaanlage, so dass dadurch der Bauraum für das Trenngehäuse weiter reduziert werden kann.
Das Trenngehäuse schützt außerdem die Kraftfahrzeugklimaanlage vor schädlichen Umwelteinflüssen innerhalb des Aggregateraumes, beispielsweise Wasser, Feuchtigkeit und Staub, so dass der Innenraum innerhalb des Trenngehäuses einen Trockenraum darstellt. Dadurch können in oder an der Kraftfahrzeugklimaanlage auch innenraumtaugliche Komponenten, z. B. elektrische Komponenten ohne einen erhöhten Feuchtigkeitsschutz, verwendet werden. Ferner ist bei Hybridfahrzeugen oder bei Elektrofahrzeugen ein Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage im Hochvoltbereich, z. B. mit Spannungen von mehr als 40 V, 60 V oder 300 V, erforderlich. Hier dient außerdem das Trenngehäuse zur elektrischen Isolierung der Kraftfahrzeugklimaanlage von der Umgebung innerhalb des Aggregateraumes, so dass zusätzlich in vorteilhafter Weise keine aufwendige elektrische Isolierung der elektrischen Hochvoltkomponenten der Kraftfahrzeugklimaanlage erforderlich ist. Die Wandung des Trenngehäuses kann mit einer elektrischen und/oder thermischen Isolierung versehen sein. Die Isolierung ist vorzugsweise Bestandteil der Wandung des Trenngehäuses. Das Trenngehäuse isoliert außerdem die Kraftfahrzeugklimaanlage gegen Feuchtigkeit, hohe Temperaturschwankungen und ist außerdem eine Schallisolierung, so dass dadurch von der Kraftfahrzeugklimaanlage auch weniger Geräusche an die Umgebung abgegeben werden. Da der Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse auch als Luftkanal dient, können damit auch Wände zur Ausbildung von Luftkanälen in dem Gehäuse der Kraftfahrzeugklimaanlage eingespart werden.
Insbesondere ist in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse wenigstens ein Luftfilter angeordnet. Aufgrund der Anordnung des Luftfilters im Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse, der wenigstens einen Luftkanal bildet, wird innerhalb des Gehäuses der Kraftfahrzeugklimaanlage kein Bauraum zur Aufnahme des Luftfilters benötigt. Damit kann der Bauraum des Gehäuses der Kraftfahrzeugklimaanlage verkleinert und somit zusätzlich Bauraum innerhalb des Aggregateraumes eingespart werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse wenigstens eine Luftleiteinrichtung, insbesondere eine Luftklappe, angeordnet. Aufgrund der Anordnung wenigstens einer Luftleiteinrichtung in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse als Luftkanal kann somit in analoger Weise auch Bauraum für die Luftleiteinrichtung eingespart werden.
In einer ergänzenden Ausführungsform dient die wenigstens eine Luftleiteinrichtung, insbesondere als Frisch- und/oder Umluftklappe, zur Steuerung des Frisch- und Umluftanteils der einem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Wandung des Trenngehäuses eine Wandung zur Trennung des Aggregateraumes von dem Innenraum des Trenngehäuses, insbesondere des Raumes zwischen dem Gehäuses und dem Trenngehäuse, und/oder wenigstens eine Wandung des Trenngehäuses ist ein Teil der Stirnwandung und/oder wenigstens eine Wandung des Trenngehäuses ist eine Außenwandung eines Kraftfahrzeuges. Die Stirnwandung als auch eine Außenwandung des Kraftfahrzeuges kann somit als Wandung des Trenngehäuses genützt werden. Damit wird weniger Bauraum für das Trenngehäuse benötigt, weil sich das Trenngehäuse beispielsweise unmittelbar an die Stirnwandung und/oder an die Außenwandung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise eine Motorhaube, anschließen kann.
In einer Variante sind innerhalb des Gehäuses der Kältemittelverdampfer und/oder das Gebläse und/oder die Heizeinrichtung und/oder wenigstens ein Luftfilter angeordnet.
Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung und/oder die Heizeinrichtung ist ein von Kühlmittel eines Verbrennungsmotors durchströmter Wärmeübertrager.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Stirnwandung wenigstens eine Einlassöffnung zur Zuführung von Luft in den Fahrzeuginnenraum aus der Kraftfahrzeugklimaanlage auf. Die Stirnwandung kann dabei mehrere Einlassöffnungen aufweisen oder eine große Einlassöffnung und diese große Einlassöffnung ist dabei von der Kraftfahrzeugklimaanlage teilweise abgedeckt und innerhalb der Kraftfahrzeugklimaanlage sind Einlassöffnungen ausgebildet, um Luft separat Luft beispielsweise für die Windschutzscheibe und/oder die Armaturentafel und/oder den Fußraum zuführen zu können.
Insbesondere dient die wenigstens eine Luftleiteinrichtung, insbesondere als Windschutzscheibenklappe und/oder Armaturentafelklappe und/oder Fußraumklappe, zur Steuerung der durch die wenigstens eine Einlassöffnung in den Fahrzeuginnenraum geleiteten Luft. Mittels der Windschutzscheibenklappe wird die Menge an Luft gesteuert und/oder geregelt, die durch eine Einlassöffnung für die Windschutzscheibe geleitet wird. Damit kann die Luftmenge gesteuert und/oder geregelt werden, welche der Windschutzscheibe, insbesondere zur Defrostung der Windschutzscheibe, zugeleitet wird. Dies gilt in analoger Weise auch für die Armaturentafelklappe und die Fußraumklappe.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Stirnwandung wenigstens eine Auslassöffnung zur Ausleitung von Luft als Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum in die Kraftfahrzeugklimaanlage auf.
In einer ergänzenden Variante ist eine Lufteinlassöffnung außenseitig an dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet. Bei einer Ausrichtung der Lufteinlassöffnung, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges wird aufgrund des Fahrtwindes die Umgebungsluft in die Lufteinlassöffnung eingeblasen, so dass dadurch eine geringere Gebläseleistung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erforderlich ist und damit der Energieaufwand zum Betrieb des Gebläses verringert werden kann. Die Lufteinlassöffnung kann auch an einer Stoßstange, einer Haube, eines Kühlergrilles, eines Unterbodens, eines Radlaufes oder einem Bodenbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Die Frischluft von der Lufteinlassöffnung kann vorzugsweise durch einen Frischluftkanal zu dem Gehäuse geleitet werden.
In einer weiteren Variante weist die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Wasserabscheider auf und der Wasserabscheider ist in Strömungsrichtung der Luft vor dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse angeordnet und/oder der Wasserabscheider ist in Strömungsrichtung der Luft vor der wenigstens einen Luftleiteinrichtung zur Steuerung des Frisch- und Umluftanteils der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft angeordnet.
Zweckmäßig wird die Frischluft in einem Frischluftkanal zur Wasserabscheidung umgelenkt.
Insbesondere ist der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Gehäusewandung des Gehäuses größer, insbesondere um das 2-, 3-, 5-, 10- oder 20-Fache größer, als der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Wandung des Trenngehäuses und/oder eine Wandung des Trenngehäuses eine thermische und/oder eine elektrische Isolierung umfasst.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Wandung des Trenngehäuses wenigstens teilweise mit einer thermischen und/oder elektrischen Isolierung versehen. Mittels der thermischen Isolierung können Wärme- und Kälteverluste insbesondere in den Aggregateraum reduziert Werden. Mittels der elektrischen Isolierung kann die Kraftfahrzeugklimaanlage bei einem Betrieb mit Hochspannung, beispielsweise einer Spannung von wenigstens 40 V, 200 V oder 300 V, elektrisch isoliert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist Wärme von der Heizeinrichtung durch wenigstens eine Gehäusewandung des Gehäuses zu der Luft in dem Raum leitbar zur Erwärmung der Luft vor dem Einleiten innerhalb des Gehäuses und/oder Wärme ist von der Luft in dem Raum durch wenigstens eine Gehäusewandung des Gehäuses zu dem Kältemittelverdampfer leitbar zur Kühlung der Luft vor dem Einleiten innerhalb des Gehäuses. Die Gehäusewandung weist eine kleinen Wärmedurchgangskoeffizienten auf. Dadurch kann Wärme durch die Gehäusewandung in einem größeren Umfang geleitet werden, so dass der Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse auch zum Erwärmen und/oder Abkühlen der dort befindlichen Luft genutzt werden kann. Damit wird von dem Gebläse bereits vortemperierte Luft angesaugt und der Raum wird damit einer zusätzlichen Nutzung, neben einer Nutzung als Mischraum für Frischluft und Umluft, zugeführt. Aufgrund des großen Wärmedurchgangskoeffizienten wenigstens einer Wandung, insbesondere sämtlicher Wandungen des Trenngehäuses, ist ferner die Kraftfahrzeugklimaanlage innerhalb des Trenngehäuses thermisch gegenüber dem Aggregateraum isoliert, so dass dadurch Energie eingespart werden kann, weil beispielsweise bei hohen Temperaturen aufgrund von Abwärme von Aggregaten innerhalb des Aggregateraumes sich die Kraftfahrzeugklimaanlage im Wesentlichen nicht erwärmt und dadurch kein unnötiger Energieaufwand zum Kühlen der Luft aufgrund der Abwärme der Aggregate erforderlich ist. Das Trenngehäuse dient somit neben dem Schutz von schädlichen Umwelteinflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit, Staub, Geruch oder Verschmutzungen, somit auch als thermische Isolierung und trennt somit die Kraftfahrzeugklimaanlage thermisch von dem Aggregateraum im Wesentlichen ab.
Erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Kraftfahrzeugklimaanlage ausgebildet ist.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Wandung des Trenngehäuses kleiner als 20, 10, 5, 3, 2, 1 oder 0,5 W/m²·K.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Gehäusewandung des Gehäuses größer als 30, 20, 10, 5, 3, 2 oder 1 W/m²·K.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Längsschnitt einer Kraftfahrzeugklimaanlage in einem Trenngehäuse in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 den Längsschnitt der Kraftfahrzeugklimaanlage in dem Trenngehäuse in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 den Längsschnitt der Kraftfahrzeugklimaanlages in dem Trenngehäuse in einem dritten Ausführungsbeispiel,
4 den Längsschnitt der Kraftfahrzeugklimaanlages in dem Trenngehäuse in einem vierten Ausführungsbeispiel und
5 den Längsschnitt der Kraftfahrzeugklimaanlages in dem Trenngehäuse in einem fünften Ausführungsbeispiel.
Eine Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dient zum Erwärmen und/oder zum Kühlen von einem Fahrzeuginnenraum 27 zuzuführender Luft. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist hierzu einen Kältemittelverdampfer 3 zum Kühlen der Luft und eine als elektrische Widerstandsheizeinrichtung 5, insbesondere PTC-Heizeinrichtung, ausgebildete Heizeinrichtung 4 zum Erwärmen der Luft auf. Innerhalb eines Gehäuses 6 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 ist neben dem Kältemittelverdampfer 3 und der elektrischen Widerstandsheizung 5 auch ein Gebläse 2 angeordnet. Das Gebläse 2 wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Ferner umfasst die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Kältekreis mit einem Verdichter und einem Käitemittelkondensator. Der Kältekreis ist in 1 nicht dargestellt, lediglich der Kältemittelverdampfer 3.
Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 ist dabei innerhalb eines Trenngehäuses 7 in einem als Motorraum 11 ausgebildeten Aggregateraum 10 ausgebildet. In dem Motorraum 11 ist beispielsweise ein Aggregat 30, insbesondere ein Verbrennungs- oder Elektromotor 31, angeordnet. Daneben können in dem Aggregateraum 10 auch weitere Aggregate 30, beispielsweise ein Getriebe oder eine Batterie angeordnet sein. Eine Wandung 18 des Trenngehäuses 7 werden dabei von Wandungen 18 gebildet, die ausschließlich zur Ausbildung des Trenngehäuses 7 zur Verfügung gestellt werden, sowie auch von Wandungen 18, die als Außenwandung 20 des Kraftfahrzeuges dienen, sowie als Stirnwandung 19. Das Trenngehäuse 7 bzw. die Wandungen 18 des Trenngehäuses 7 sind mit einer thermischen und/oder elektrischen Isolierung 35 versehen. Die Stirnwandung 19 dient dabei dazu, den Fahrzeuginnenraum 27 zur Aufnahme von Personen von dem Aggregateraum 10 abzutrennen.
Innerhalb des Gehäuses 6 ist ein Luftkanal 9 zum Leiten von Luft ausgebildet. Ferner ist auch ein Luftkanal 9 in einem Raum 8 zwischen dem Gehäuse 6 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 mit dem Trenngehäuse 7 bzw. Wandungen 18 des Trenngehäuses 7 ausgebildet. In den Raum 8 als Luftkanal 9 mündet eine Lufteinlassöffnung 29 im Bereich einer Windschutzscheibe 28 zur Zuführung von Frischluft aus der Umgebung des nicht dargestellten Kraftfahrzeuges. Ein Teil des Raumes 8 als Luftkanal 9 stellt somit einen Frischluftkanal 33 dar. An dem Ende des Frischluftkanales 33 ist eine Luftleiteinrichtung 15 als Frischluftklappe 16 und als Umluftklappe 17 ausgebildet. Die Stirnwandung 19 ist ferner mit einer Auslassöffnung 32 für Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 27, d. h. Umluft, versehen. Durch die Auslassöffnung 32 und einen daran anschließenden Umluftkanal 34 strömt die Umluft in den Raum 8 zwischen dem Gehäuse 6 und dem Trenngehäuse 7 als Frischluft und als Umluftkanal 33, 34. Mittels der Luftleiteinrichtung 15 als Frisch- und Umluftklappe 16, 17 kann gesteuert werden, ob ausschließlich Frischluft, ausschließlich Umluft oder eine Mischung aus Frischluft und Umluft in den Frisch- und Umluftkanal 33, 34 oberhalb eines Luftfilters 12 eingeleitet wird. Die in den Frisch- und Umluftkanal 33, 34 zugeführte Luft durchströmt den Luftfilter 12, anschließend eine nicht dargestellte Gehäuseöffnung des Gehäuses 6 zu dem Gebläse 2 und wird von diesem darauffolgend durch den Kältemittelverdampfer 3 und die elektrische Widerstandsheizung 5 geleitet. Das Gebläse 2 saugt die Luft axial an, so dass aufgrund der Schnittdarstellung in 1 die Gehäuseöffnung zum Einleiten der Luft in das Gehäuse 6 nicht dargestellt ist.
Die Gehäusewandungen des Gehäuses 6 weisen einen großen Wärmedurchgangskoeffizienten auf, so dass dadurch Wärme gut durch die Gehäusewandungen des Gehäuses 6 geleitet werden kann. Die in dem Frisch- und Umluftkanal 33, 34 oberhalb des Gehäuses 6 befindliche Luft kann dadurch von dem Kältemittelverdampfer 3 gekühlt und von der elektrischen Heizeinrichtung 5 erwärmt werden, bevor die Luft durch die Gehäuseöffnung 35 zu dem Gebläse 2 geleitet wird. Damit dient der Raum 8 zwischen dem Gehäuse 6 und dem Trenngehäuse 7 neben seiner Funktion als Mischraum für Frischluft und Umluft auch als Vortemperierraum für die der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 zuzuführenden Luft.
Die Stirnwandung 19 ist mit einer Einlassöffnung 21 für einen Fußraum, einer Einlassöffnung 22 für eine Armaturentafel 37 und einer Einlassöffnung 23 für die Windschutzscheibe 28 versehen. Durch die Einlassöffnung 21 wird Luft aus der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 einem Fußraum innerhalb des Fahrzeuginnenraumes zugeführt, durch die Einlassöffnung 22 wird Luft aus nicht dargestellten Auslassöffnungen im Bereich der Armaturentafel 37 dem Fahrzeuginnenraum 27 zugeführt und durch die Einlassöffnung 23 wird Luft in den Fahrzeuginnenraum 27 im Bereich der Windschutzscheibe 28 zugeführt, insbesondere zur Defrostung der Windschutzscheibe 28. An der Einlassöffnung 21 ist eine Fußraumklappe 24, an der Einlassöffnung 22 eine Armaturentafelklappe 25 und an der Einlassöffnung 23 eine Windschutzscheibenklappe 26 angeordnet. Mittels der Fußraumklappe 24 wird die Menge an Luft gesteuert und/oder geregelt, welche durch die Einlassöffnung 21 in den Fußraum des Fahrzeuginnenraumes 27 geleitet wird. Dies gilt analog für die Armaturentafelklappe 25 und die Windschutzscheibenklappe 26. Die durch die Lufteinlassöffnung 29 angesaugte Frischluft und/oder die durch die Auslassöffnung 32 angesaugte Umluft wird somit nach dem Durchleiten durch den Luftfilter 12 sowie den Kältemittelverdampfer 3 und die elektrische Widerstandsheizung 5 durch die Einlassöffnungen 21, 22 und 23 und daran anschließende nicht dargestellte Kanäle sowie Luftausströmer dem Fahrzeuginnenraum 27 kontrolliert und gesteuert zugeführt. Im Bereich der Lufteinlassöffnung 29 ist ferner auch ein nicht dargestellter Wasserabscheider ausgebildet.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 auch andere Anordnungen aufweisen. Der in dem ersten, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel angeordneter Luftfilter 12 kann neben der horizontalen Ausrichtung gemäß 1 auch vertikal ausgerichtet sein oder in einem Winkel bezüglich der Horizontalen, beispielsweise in einem Winkel von 30° oder 45°, positioniert sein. Die Ausbildung der Luftleiteinrichtung 15 als Frischluft- und/oder Umluftklappe 16, 17 kann abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Die Frisch- und Umluftklappe 16, 17 kann dabei auch seitlich oder von unten angeströmt werden. Auch die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildete horizontale Drehachse der Frischluft-, Umluftklappe 16, 17 kann anders ausgerichtet sein, beispielsweise neben der horizontalen Drehachse kann eine vertikale Drehachse vorhanden sein. Ferner ist es möglich, neben dem Luftfilter 12 außerhalb des Gehäuses 6 auch innerhalb des Gehäuses 6 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 ergänzend oder ersatzweise einen Luftfilter 12 anzuordnen, beispielsweise in Strömungsrichtung der Luft zwischen dem Gebläse 2 und dem Kältemittelverdampfer 3.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Der Raum 8 oberhalb des Gehäuses 6 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 ist mittels einer Frischluft-Umluft-Wandung 36 in den Frischluftkanal 33 und den Umluftkanal 34 abgetrennt. Die Frischluft-Umluft-Wandung 36 durchtrennt dabei auch den Luftfilter 12 in einen Frischluft-Filter 13 und einen Umluft-Filter 14 und ist bis zu dem Gehäuse 6 geführt. Das Gehäuse 6 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist dabei zwei Gehäuseöffnungen 35 auf. Eine nicht dargestellte Gehäuseöffnung dient ausschließlich zur Zuführung von Frischluft und eine zweite, nicht dargestellte Gehäuseöffnung dient ausschließlich zur Zuführung von Umluft innerhalb das Gehäuse 6 mit dem Gebläse 2. Innerhalb des Umluftkanales 34 ist eine Luftleiteinrichtung 15 als Umluftklappe 17 ausgebildet, die ausschließlich dazu dient, den Anteil der Umluft an dem dem Fahrzeuginnenraum 27 zuzuführenden Luft zu steuern und/oder zu regeln. In den Frischluftkanal 33 münden zwei Lufteinlassöffnungen 29. Eine erste Lufteinlassöffnung 29 ist in analoger Weise zu dem ersten Ausführungsbeispiel im Bereich der Windschutzscheibe 28 angeordnet. Eine zweite Lufteinlassöffnung 29 ist im Bereich der Außenwandung 20 des Kraftfahrzeuges ausgebildet mit einer Luftleiteinrichtung 15 als Frischluftklappe 16. Mittels der Frischluftklappe 16 kann die Lufteinlassöffnung 29 geöffnet und geschlossen werden und ferner ist die Lufteinlassöffnung 29 in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges in einer geöffneten Stellung der Frischluftklappe 16 ausgerichtet, so dass während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges der Fahrtwind direkt in die Lufteinlassöffnung 29 einströmt und dadurch die Leistung des Gebläses 2 zum Ansaugen von Frischluft reduziert werden kann.
In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Der Raum 8 zwischen dem Gehäuse 6 und dem Trenngehäuse 7 ist mittels einer Zwischenwand 38 abgetrennt, so dass ein erster Teilraum 39 vorhanden ist, welcher im Bereich des Gehäuses 6 mit dem Kältemittelverdampfer 3 und der Heizeinrichtung 4 ausgebildet ist und ein zweiter Teilraum 40 im Bereich des Gehäuses 6 mit dem Gebläse 2 vorhanden ist. Die von dem Gebläse 2 an der nicht dargestellten Gehäuseöffnung angesaugte Frisch- und/oder Umluft gelangt somit ausschließlich in den zweiten Teilraum 40. In den ersten Teilraum 39 gelangt die angesaugte Frisch- und/oder Umluft nicht. Der erste Teilraum 39 dient lediglich als thermische Pufferzone 42 und/oder als Isoliervolumen 42. Dadurch tritt ein geringer Temperaturunterschied an dem Gehäuse 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39 auf, weil die Luft in dem ersten Teilraum 39 von dem Kältemittelverdampfer 3 und/oder der Heizeinrichtung 4 je nach Betriebsart der Kraftfahrzeugklimaanlage 1, d. h. beispielsweise Kühl- oder Heizbetrieb, vortemperiert wird. Bei einer Außentemperatur von z. B. –20°C und einer Temperatur der Luft nach der Heizeinrichtung 4 von 70°C würde eine Temperaturdifferenz zwischen der Luft nach der Heizeinrichtung 4 und der angesaugten Frischluft von 90°C auftreten, sofern die angesaugte Frischluft an dem Gehäuse 6 im Bereich der Heizeinrichtung 4 unmittelbar vorbeigeleitet würde. Aufgrund der Zwischenwand 38 umströmt die von dem Gebläse 2 angesaugte Frischluft nicht das Gehäuse 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39, so dass in dem ersten Teilraum 39 eine Temperatur von ungefähr 25°C auftritt aufgrund einer Wärmeleitung von der Heizeinrichtung 4 in den ersten Teilraum 39. Die Temperaturdifferenz beträgt damit nur ungefähr 45°C, d. h. die Hälfte des oberen Wertes und damit beträgt auch die Wärmeleitung durch das Gehäuse 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39 nur die Hälfte der Wärmeleitung ohne der Zwischenwand 38. Dies gilt auch analog im Kühlbetrieb bei dem die Luft in dem ersten Teilraum 39 als thermische Pufferzone 42 bzw. Isoliervolumen 42 von dem Kältemittelverdampfer 3 gekühlt wird und somit eine geringere Temperaturdifferenz auftritt.
In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 beschrieben. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist in analoger Weise wie die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 in dem dritten Ausführungsbeispiel eine Zwischenwand 38 auf, so dass der Raum 8 in den ersten und zweiten Teilraum 39, 40 unterteilt ist. Der erste Teilraum 39 wird ausschließlich von durch die Auslassöffnung 32 eingeleiteter Umluft durchströmt. Die Zwischenwand 38 ist mit einer Zwischenwandöffnung 41 versehen. Durch die Zwischenwandöffnung 41 strömt die Umluft in den zweiten Teilraum 40, in welchen die Gehäuseöffnung mündet zum Ansaugen von Luft mittels des Gebläses 2. Der Umluft-Filter 14 ist druckseitig nach dem Gebläse 2 innerhalb des Gehäuses 6 angeordnet und filtert im Umluftbetrieb die Umluft. Im Frischluftbetrieb wird von dem Umluft-Filter 14 die von dem Frischluft-Filter 13 vorgefilterte Luft in dem Umluft-Filter 14 nochmals gefiltert. Die Temperatur der durch die Auslassöffnung 32 angesaugten Umluft ist bezüglich der Frischluft bereits vortemperiert, weil die Umluft bei niedrigen Außentemperaturen, z. B. –20°C, bereits auf ca. 20°C erwärmt wurde. Dadurch treten an dem Gehäuse 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39 geringe Temperaturdifferenzen auf gegenüber einer Umströmung des Teilraumes 39 mit Frischluft. Dies gilt analog auch bei hohen Außentemperaturen von z. B. 30°C, weil dann die Umluft Z. B. auf ca. 20°C gekühlt wurde. Damit kann die Wärmeleitung wegen der geringen Temperaturdifferenz zwischen der Luft innerhalb des Gehäuses 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39 und der Luft in dem ersten Teilraum 39, d. h. der Umluft, verringert werden und somit Energie eingespart werden.
In 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 4 beschrieben. Die Ansaugung von Frischluft durch die Lufteinlassöffnung 29 erfolgt durch einen durch den Aggregateraum 10 geführten Frischluftkanal 33 im Bereich eines vorderen Endes des Kraftfahrzeuges. Damit kann der Staudruck an Frischluft beim Fahren des Kraftfahrzeuges gut ausgenützt werden, so dass damit elektrische Energie zum Betrieb des Gebläses 2 eingespart werden kann. Der druchseitige Luftfilter 12 in Strömungsrichtung der Luft nach dem Gebläse 2 dient sowohl als Frischluft-Filter 13 als auch als Umluft-Filter 14. Zur Verringerung der Wärmeleitung durch das Gehäuse 6 im Bereich des ersten Teilraumes 39 in den ersten Teilraum 39 gelangt in analoger Weise zu dem vierten Ausführungsbeispiel in den ersten Teilraum 39 nur Umluft aufgrund der Zwischenwand 38.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wesentliche Vorteile verbunden. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 ist in einem Aggregateraum 10 innerhalb eines Trenngehäuses 7 angeordnet. Das Trenngehäuse 7, vorzugsweise auch Bestandteil der Kraftfahrzeugklimaanlage 1, schützt die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 vor schädlichen Umwelteinflüssen innerhalb des Aggregateraumes 10. Der Raum 8 zwischen dem Gehäuse 6 und dem Trenngehäuse 7 wird auch als Luftkanal 9 genützt, so dass dadurch der erforderliche Bauraum für die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 innerhalb des Aggregateraumes 10 reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeugklimaanlage
2: Gebläse
3: Kältemittelverdampfer
4: Heizeinrichtung
5: Elektrische Widerstandsheizung
6: Gehäuse
7: Trenngehäuse
8: Raum zwischen dem Gehäuse und dem Trenngehäuse
9: Luftkanal
10: Aggregateraum
11: Motorraum
12: Luftfilter
13: Frischluft-Filter
14: Umluft-Filter
15: Luftleiteinrichtung
16: Frischluftklappe
17: Umluftklappe
18: Wandung des Trenngehäuses
19: Stirnwandung
20: Außenwandung
21: Einlassöffnung für den Fußraum
22: Einlassöffnung für die Armaturentafel
23: Einlassöffnung für die Windschutzscheibe
24: Fußraumklappe
25: Armaturentafelklappe
26: Windschutzschutzscheibenklappe
27: Fahrzeuginnenraum
28: Windschutzscheibe
29: Lufteinlassöffnung
30: Aggregat
31: Verbrennungs- oder Elektromotor
32: Auslassöffnung in Stirnwandung
33: Frischluftkanal
34: Umluftkanal
35: Isolierung
36: Frischluft-Umluft-Wandung
37: Armaturentafel
38: Zwischenwand
39: Erster Teilraum
40: Zweiter Teilraum
41: Zwischenwandöffnung
42: Pufferzone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004011523 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeugklimaanlage (1), umfassend – ein Gebläse (2), – vorzugsweise einen Kältemittelverdampfer (3), – eine Heizeinrichtung (4), – ein Gehäuse (6), – wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage (1) in einem Aggregateraum (10) innerhalb eines Trenngehäuses (7) zur Abtrennung von dem Aggregateraum (10) vor einer Stirnwandung (19) eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum (8) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Trenngehäuse (7) wenigstens einen Luftkanal (9) der Kraftfahrzeugklimaanlage (1) zum Durchleiten von Luft bildet und/oder der Raum (8) eine thermische Pufferzone (42) bildet.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum (8) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Trenngehäuse (7) wenigstens ein Luftfilter (12, 13, 14) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum (8) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Trenngehäuse (7) wenigstens eine Luftleiteinrichtung (15), insbesondere eine Luftklappe (16, 17), angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Luftleiteinrichtung (15), insbesondere als Frisch- und/oder Umluftklappe (16, 17), zur Steuerung des Frisch- und Umluftanteils der einem Fahrzeuginnenraum (27) zugeführten Luft dient.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wandung (18) des Trenngehäuses (7) eine Wandung (18) zur Trennung des Aggregateraumes (10) von einem Innenraum (8) des Trenngehäuses (7), insbesondere des Raumes (8) zwischen dem Gehäuses (6) und dem Trenngehäuse (7) ist, und/oder wenigstens eine Wandung (19) des Trenngehäuses (7) ein Teil der Stirnwandung (19) ist und/oder wenigstens eine Wandung (20) des Trenngehäuses (7) eine Außenwandung (20) des Kraftfahrzeuges ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (6) der Kältemittelverdampfer (3) und/oder das Gebläse (2) und/oder die Heizeinrichtung (4, 5) und/oder wenigstens ein Luftfilter (12, 13, 14) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung (5) ist und/oder die Heizeinrichtung (4) ein von Kühlmittel eines Verbrennungsmotors durchströmter Wärmeübertrager ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwandung (19) wenigstens eine Einlassöffnung (21, 22, 23) zur Zuführung von Luft in den Fahrzeuginnenraum (27) aus der Kraftfahrzeugklimaanlage (1) aufweist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Luftleiteinrichtung (15), insbesondere als Windschutzscheibenklappe (26) und/oder Armaturentafelklappe (25) und/oder Fußraumklappe (24), zur Steuerung der durch die wenigstens eine Einlassöffnung (21, 22, 23) in den Fahrzeuginnenraum (27) geleiteten Luft dient.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwandung (19) wenigstens eine Auslassöffnung (32) zur Ausleitung von Luft als Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum (27) in die Kraftfahrzeugklimaanlage (1) aufweist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lufteinlassöffnung (29) außenseitig an dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Wasserabscheider aufweist und der Wasserabscheider in Strömungsrichtung der Luft vor dem Raum (8) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Trenngehäuse (7) angeordnet ist und/oder der Wasserabscheider in Strömungsrichtung der Luft vor der wenigstens einen Luftleiteinrichtung (15, 16, 17) zur Steuerung des Frisch- und Umluftanteils der dem Fahrzeuginnenraum (27) zugeführten Luft angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Gehäusewandung des Gehäuses (6) größer, insbesondere um das 2-, 3-, 5-, 10- oder 20-Fache größer, ist als der Wärmedurchgangskoeffizient wenigstens einer Wandung (18) des Trenngehäuses (7) und/oder eine Wandung (18) des Trenngehäuses (7) eine thermische und/oder eine elektrische Isolierung (35) umfasst.
Kraftfahrzeugklimaanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme von der Heizeinrichtung (4, 5) durch wenigstens eine Gehäusewandung des Gehäuses (6) zu der Luft in dem Raum (8) leitbar ist zur Erwärmung der Luft vor dem Einleiten innerhalb des Gehäuses (6) und/oder Wärme von der Luft in dem Raum (8) durch wenigstens eine Gehäusewandung des Gehäuses (6) zu dem Kältemittelverdampfer (3) leitbar ist zur Kühlung der Luft vor dem Einleiten innerhalb des Gehäuses (6).
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugklimaanlage (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.