DE102013009515A1 - Air conditioning for one vehicle - Google Patents

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Abstract

Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum, aufweisend: einen Luftzuführkanal (10) zum Zuführen von Luft zum Fahrgastraum, ein Gebläse (20), das im Luftzuführkanal angeordnet ist, um einen Gebläseluftstrom (LS) zu erzeugen, eine Kühleinrichtung (30), die strömungsabwärts des Gebläses angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom durch die Kühleinrichtung zu führen und dadurch zu kühlen und zu entfeuchten, eine Heizeinrichtung (40), die strömungsabwärts der Kühleinrichtung angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom durch die Heizeinrichtung zu führen und dadurch zu erwärmen, einen ersten Luftausströmer (60), der strömungsabwärts der Heizeinrichtung an den Luftzuführkanal angeschlossen ist, um einen ersten Anteil (LS1) des Gebläseluftstroms in den Fahrgastraum auszugeben, einen zweiten Luftausströmer (61), der strömungsabwärts der Heizeinrichtung an den Luftzuführkanal angeschlossen ist, um einen zweiten Anteil (LS2) des Gebläseluftstroms in den Fahrgastraum auszugeben, eine Luftleiteinrichtung (50), die im Luftzuführkanal angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom in den ersten und zweiten Anteil (LS1, LS2) aufzuteilen, und eine Kühl-und-Heizeinrichtung (51), die strömungsabwärts der Heizeinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer angeordnet ist, so dass eine Kühlleistung dem ersten Anteil und eine Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist.An air conditioning system (1) for a vehicle having a passenger compartment, comprising: an air supply passage (10) for supplying air to the passenger compartment, a blower (20) disposed in the air supply passage to generate a forced air flow (LS), a cooling device (30 ) positioned downstream of the blower to guide and thereby cool and dehumidify the forced air flow through the cooling means, a heater (40) disposed downstream of the cooling means for guiding and thereby heating the forced air flow through the heater a first air vent (60) connected downstream of the heater to the air supply passage for outputting a first portion (LS1) of the blower air flow into the passenger compartment, a second air vent (61) connected to the air supply passage downstream of the heater a second portion (LS2) of the forced air flow into the passenger a baffle (50) disposed in the air supply passage to divide the forced air flow into the first and second portions (LS1, LS2), and a cooling and heating device (51) downstream of the heater between the first and second portions the second air vent is arranged, so that a cooling power to the first portion and a heating power of the cooling and heating device can be fed to the second portion of the forced air flow.

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Figure DE102013009515A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Klimaanlage für ein Fahrzeug.The invention relates to a trained according to the preamble of claim 1 air conditioning for a vehicle.

Eine Klimaanlage der eingangsgenannten Art ist z. B. aus DE 196 51 279 A1 bekannt. Die in dieser Klimaanlage vorgesehene Kühl-und-Heizeinrichtung ist als Peltierelementanordnung ausgebildet und ist strömungsaufwärts des Gebläses, der Kühleinrichtung und der Heizeinrichtung angeordnet. Ist bei dieser Klimaanlage eine Lufttemperaturschichtung, d. h. z. B. aus Komfortgründen im Kopfraum des Fahrzeugs ein niedrigeres Temperaturniveau als in dessen Fußraum, gewünscht, so kann diese erreicht werden, indem über verstellbare Strömungsleitteile und einen nachgeordneten Mischraum ein Temperaturunterschied an den verschiedenen Luftausströmern der Klimaanlage bewirkt wird. Diese Strömungsleitteile können die Mischung der Luft, die durch die Heizeinrichtung strömt und die an der Heizeinrichtung vorbei strömt so beeinflussen, dass sich eine Lufttemperaturschichtung, wie z. B. im Kopfbereich des Fahrgastraums eine niedrigere Temperatur als in dessen Fußbereich, an den verschiedenen Luftausströmern der Klimaanlage einstellt. Bei dieser Art von Klimaanlage sollte jedoch zum Erreichen der Lufttemperaturschichtung zunächst ein höheres Temperaturniveau an der Heizeinrichtung erreicht werden als es später an den Luftausströmern der Klimaanlage vorliegt, was Nachteile hinsichtlich der Effizienz der Heizeinrichtung mit sich bringen kann. Zudem ist eine solche Klimaanlage hinsichtlich der Variabilität der Ausgestaltung der Lufttemperaturschichtung beschränkt.An air conditioner of the type mentioned is z. B. off DE 196 51 279 A1 known. The cooling and heating device provided in this air conditioning system is designed as a Peltier element arrangement and is arranged upstream of the blower, the cooling device and the heating device. Is in this air conditioning air stratification, ie, for example, for comfort in the headspace of the vehicle, a lower temperature level than in the footwell, desired, this can be achieved by a variable temperature flow at the various Luftausströmern the air conditioner is caused by adjustable Strömungsleitteile and a downstream mixing chamber , These flow directing parts can influence the mixture of the air flowing through the heater and flowing past the heater, so that an air temperature stratification, such. B. in the head region of the passenger compartment a lower temperature than in the footer, adjusts to the different air vents of the air conditioning. In this type of air conditioner, however, to achieve the air temperature stratification, a higher temperature level on the heater should first be achieved than is later on the air vents of the air conditioner, which may entail disadvantages in terms of the efficiency of the heater. In addition, such an air conditioner is limited in the variability of the design of the air temperature stratification.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, dass deren Mittel zu Realisierung der Lufttemperaturschichtung nicht die Effizienz der Heizeinrichtung und/oder der Kühleinrichtung beeinträchtigen und die Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum mit höherer Variabilität realisierbar ist.The invention has the object of providing an air conditioning according to the preamble of claim 1 in such a way that their means to realize the air temperature stratification does not affect the efficiency of the heater and / or the cooling device and the air temperature stratification in the passenger compartment with higher variability can be realized.

Dies wird mit einer Klimaanlage gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This is achieved with an air conditioning system according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung weist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum auf: einen Luftzuführkanal zum Zuführen von Luft zum Fahrgastraum; ein Gebläse, das im Luftzuführkanal angeordnet ist, um für die Luftzufuhr zum Fahrgastraum einen Gebläseluftstrom zu erzeugen; eine Kühleinrichtung, die im Luftzuführkanal strömungsabwärts des Gebläses angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom durch die Kühleinrichtung hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu kühlen und zu entfeuchten; eine Heizeinrichtung, die im Luftzuführkanal strömungsabwärts der Kühleinrichtung angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom durch die Heizeinrichtung hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu erwärmen; einen ersten Luftausströmer, der strömungsabwärts der Heizeinrichtung an den Luftzuführkanal angeschlossen ist, um einen ersten Anteil des Gebläseluftstroms in den Fahrgastraum auszugeben; einen zweiten Luftausströmer, der strömungsabwärts der Heizeinrichtung an den Luftzuführkanal angeschlossen ist, um einen zweiten Anteil des Gebläseluftstroms in den Fahrgastraum auszugeben; eine Luftleiteinrichtung, die im Luftzuführkanal angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom in den ersten und den zweiten Anteil aufzuteilen, und eine Kühl-und-Heizeinrichtung, die eingerichtet ist, der dem Fahrgastraum zuzuführenden Luft sowohl Kühlleistung als auch Heizleistung zuzuführen.According to the invention, an air conditioner for a vehicle having a passenger compartment comprises: an air supply passage for supplying air to the passenger compartment; a blower disposed in the air supply passage for generating a forced air flow for the air supply to the passenger compartment; a cooling device disposed in the air supply passage downstream of the blower for passing the blower air flow through the cooling device and thereby cooling and dehumidifying to a desired extent; a heater disposed in the air supply passage downstream of the cooling means for passing the blower air flow through the heater and thereby heating to a desired extent; a first air vent connected downstream of the heater to the air supply passage for outputting a first portion of the blower air flow into the passenger compartment; a second air vent connected downstream of the heater to the air supply passage for outputting a second portion of the blower air flow into the passenger compartment; a baffle disposed in the air supply passage to divide the forced air flow into the first and second portions, and a cooling and heating device configured to supply both cooling power and heating power to the air to be supplied to the passenger compartment.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühl-und-Heizeinrichtung strömungsabwärts der Heizeinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer angeordnet ist, so dass die Kühlleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem ersten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist und die Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist.The air conditioning system according to the invention is characterized in that the cooling and heating device downstream of the heater between the first and the second Luftausströmer is arranged so that the cooling capacity of the cooling and heating device can be supplied to the first portion of the forced air flow and the heating power of the cooling -und-heater can be fed to the second portion of the blower air flow.

Dadurch, dass gemäß der Erfindung dem ersten und dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms mittels der zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer angeordneten Kühl-und-Heizeinrichtung Kühl- bzw. Heizleistung in einem jeweils gewünschten Ausmaß zuführbar ist, kann mit hoher Variabilität eine Lufttemperaturschichtung, d. h. ein z. B. aus Komfortgründen gewünschter Temperaturunterschied an den ersten und zweiten Luftausströmern der Klimaanlage, erreicht werden. Durch die Entkopplung der Lufttemperaturschichtung von der Kühleinrichtung und der Heizeinrichtung können diese im jeweils optimalen Betriebspunkt arbeiten und werden damit nicht in ihrer Effizienz beeinträchtigt. Insbesondere können, da die für die Lufttemperaturschichtung gewünschte Kühl- und Heizleistung den jeweiligen Anteilen des Gebläseluftstroms zugeführt wird, die Heizeinrichtung auf einem geringeren Temperaturniveau betrieben werden und wird somit nicht die Gesamtenergiebilanz der Klimaanlage beeinträchtigt.By virtue of the fact that, according to the invention, cooling or heating power can be supplied to the first and second portions of the forced air flow by means of the cooling and heating device arranged between the first and second air outlets to a desired extent, high-variability air temperature stratification, ie , H. a z. B. for reasons of comfort desired temperature difference at the first and second Luftausströmern the air conditioner can be achieved. By decoupling the air temperature stratification of the cooling device and the heater they can work in each optimal operating point and are thus not impaired in their efficiency. In particular, since the cooling and heating power desired for the air temperature stratification is supplied to the respective portions of the blower air flow, the heater can be operated at a lower temperature level, and thus the overall energy balance of the air conditioner is not impaired.

Im Sinne der Erfindung ist anzumerken, dass der erste und der zweite Anteil des Gebläseluftstroms in Summe keineswegs 100 Prozent des Gebläseluftstroms bilden müssen, dies aber der Fall sein kann. Mit anderen Worten können an den Luftzuführkanal weitere Luftausströmer angeschlossen sein oder nicht und kann sich der Luftzuführkanal (z. B. strömungsabwärts der Heizeinrichtung) zu unterschiedlichen einzelnen Luftausströmern oder Gruppen von Luftausströmern verzweigen oder nicht.For the purposes of the invention, it should be noted that the sum of the first and second parts of the forced-air air flow does not have to form 100 percent of the total fan airflow, but this may be the case. In other words, further air vents may or may not be connected to the air supply duct and the air supply duct (eg, downstream of the heater) may become attached different individual air vents or groups of Luftausströmern branch or not.

Im Sinne der Erfindung ist in jedem Fall wesentlich, dass zwei an den Luftzuführkanal angeschlossenen Luftausströmern jeweils ein Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist, wobei dem jeweiligen Gebläseluftstromanteil dieser Luftausströmer durch eine strömungsabwärts der Heizeinrichtung zwischen diesen beiden Luftausströmern angeordnete Kühl-und-Heizeinrichtung eine Kühlleistung bzw. eine Heizleistung nachträglich zuführbar ist, so dass ein gewünschter Temperaturunterschied zwischen den beiden Luftausströmern erzielt werden kann, so dass sich im Fahrzeug eine Temperaturschichtung einstellt.In the sense of the invention, it is essential in each case that two air nozzles connected to the air supply duct can each be supplied with a portion of the forced air flow, wherein the respective blower air flow component of this air vent has a cooling capacity or flow through a cooling and heating unit arranged downstream of the heater between these two air vents. a heating power can be fed subsequently, so that a desired temperature difference between the two Luftausströmern can be achieved, so that sets a temperature stratification in the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kühl-und-Heizeinrichtung eine Peltierelementanordnung auf mit einer Kaltseite, die so ausgerichtet ist, dass der erste Anteil des Gebläseluftstroms über diese hinwegführbar ist, um dem ersten Anteil des Gebläseluftstroms die Kühlleistung zuzuführen, und einer Heißseite, die so ausgerichtet ist, dass der zweite Anteil des Gebläseluftstroms über diese hinwegführbar ist, um dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms die Heizleistung zuzuführen.According to one embodiment of the invention, the cooling and heating device has a Peltierelementanordnung with a cold side, which is aligned so that the first portion of the forced air flow can be carried over them to supply the first portion of the forced air flow, the cooling power, and a hot side is aligned so that the second portion of the blower air flow can be carried over this, in order to supply the second portion of the blower air flow, the heating power.

Durch die Integration einer Peltierelementanordnung in die Kühl-und-Heizeinrichtung können die Kühlleistung und die Heizleistung auf einfache Weise durch Zufuhr von Elektroenergie bzw. elektrischem Strom bereitgestellt und nach Bedarf durch mittels einer Steuereinrichtung Einstellen der Stromstärke an der Peltierelementanordnung gesteuert bzw. geregelt werden. Dabei setzt sich im Rahmen des Wirkungsgrades des Peltierelements oder der Peltierelemente der Peltierelementanordnung die zum Kühlen angeforderte Kühlleistung in gleicher Weise in zum Heizen zur Verfügung stehende Heizleistung um.By integrating a Peltier element arrangement in the cooling and heating device, the cooling capacity and the heating power can be provided in a simple manner by supplying electric power or electric current and controlled as needed by means of a control device adjusting the current at the Peltierelementanordnung. As part of the efficiency of the Peltier element or the Peltier elements of the Peltier element arrangement, the cooling power required for cooling in the same way in heating power available for heating.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Kühl-und-Heizeinrichtung plattenförmig ausgebildet, so dass über eine erste Plattenseite der Kühl-und-Heizeinrichtung die Kühlleistung dem ersten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist und über eine der ersten Plattenseite abgewandte zweite Plattenseite der Kühl-und-Heizeinrichtung die Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist.According to a further embodiment of the invention, the cooling and heating device is plate-shaped, so that via a first side of the plate cooling and heating device, the cooling power to the first portion of the fan air flow can be supplied and on a first side facing away from the second plate side of the cooling and -Heizeinrichtung the heating power of the cooling and heating device can be supplied to the second portion of the blower air flow.

Durch die plattenförmige Ausgestaltung der Kühl-und-Heizeinrichtung lässt sich diese besonders einfach zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer anordnen und kann dabei vorteilhaft z. B. als Trennwand genutzt werden.Due to the plate-like configuration of the cooling and heating device, these can be arranged particularly easily between the first and the second Luftausströmer and can thereby advantageously z. B. be used as a partition.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kühl-und-Heizeinrichtung in die Luftleiteinrichtung integriert, so dass eine lagefeste Verzweigung im Luftzuführkanal gebildet ist.According to yet another embodiment of the invention, the cooling and heating device is integrated into the air guiding device, so that a positionally stable branch is formed in the air supply duct.

Mit anderen Worten kann gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung die Kühl-und-Heizeinrichtung zusammen mit weiteren Komponenten der Luftleiteinrichtung oder auch allein eine lagefeste Verzweigung im Luftzuführkanal bilden, die den Gebläseluftstrom in den ersten und den zweiten Anteil aufteilt. Dies ist besonders vorteilhaft umsetzbar, wenn die Kühl-und-Heizeinrichtung wie oben beschrieben plattenförmig ausgebildet ist. Somit kann die Kühl-und-Heizeinrichtung, da sie als integrale Einheit mit der Luftleiteinrichtung ausgebildet ist, sowohl eine gewünschte Lufttemperaturschichtung als auch die Aufteilung des Gebläseluftstroms in den ersten und den zweiten Anteil realisieren.In other words, according to this embodiment of the invention, the cooling and heating device together with other components of the louver or alone a position-fixed branching in the air supply channel form, which divides the fan air flow in the first and the second share. This can be implemented particularly advantageously if the cooling and heating device is plate-shaped as described above. Thus, the cooling-and-heating device, since it is formed as an integral unit with the louver, realize both a desired air temperature stratification and the division of the fan air flow into the first and the second portion.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Heizeinrichtung so im Luftzuführkanal angeordnet, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom durch die Heizeinrichtung hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß erwärmt wird.According to yet another embodiment of the invention, the heating device is arranged in the air supply duct, that in the operating case, the entire blower air flow passes through the heater and is thereby heated as a whole to the desired extent.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird vorteilhaft dann das Temperaturniveau der Heizeinrichtung so weit abgesenkt, dass das gewünschte Endtemperaturniveau mit entsprechender Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum durch die nachgeschaltete Kühl-und-Heizeinrichtung realisiert wird, womit die Heizeinrichtung mit minimal notwendiger Leistung betrieben werden kann. In Verbindung mit einer Ausgestaltung der Kühl-und-Heizeinrichtung als außerordentlich leicht und genau steuerbare bzw. regelbare Peltierelementanordnung kann somit die Gesamtenergiebilanz der Klimaanlage weiter verbessert werden.In this embodiment of the invention, the temperature level of the heating device is advantageously lowered so far that the desired final temperature level is realized with appropriate air temperature stratification in the passenger compartment through the downstream cooling and heating, whereby the heater can be operated with minimal power required. In connection with an embodiment of the cooling and heating device as extremely easy and precisely controllable or controllable Peltierelementanordnung thus the overall energy balance of the air conditioner can be further improved.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kühleinrichtung so im Luftzuführkanal angeordnet, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom durch die Kühleinrichtung hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß gekühlt und entfeuchtet wird.According to yet another embodiment of the invention, the cooling device is arranged in the air supply duct so that, in operation, the entire blower air flow passes through the cooling device and is thereby cooled and dehumidified as a whole to the desired extent.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird vorteilhaft dann das Temperaturniveau der Kühleinrichtung bevorzugt unter Beibehaltung der Entfeuchtungsfunktion so weit angehoben, dass das gewünschte Endtemperaturniveau mit entsprechender Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum durch die nachgeschaltete Kühl-und-Heizeinrichtung realisiert wird, womit die Kühleinrichtung mit minimal notwendiger Leistung betrieben werden kann. In Verbindung mit einer Ausgestaltung der Kühl-und-Heizeinrichtung als außerordentlich leicht und genau steuerbare bzw. regelbare Peltierelementanordnung kann somit die Gesamtenergiebilanz der Klimaanlage weiter verbessert werden.In this embodiment of the invention, the temperature level of the cooling device is then advantageously increased while maintaining the dehumidifying function so far that the desired final temperature level with appropriate air temperature stratification in the passenger compartment is realized by the downstream cooling and heating device, whereby the cooling device can be operated with minimum necessary power can. In connection with an embodiment of the cooling and heating device as extremely easy and precisely controllable or controllable Peltierelementanordnung thus the overall energy balance of the air conditioner can be further improved.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist die Kühleinrichtung als wärmetauschender Verdampfer eines Wärmepumpensystems des Fahrzeugs ausgebildet und/oder ist die Heizeinrichtung als per Wärmepumpensystem des Fahrzeugs mit Heizleistung versorgter Heizungswärmetauscher ausgebildet. According to further embodiments of the invention, the cooling device is embodied as a heat exchanging evaporator of a heat pump system of the vehicle and / or the heating device is designed as a heating heat exchanger supplied with heat output via a heat pump system of the vehicle.

Im Rahmen dieser Ausgestaltung der Erfindung wurde erkannt, dass insbesondere bei Elektrofahrzeugen mit Wärmepumpensystem die gemäß dem Stand der Technik übliche via verstellbaren Strömungsleitteilen und nachgeordnetem Mischraum realisierte Lufttemperaturschichtung durch das an der Heizeinrichtung erforderliche höhere Temperaturniveau die Effizienz des Wärmepumpensystems reduzieren kann. Es besteht dabei ein Zielkonflikt zwischen dem thermischen Komfort über eine angepasste Lufttemperaturschichtung sowie der maximalen Effizienz des Wärmepumpensystems.In the context of this embodiment of the invention, it has been recognized that, especially in electric vehicles with heat pump system, the air temperature layering realized according to the prior art via adjustable flow guiding parts and downstream mixing space can reduce the efficiency of the heat pump system due to the higher temperature level required at the heating device. There is a conflict of objectives between the thermal comfort via an adapted air temperature stratification and the maximum efficiency of the heat pump system.

Bei diesem Zielkonflikt kann im Effizienzfall gemäß dem Stand der Technik die Temperatur der Heizeinrichtung so weit abgesenkt werden, dass alle Luft über die Heizeinrichtung geführt wird. Durch die geringe Temperatur der Heizeinrichtung kann dann das Wärmepumpensystem im optimalen Betriebspunkt arbeiten. Jedoch kann durch die fehlende Kaltluft im Mischraum keine Lufttemperaturschichtung erreicht werden, wodurch der thermische Komfort im Fahrgastraum unter zu hohen Kopfraumtemperaturen leidet. Im Komfortfall wird die Heizeinrichtung so stark aufgeheizt und mit Kaltluft aus der Kühleinrichtung selektiv gemischt, dass ein Komfort ähnlich einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor erzielt werden kann. Jedoch sinkt hierbei durch die höhere Temperatur die Effizienz des Wärmepumpensystems und es entstehen Nachteile bezüglich der Reichweite des Fahrzeugs.In this case, the temperature of the heating device can be lowered so far in the efficiency case according to the prior art, that all air is passed through the heater. Due to the low temperature of the heater then the heat pump system can operate at the optimum operating point. However, due to the lack of cold air in the mixing chamber, no air temperature stratification can be achieved, as a result of which the thermal comfort in the passenger compartment suffers from excessive headspace temperatures. In the case of comfort, the heating device is heated so much and selectively mixed with cold air from the cooling device that a comfort similar to a vehicle with an internal combustion engine can be achieved. However, this reduces the efficiency of the heat pump system due to the higher temperature and there are disadvantages with respect to the range of the vehicle.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung, wobei die Kühl-und-Heizeinrichtung strömungsabwärts der Heizeinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer angeordnet ist, so dass eine Kühlleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem ersten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist und eine Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung dem zweiten Anteil des Gebläseluftstroms zuführbar ist, kann der Energiebedarf der Klimatisierung reduziert werden, da das Wärmepumpensystem in einem optimalen Betriebspunkt arbeiten kann.With the solution according to the invention, wherein the cooling and heating device is arranged downstream of the heating device between the first and the second air vent, so that a cooling capacity of the cooling and heating device can be fed to the first portion of the forced air flow and a heating power of the cooling and Heating device is supplied to the second portion of the forced air flow, the energy consumption of the air conditioning can be reduced because the heat pump system can operate at an optimum operating point.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Kühl-und-Heizeinrichtung kann auf einen weiteren z. B. elektrischen Zuheizer parallel zum Wärmepumpensystem verzichtet werden. Im Detail könnte durch einen getakteten Wechsel in der Ansteuerung elektrische Energie in der Klimaanlage in Wärme umgewandelt werden ohne die Temperaturschichtung zu beeinflussen, womit der Zuheizer entfallen könnte.The inventive provision of the cooling and heating device can be further z. B. electrical heater to be dispensed parallel to the heat pump system. In detail, could be converted by a clocked change in the control of electrical energy in the air conditioning in heat without affecting the temperature stratification, which could eliminate the heater.

Insbesondere bei Realisierung der Kühl-und-Heizeinrichtung mit bzw. als Peltierelementanordnung kann die Lufttemperaturschichtung für jeden Betriebspunkt durch Einstellen der Stromstärke an der Peltierelementanordnung optimal eingestellt werden. Der thermische Komfort kann hierdurch gesteigert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, einem Fahrer des Fahrzeugs oder einem Fahrgast im Fahrgastraum eine variable Lufttemperaturschichtung in einem Bedienmenü einer z. B. im Armaturenbrett vorgesehenen Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle einer Steuereinrichtung der Klimaanlage anzubieten, womit sich der Bedienkomfort und der Klimatisierungskomfort erhöhen.In particular, when the cooling and heating device is realized with or as a Peltier element arrangement, the air temperature stratification for each operating point can be set optimally by adjusting the current intensity at the Peltier element arrangement. The thermal comfort can be increased thereby. In addition, it is possible for a driver of the vehicle or a passenger in the passenger compartment, a variable air temperature stratification in an operating menu of a z. B. in the dashboard input-output interface of a controller of the air conditioning offer, bringing the ease of use and air conditioning comfort increase.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann der erste Luftausströmer z. B. als Defrost-Luftausströmer ausgebildet sein und kann der zweite Luftausströmer z. B. als Fußraum-Luftausströmer ausgebildet sein und/oder kann der erste Luftausströmer z. B. als Seiten-Luftausströmer ausgebildet sein und kann der zweite Luftausströmer z. B. als Defrost-Luftausströmer ausgebildet sein.According to embodiments of the invention, the first air vent z. B. be designed as a defrost air vent and the second air vent z. B. be designed as a footwell air vent and / or the first air vent z. B. be designed as a side air vent and the second Luftausströmer z. B. be designed as Defrost Luftausströmer.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.The invention expressly extends to such embodiments, which are not given by combinations of features of explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention - as far as is technically feasible - can be combined with each other.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden.In the following, the invention will be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer üblichen Klimaanlage. 1 shows a schematic sectional view of a conventional air conditioning.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a schematic sectional view of an air conditioner according to an embodiment of the invention.

3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 shows a schematic sectional view of an air conditioner according to an embodiment of the invention.

In 1 ist eine übliche Klimaanlage 1' eines Fahrzeugs (nicht vollständig gezeigt und nicht separat bezeichnet) mit einem Fahrgastraum in schematischer geschnittener Seitenansicht quer zu einer Fahrzeuglängsrichtung gesehen gezeigt.In 1 is a usual air conditioning 1' of a vehicle (not fully shown and not separately designated) with a passenger compartment shown in a schematic sectional side view seen transversely to a vehicle longitudinal direction.

Die Klimaanlage 1 gemäß 1 weist einen Luftzuführkanal 10 zum Zuführen von Luft zum Fahrgastraum, ein Gebläse 20', eine Kühleinrichtung 30', eine Heizeinrichtung 40', eine Luftleiteinrichtung 50', einen ersten Luftausströmer 60' und einen zweiten Luftausströmer 61' auf.The air conditioner 1 according to 1 has an air supply channel 10 for supplying air to the passenger compartment, a blower 20 ' , a cooling device 30 ' , a heating device 40 ' , a louver 50 ' , a first air vent 60 ' and a second air vent 61 ' on.

Das Gebläse 20' ist im Luftzuführkanal 10' angeordnet, um für die Luftzufuhr zum Fahrgastraum einen Gebläseluftstrom LS' zu erzeugen. Die Kühleinrichtung 30' ist im Luftzuführkanal 10' strömungsabwärts des Gebläses 20' angeordnet, um den Gebläseluftstrom LS' durch die Kühleinrichtung 30' hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu kühlen und zu entfeuchten. Die Heizeinrichtung 40' ist im Luftzuführkanal 10' strömungsabwärts der Kühleinrichtung 30' angeordnet, um den Gebläseluftstrom LS' durch die Heizeinrichtung 40' hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu erwärmen. The fan 20 ' is in the air supply duct 10 ' arranged to generate a forced air flow LS 'for the air supply to the passenger compartment. The cooling device 30 ' is in the air supply duct 10 ' downstream of the blower 20 ' arranged to the blower air flow LS 'through the cooling device 30 ' to pass through and thereby cool and dehumidify to a desired extent. The heater 40 ' is in the air supply duct 10 ' downstream of the cooling device 30 ' arranged to blow the blower air LS 'through the heater 40 ' pass through and thereby heat to a desired extent.

Der erste Luftausströmer 60' ist strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40' an den Luftzuführkanal 10' angeschlossen, um einen ersten Anteil LS1' des Gebläseluftstroms LS' in den Fahrgastraum auszugeben. Der zweite Luftausströmer 61' ist strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40' an den Luftzuführkanal 10' angeschlossen, um einen zweiten Anteil LS2' des Gebläseluftstroms LS' in den Fahrgastraum auszugeben.The first air vent 60 ' is downstream of the heater 40 ' to the air supply duct 10 ' connected to output a first portion LS1 'of the blower air flow LS' in the passenger compartment. The second air vent 61 ' is downstream of the heater 40 ' to the air supply duct 10 ' connected to output a second portion LS2 'of the blower air flow LS' in the passenger compartment.

Die Luftleiteinrichtung 50' ist im Luftzuführkanal 10' angeordnet, um den Gebläseluftstrom 10' in den ersten Anteil LS1' und den zweiten Anteil LS2' des Gebläseluftstroms LS' aufzuteilen, so dass der erste Anteil LS1' ein erstes Temperaturniveau und der zweite Anteil LS2' ein zweites Temperaturniveau aufweist.The louver 50 ' is in the air supply duct 10 ' arranged to the fan airflow 10 ' into the first part LS1 'and the second part LS2' of the fan air flow LS ', so that the first part LS1' has a first temperature level and the second part LS2 'has a second temperature level.

Um z. B. aus Komfortgründen nach Bedarf eine Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum, d. h. einen Temperaturunterschied zwischen Fuß- und Kopfraum zu erreichen, weist die Luftleiteinrichtung 50' verstellbare Strömungsleitteile 51', 52' (schwenkbare Strömungsleitklappen) auf und weist der Luftzuführkanal 10' einen den Strömungsleitteilen 51', 52' nachgeordneten Mischraum 11' auf. Durch die Strömungsleitteile 51', 52' kann der aus der Kühleinrichtung 30' austretende Gebläseluftstrom LS' so aufgeteilt werden, dass ein Anteil dessen die nachgeschaltete Heizeinrichtung 40' durchströmen muss und ein anderer Anteil dessen die nachgeschaltete Heizeinrichtung 40' umgehen kann.To z. B. for reasons of comfort as needed, an air temperature stratification in the passenger compartment, ie to achieve a temperature difference between the foot and headspace, has the louver 50 ' adjustable flow guide parts 51 ' . 52 ' (swiveling flow control) and has the air supply duct 10 ' a the Strömungsleitteilen 51 ' . 52 ' downstream mixing chamber 11 ' on. Through the flow guide parts 51 ' . 52 ' can the from the cooling device 30 ' leaking fan airflow LS 'be divided so that a portion of which the downstream heater 40 ' must flow through and another portion of the downstream heater 40 ' can handle.

Nach der Heizeinrichtung 40' vermischen sich diese Anteile von nur gekühlter und entfeuchteter Luft und zusätzlich nacherwärmter Luft im Mischraum 11 in einem durch die Strömungsleitteile 51', 52' beeinflussbaren Ausmaß.After the heater 40 ' These proportions mix only cooled and dehumidified air and additional reheated air in the mixing room 11 in one through the Strömungsleitteile 51 ' . 52 ' influenceable extent.

Dadurch kann erreicht werden, dass das Temperaturniveau des aus dem ersten Luftausströmer 60' austretenden ersten Anteils LS1' des Gebläseluftstroms LS' niedriger als das Temperaturniveau des aus dem zweiten Luftausströmer 61' austretenden zweiten Anteils LS2' des Gebläseluftstroms LS' ist und dadurch eine gewünschte Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum erzielt wird.This can be achieved that the temperature level of the first Luftausströmer 60 ' Exiting first portion LS1 'of the blower air flow LS' lower than the temperature level of the second air vent 61 ' exiting second portion LS2 'of the blower air flow LS' and thereby a desired air temperature stratification in the passenger compartment is achieved.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 eines Fahrzeugs (nicht vollständig gezeigt und nicht separat bezeichnet) mit einem Fahrgastraum beschrieben werden. In 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 in schematischer geschnittener Seitenansicht quer zu einer Fahrzeuglängsrichtung gesehen gezeigt. In 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 in schematischer geschnittener Draufsicht quer zur Fahrzeuglängsrichtung gesehen gezeigt.The following are with reference to the 2 and 3 Embodiments of an air conditioner of the invention 1 of a vehicle (not fully shown and not labeled separately) with a passenger compartment. In 2 is an embodiment of the air conditioner according to the invention 1 Shown in a schematic sectional side view seen transversely to a vehicle longitudinal direction. In 3 is an embodiment of the air conditioner according to the invention 1 Shown in schematic cross-sectional top view seen transversely to the vehicle longitudinal direction.

Die Klimaanlage 1 gemäß 2 weist einen Luftzuführkanal 10 zum Zuführen von Luft zum Fahrgastraum, ein Gebläse 20, eine Kühleinrichtung 30, eine Heizeinrichtung 40, eine Luftleiteinrichtung 50, einen ersten Luftausströmer 60 und einen zweiten Luftausströmer 61 auf.The air conditioner 1 according to 2 has an air supply channel 10 for supplying air to the passenger compartment, a blower 20 , a cooling device 30 , a heating device 40 , a louver 50 , a first air vent 60 and a second air vent 61 on.

Das Gebläse 20 ist im Luftzuführkanal 10 angeordnet, um für die Luftzufuhr zum Fahrgastraum einen Gebläseluftstrom LS zu erzeugen.The fan 20 is in the air supply duct 10 arranged to generate a forced air flow LS for the air supply to the passenger compartment.

Die Kühleinrichtung 30 ist im Luftzuführkanal 10 strömungsabwärts des Gebläses 20 angeordnet, um den Gebläseluftstrom LS durch die Kühleinrichtung 30 hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu kühlen und zu entfeuchten. Genauer ist in der vorliegenden Ausführungsform die Kühleinrichtung 30 so im Luftzuführkanal angeordnet ist, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom LS durch die Kühleinrichtung 30 hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß gekühlt und entfeuchtet wird.The cooling device 30 is in the air supply duct 10 downstream of the blower 20 arranged to the blower air LS through the cooling device 30 to pass through and thereby cool and dehumidify to a desired extent. More specifically, in the present embodiment, the cooling device 30 is arranged in the air supply duct, that in the operating case, the entire fan airflow LS through the cooling device 30 through which it is cooled and dehumidified as a whole to the desired extent.

Die Heizeinrichtung 40 ist im Luftzuführkanal 10 strömungsabwärts der Kühleinrichtung 30 angeordnet, um den aus der Kühleinrichtung 30 austretenden gekühlten und entfeuchteten Gebläseluftstrom LS durch die Heizeinrichtung 40 hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu erwärmen. Genauer ist in der vorliegenden Ausführungsform die Heizeinrichtung 40 so im Luftzuführkanal 10 angeordnet ist, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom LS durch die Heizeinrichtung 40 hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß erwärmt wird.The heater 40 is in the air supply duct 10 downstream of the cooling device 30 arranged to be removed from the cooling device 30 exiting cooled and dehumidified fan airflow LS through the heater 40 pass through and thereby heat to a desired extent. More specifically, in the present embodiment, the heater 40 so in the air supply duct 10 is arranged that in the operating case, the entire fan airflow LS through the heater 40 and thereby heated as a whole to the desired extent.

In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kühleinrichtung 30 als wärmetauschender Verdampfer eines Wärmepumpensystems (nicht vollständig gezeigt) des hier bevorzugt als Elektrofahrzeug konfigurierten Fahrzeugs ausgebildet und ist die Heizeinrichtung 40 als durch das Wärmepumpensystem des Fahrzeugs mit Heizleistung versorgter Heizungswärmetauscher ausgebildet.In the present embodiment, the cooling device is 30 as a heat exchanging evaporator of a heat pump system (not fully shown) of the vehicle preferably configured here as an electric vehicle and is the heating device 40 as formed by the heat pump system of the vehicle with heating power supplied heating heat exchanger.

Der erste Luftausströmer 60 ist strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 an den Luftzuführkanal 10 angeschlossen, um einen ersten Anteil LS1 des Gebläseluftstroms LS in den Fahrgastraum auszugeben, wobei der erste Luftausströmer 60 in der vorliegenden Ausführungsform von 2 als Defrost-Luftausströmer ausgebildet ist. The first air vent 60 is downstream of the heater 40 to the air supply duct 10 connected to output a first proportion LS1 of the blower air flow LS in the passenger compartment, wherein the first air vent 60 in the present embodiment of 2 is designed as a defrost air vent.

Der zweite Luftausströmer 61 ist strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 an den Luftzuführkanal 10 angeschlossen, um einen zweiten Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS in den Fahrgastraum auszugeben, wobei der zweite Luftausströmer 61 in der vorliegenden Ausführungsform von 2 als Fußraum-Luftausströmer ausgebildet ist.The second air vent 61 is downstream of the heater 40 to the air supply duct 10 connected to output a second portion LS2 of the blower air flow LS in the passenger compartment, wherein the second air vent 61 in the present embodiment of 2 is designed as a footwell Luftausströmer.

Die Luftleiteinrichtung 50 ist im Luftzuführkanal 10 angeordnet, um den Gebläseluftstrom 10 in den ersten Anteil LS1 und einen zweiten Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS aufzuteilen, so dass der erste Anteil LS1 ein erstes Temperaturniveau und der zweite Anteil LS2 ein zweites Temperaturniveau aufweist. Genauer weist die Luftleiteinrichtung 50 eine Kühl-und-Heizeinrichtung 51 und eine Leitplattenanordnung 55 auf, welche lagefest innen an ein Gehäuse 12 des Luftzuführkanals 10 montiert ist.The louver 50 is in the air supply duct 10 arranged to the fan airflow 10 into the first portion LS1 and a second portion LS2 of the blower air flow LS, so that the first portion LS1 has a first temperature level and the second portion LS2 has a second temperature level. More specifically, the louver 50 a cooling and heating device 51 and a baffle arrangement 55 on which positionally fixed inside a housing 12 of the air supply channel 10 is mounted.

Die Kühl-und-Heizeinrichtung 51 ist von einer plattenförmigen Peltierelementanordnung mit einem oder mehreren Peltierelement(en) gebildet, wobei die Kühl-und-Heizeinrichtung 51 so in die Luftleiteinrichtung 50 integriert ist, dass sie zusammen mit der Leitplattenanordnung 55 eine lagefeste Verzweigung im Luftzuführkanal 10 bildet. Mit anderen Worten ist die Kühl-und-Heizeinrichtung 51 zusammen mit der Leitplattenanordnung 55 strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 zwischen dem ersten und dem zweiten Luftausströmer 60, 61 als lagefeste Verzeigung im Luftzuführkanal 10 angeordnet.The cooling and heating device 51 is formed by a plate-shaped Peltierelementanordnung with one or more Peltier element (s), wherein the cooling-and-heating device 51 so in the louver 50 integrated is that together with the baffle arrangement 55 a stable branching in the air supply duct 10 forms. In other words, the cooling and heating device 51 together with the baffle arrangement 55 downstream of the heater 40 between the first and second air vents 60 . 61 as position-proof branch in the air supply duct 10 arranged.

Im Detail weist die Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 eine erste Plattenseite 52, die so ausgerichtet ist, dass der erste Anteil LS1 des Gebläseluftstroms LS über diese hinwegführbar ist, um dem ersten Anteil LS1 des Gebläseluftstroms LS eine Kühlleistung oder eine Heizleistung zuzuführen, und eine der ersten Plattenseite 52 abgewandte zweite Plattenseite 53 auf, die so ausgerichtet ist, dass der zweite Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS über diese hinwegführbar ist, um dem zweiten Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS eine Heizleistung oder eine Kühlleistung zuzuführen.In detail, the Peltier element arrangement of the cooling and heating device 51 a first plate side 52 oriented such that the first portion LS1 of the blower airflow LS is passable therethrough for supplying a cooling power or a heating power to the first portion LS1 of the blower airflow LS, and one of the first plate side 52 remote second side of the plate 53 which is oriented so that the second portion LS2 of the blower air flow LS can be carried away over this, in order to supply the second portion LS2 of the blower air flow LS, a heating power or a cooling capacity.

Die Kühl-und-Heizeinrichtung 51 ist zu deren geregelter Gleichstromversorgung mit einer Steuereinrichtung 70 elektrisch verbunden (in 2 durch einen Pfeil auf das eingekreiste Bezugszeichen 51 schematisiert dargestellt). Die Steuereinrichtung 70 ist ihrerseits mit einer Temperatursensoranordnung 80 mit einem oder mehreren Sensor(en) signalgekoppelt (in 2 durch einen Pfeil auf das eingekreiste Bezugszeichen 80 schematisiert dargestellt), wobei die Temperatursensoranordnung 80 der Steuereinrichtung 70 Temperatursignale bezüglich der Fahrgastraumtemperatur, der Temperatur des ersten Anteils LS1 des Gebläseluftstroms LS und der Temperatur des zweiten Anteils LS2 des Gebläseluftstroms LS bereitstellen kann.The cooling and heating device 51 is to their regulated DC power supply with a control device 70 electrically connected (in 2 by an arrow on the circled reference numeral 51 schematized). The control device 70 is in turn with a temperature sensor arrangement 80 signal coupled with one or more sensor (s) (in 2 by an arrow on the circled reference numeral 80 shown schematically), wherein the temperature sensor arrangement 80 the control device 70 Temperature signals with respect to the passenger compartment temperature, the temperature of the first portion LS1 of the blower air flow LS and the temperature of the second portion LS2 of the blower air flow LS can provide.

Die Steuereinrichtung 70 kann je nach Polung von zwei Stromanschlüssen (nicht gezeigt) der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 bewirken, dass die erste Plattenseite 52 eine Kaltseite und die zweite Plattenseite 53 eine Heißseite der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 bildet oder dass die erste Plattenseite 52 eine Heißseite und die zweite Plattenseite 53 eine Kaltseite der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 bildet.The control device 70 can depending on the polarity of two power connections (not shown) of the cooling and heating device 51 cause the first plate side 52 a cold side and the second plate side 53 a hot side of the Peltierelementanordnung the cooling and heating device 51 forms or that the first plate side 52 a hot side and the second side of the plate 53 a cold side of the Peltierelementanordnung the cooling and -heater 51 forms.

Im in 2 gezeigten Anwendungsfall bildet die erste Plattenseite 52 eine Kaltseite und die zweite Plattenseite 53 eine Heißseite der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51, so dass eine Kühlleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 dem ersten Anteil LS1 des Gebläseluftstroms LS zuführbar ist und eine Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 dem zweiten Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS zuführbar ist, um eine Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum, d. h. einen Temperaturunterschied an den beiden Luftausströmern 60, 61, zu erreichen.Im in 2 shown application forms the first plate side 52 a cold side and the second plate side 53 a hot side of the Peltierelementanordnung the cooling and heating device 51 , allowing a cooling capacity of the cooling and heating device 51 the first portion LS1 of the fan air flow LS can be supplied and a heating power of the cooling and heating device 51 the second portion LS2 of the blower air flow LS can be supplied to an air temperature stratification in the passenger compartment, ie a temperature difference at the two Luftausströmern 60 . 61 , to reach.

Im Betriebsfall der Klimaanlage 1 können gemäß der vorliegenden Ausführungsform nun die Kühleinrichtung 30 und die Heizeinrichtung 40, welche Bestandteil des Wärmepumpensystems sind, auf ihrem jeweils optimalen Betriebspunkt betrieben werden, wobei insbesondere die Kühlleistung der Kühleinrichtung 30 und die Heizleistung der Heizeinrichtung 40 auf optimale Werte reduziert werden können.In case of operation of the air conditioner 1 According to the present embodiment, the cooling device can now be used 30 and the heater 40 , which are part of the heat pump system, are operated at their respective optimum operating point, in particular the cooling capacity of the cooling device 30 and the heating power of the heater 40 can be reduced to optimal values.

Im Betrieb wird der gesamte Gebläseluftstrom LS nun in der Kühleinrichtung 30 in einem jeweils gewünschten Ausmaß gekühlt und entfeuchtet. Der aus der Kühleinrichtung 30 austretenden Gebläseluftstrom LS wird nachfolgend in der Heizeinrichtung 40 in seiner Gesamtheit in einem jeweils gewünschten Ausmaß erwärmt. Der aus der Heizeinrichtung 40 austretende Gebläseluftstrom LS wird nun von der Luftleiteinrichtung 50 in den ersten Anteil LS1 und den zweiten Anteil LS2 aufgeteilt bzw. verzweigt, wobei der erste Anteil LS1 des Gebläseluftstroms LS unter Zufuhr von Kühlleistung bzw. Wärmeabgabe über die erste Plattenseite 52 der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 hinwegströmt und der zweite Anteil LS2 des Gebläseluftstroms LS unter Zufuhr von Heizleistung bzw. Wärmeaufnahme über die zweite Plattenseite 53 der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 hinwegströmt.In operation, the entire fan airflow LS is now in the cooler 30 cooled to a desired extent and dehumidified. The from the cooling device 30 leaking fan airflow LS is subsequently in the heater 40 heated in its entirety to a desired extent. The from the heater 40 escaping fan airflow LS is now from the louver 50 split into the first portion LS1 and the second portion LS2, wherein the first portion LS1 of the blower air flow LS while supplying cooling power or heat output via the first side of the plate 52 the Peltier element arrangement of the cooling and heating device 51 flows through and the second portion LS2 of the blower air flow LS while supplying heating power or heat absorption via the second plate side 53 the Peltier element arrangement of the cooling and heating device 51 flows away.

Dadurch kann erreicht werden, dass das Temperaturniveau des aus dem ersten Luftausströmer 60 austretenden ersten Anteils 151 des Gebläseluftstroms LS niedriger als das Temperaturniveau des aus dem zweiten Luftausströmer 61 austretenden zweiten Anteils LS2 des Gebläseluftstroms LS ist und dadurch eine gewünschte Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum erzielt wird. This can be achieved that the temperature level of the first Luftausströmer 60 emerging first share 151 the blower air flow LS lower than the temperature level of the second air vent 61 exiting second portion LS2 of the blower air flow LS and thereby a desired air temperature stratification in the passenger compartment is achieved.

Um die Zufuhr von Kühlleistung und Heizleistung zu regeln, wird die Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 von der Steuereinrichtung 70 so angesteuert, dass eine Stromstärke an der Peltierelementanordnung in Abhängigkeit von den Temperatursignalen der Temperatursensoranordnung 80 bezüglich der Fahrgastraumtemperatur, der Temperatur des ersten Anteils LS1 des Gebläseluftstroms LS und der Temperatur des zweiten Anteils LS2 des Gebläseluftstroms LS verändert wird, um eine voreingestellte Solltemperatur im Fahrgastraum unter Gewährleistung einer gewünschten Lufttemperaturschichtung zu realisieren.In order to control the supply of cooling power and heating power, the Peltierelementanordnung the cooling and -heater 51 from the controller 70 so controlled that a current at the Peltierelementanordnung in dependence on the temperature signals of the temperature sensor arrangement 80 with respect to the passenger compartment temperature, the temperature of the first portion LS1 of the blower air flow LS and the temperature of the second portion LS2 of the blower air flow LS is changed to realize a preset target temperature in the passenger compartment while ensuring a desired air temperature stratification.

Zur Eingabe der Solltemperatur des Fahrgastraums sowie der gewünschten Lufttemperaturschichtung ist bevorzugt in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (nicht gezeigt) der Steuereinrichtung 70 der Klimaanlage 1 vorgesehen, so dass ein Fahrer des Fahrzeugs oder ein Fahrgast im Fahrgastraum in einem Bedienmenü der Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle entsprechende Werte eingeben und/oder auswählen kann.For inputting the setpoint temperature of the passenger compartment and the desired air temperature stratification, an input-output interface (not shown) of the control device is preferably located in a dashboard of the vehicle 70 the air conditioning 1 provided so that a driver of the vehicle or a passenger in the passenger compartment can enter and / or select corresponding values in an operating menu of the input-output interface.

In 3 ist schließlich eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, welche zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß 2 oder alternativ dazu realisiert sein kann. Für die Beschreibung der Ausführungsform gemäß 3 wird hinsichtlich nicht in 3 gezeigter Komponenten der Klimaanlage 1 auf 2 verwiesen. Da die Ausführungsform gemäß 3 bis auf geringfügige Unterschiede identisch zur Ausführungsform gemäß 2 ausgebildet ist, werden im Folgenden nur diese Unterschiede aufgezeigt.In 3 Finally, an embodiment of the invention is shown, which in addition to the embodiment according to 2 or alternatively can be realized. For the description of the embodiment according to 3 is not in terms of 3 shown components of the air conditioner 1 on 2 directed. Since the embodiment according to 3 except for minor differences identical to the embodiment according to 2 is trained, only these differences are shown below.

Gemäß 3 ist ein erster Luftausströmer 62 strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 an den Luftzuführkanal 10 angeschlossen, um einen ersten Anteil LS3 des Gebläseluftstroms LS in den Fahrgastraum auszugeben, wobei der erste Luftausströmer 62 in der vorliegenden Ausführungsform von 3 als Seiten-Luftausströmer ausgebildet ist. Zudem ist gemäß 3 ein zweiter Luftausströmer 63 strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 an den Luftzuführkanal 10 angeschlossen, um einen zweiten Anteil LS4 des Gebläseluftstroms LS in den Fahrgastraum auszugeben, wobei der zweite Luftausströmer 63 in der vorliegenden Ausführungsform von 3 als Defrost-Luftausströmer ausgebildet ist.According to 3 is a first air vent 62 downstream of the heater 40 to the air supply duct 10 connected to output a first portion LS3 of the blower air flow LS in the passenger compartment, wherein the first air vent 62 in the present embodiment of 3 is designed as a side air vent. In addition, according to 3 a second air vent 63 downstream of the heater 40 to the air supply duct 10 connected to output a second portion LS4 of the blower air flow LS in the passenger compartment, wherein the second air vent 63 in the present embodiment of 3 is designed as a defrost air vent.

Hierbei ist zu bemerken, dass in 3 eine spiegelbildliche Darstellung der ersten und zweiten Luftausströmer 62, 63 vorgenommen ist, so dass in 3 zwei Paare von ersten und zweiten Luftausströmer 62, 63 mit jeweiliger dazwischen angeordneter Luftleiteinrichtung 50 vorgesehen sind.It should be noted that in 3 a mirror image of the first and second air vents 62 . 63 is done so in 3 two pairs of first and second air vents 62 . 63 with respective interposed air guide 50 are provided.

Gemäß der Ausführungsform von 3 bildet die erste Plattenseite 52 eine Kaltseite und die zweite Plattenseite 53 eine Heißseite der Peltierelementanordnung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 der jeweiligen Luftleiteinrichtung 50, so dass eine Kühlleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 dem ersten Anteil LS3 des Gebläseluftstroms LS zuführbar ist und eine Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung 51 dem zweiten Anteil LS4 des Gebläseluftstroms LS zuführbar ist, um eine Lufttemperaturschichtung im Fahrgastraum, d. h. einen Temperaturunterschied an den beiden Luftausströmern 62, 63 jedes Luftausströmerpaars, zu erreichen.According to the embodiment of 3 forms the first plate side 52 a cold side and the second plate side 53 a hot side of the Peltierelementanordnung the cooling and heating device 51 the respective louver 50 , allowing a cooling capacity of the cooling and heating device 51 the first portion LS3 of the fan air flow LS can be fed and a heating power of the cooling and heating device 51 the second portion LS4 of the fan air flow LS can be supplied to an air temperature stratification in the passenger compartment, ie a temperature difference at the two Luftausströmern 62 . 63 each Luftausströmerpaars to reach.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, dass im Sinne der Erfindung der erste Anteil LS1, LS3 und der zweite Anteil LS2, LS4 des Gebläseluftstroms LS in Summe keineswegs 100 Prozent des Gebläseluftstroms LS bilden müssen, dies aber der Fall sein kann. Mit anderen Worten können an den Luftzuführkanal 10 genau zwei oder auch mehr als zwei Luftausströmer angeschlossen sein und kann sich der Luftzuführkanal (z. B. strömungsabwärts der Heizeinrichtung) zu unterschiedlichen einzelnen Luftausströmern oder Gruppen von Luftausströmern verzweigen oder nicht.From the foregoing, it follows that, in the sense of the invention, the first component LS1, LS3 and the second component LS2, LS4 of the fan airflow LS do not have to form 100 percent of the fan airflow LS in total, but this may be the case. In other words, to the air supply duct 10 exactly two or even more than two air vents may be connected and the air supply duct (eg downstream of the heater) may or may not branch to different individual air vents or groups of air vents.

Im Sinne der Erfindung ist in jedem Fall wesentlich, dass zwei an den Luftzuführkanal 10 angeschlossenen Luftausströmern jeweils ein Anteil des Gebläseluftstroms LS zuführbar ist, wobei dem jeweiligen Gebläseluftstromanteil dieser Luftausströmer durch eine strömungsabwärts der Heizeinrichtung 40 zwischen diesen beiden Luftausströmern angeordnete Kühl-und-Heizeinrichtung 51 eine Kühlleistung bzw. eine Heizleistung nachträglich zuführbar ist, so dass eine Lufttemperaturschichtung, d. h. ein gewünschter Temperaturunterschied zwischen den beiden Luftausströmern, erzielt werden kann.For the purposes of the invention is essential in any case that two to the air supply duct 10 A portion of the fan air flow LS can be fed to each connected Luftausströmern, wherein the respective Gebläöruftstromanteil this air outlet through a downstream of the heater 40 between these two Luftausströmern arranged cooling and heating 51 a cooling capacity or a heating power can be fed subsequently, so that an air temperature stratification, ie a desired temperature difference between the two Luftausströmern, can be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1'; 11'; 1
Klimaanlageair conditioning
10'; 1010 '; 10
Luftzuführkanalair supply duct
1111
Mischraummixing room
20'; 2020 '; 20
Gebläsefan
30'; 3030 '; 30
Kühleinrichtungcooling device
40'; 4040 '; 40
Heizeinrichtungheater
50'; 5050 '; 50
LuftleiteinrichtungCowl
51', 52'51 ', 52'
Strömungsleitteilflow guide
5151
Kühl-und-HeizeinrichtungCooling and heating device
52, 5352, 53
Plattenseiteplate side
5555
LeitplattenanordnungLeitplattenanordnung
60', 61' 60 ', 61'
Luftausströmerair vents
60, 6160, 61
Luftausströmerair vents
62, 6362, 63
Luftausströmerair vents
7070
Steuereinrichtungcontrol device
8080
TemperatursensoranordnungTemperature sensor arrangement
LS'; LSLS '; LS
GebläseluftstromForced air flow
LS1'; LS2'LS1 '; LS2 '
Anteil des GebläseluftstromsProportion of fan airflow
LS1; LS2LS1; LS2
Anteil des GebläseluftstromsProportion of fan airflow
LS3; LS4LS3; LS4
Anteil des GebläseluftstromsProportion of fan airflow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19651279 A1 [0002] DE 19651279 A1 [0002]

Claims (10)

Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum, aufweisend: einen Luftzuführkanal (10) zum Zuführen von Luft zum Fahrgastraum, ein Gebläse (20), das im Luftzuführkanal (10) angeordnet ist, um für die Luftzufuhr zum Fahrgastraum einen Gebläseluftstrom (LS) zu erzeugen, eine Kühleinrichtung (30), die im Luftzuführkanal (10) strömungsabwärts des Gebläses (20) angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom (LS) durch die Kühleinrichtung (30) hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu kühlen und zu entfeuchten, eine Heizeinrichtung (40), die im Luftzuführkanal (10) strömungsabwärts der Kühleinrichtung (30) angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom (LS) durch die Heizeinrichtung (40) hindurchzuführen und dadurch in einem gewünschten Ausmaß zu erwärmen, einen ersten Luftausströmer (60; 62), der strömungsabwärts der Heizeinrichtung (40) an den Luftzuführkanal (10) angeschlossen ist, um einen ersten Anteil (LS1; LS3) des Gebläseluftstroms (LS) in den Fahrgastraum auszugeben, einen zweiten Luftausströmer (61; 63), der strömungsabwärts der Heizeinrichtung (40) an den Luftzuführkanal (10) angeschlossen ist, um einen zweiten Anteil (LS2; LS4) des Gebläseluftstroms (LS) in den Fahrgastraum auszugeben, eine Luftleiteinrichtung (50), die im Luftzuführkanal (10) angeordnet ist, um den Gebläseluftstrom (LS) in den ersten und den zweiten Anteil (LS1; LS3, LS2; LS4) aufzuteilen, und eine Kühl-und-Heizeinrichtung (51), die eingerichtet ist, der dem Fahrgastraum zuzuführenden Luft sowohl Kühlleistung als auch Heizleistung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl-und-Heizeinrichtung (51) strömungsabwärts der Heizeinrichtung (40) zwischen dem ersten Luftausströmer (60; 62) und dem zweiten Luftausströmer (61; 63) angeordnet ist, so dass die Kühlleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung (51) dem ersten Anteil (LS1; LS3) des Gebläseluftstroms (LS) zuführbar ist und die Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung (51) dem zweiten Anteil (LS2; LS4) des Gebläseluftstroms (LS) zuführbar ist.Air conditioning ( 1 ) for a vehicle having a passenger compartment, comprising: an air supply channel ( 10 ) for supplying air to the passenger compartment, a blower ( 20 ), which in the air supply duct ( 10 ) is arranged to generate a forced air flow (LS) for the air supply to the passenger compartment, a cooling device ( 30 ) located in the air supply duct ( 10 ) downstream of the blower ( 20 ) is arranged to the blower air flow (LS) through the cooling device ( 30 ) and thereby to a desired extent to cool and dehumidify, a heating device ( 40 ) located in the air supply duct ( 10 ) downstream of the cooling device ( 30 ) is arranged to control the forced air flow (LS) by the heater ( 40 ) and thereby to a desired extent to heat, a first air vent ( 60 ; 62 ), downstream of the heater ( 40 ) to the air supply duct ( 10 ) to output a first portion (LS1; LS3) of the blower air flow (LS) into the passenger compartment, a second air vent (16) 61 ; 63 ), downstream of the heater ( 40 ) to the air supply duct ( 10 ) to output a second portion (LS2, LS4) of the blower air flow (LS) into the passenger compartment, an air guiding device ( 50 ) located in the air supply duct ( 10 ) is arranged to divide the fan airflow (LS) into the first and second portions (LS1, LS3, LS2, LS4), and a cooling and heating device (FIG. 51 ), which is set up to supply both cooling power and heating power to the air to be supplied to the passenger compartment, characterized in that the cooling and heating device ( 51 ) downstream of the heater ( 40 ) between the first air vent ( 60 ; 62 ) and the second air vent ( 61 ; 63 ) is arranged so that the cooling capacity of the cooling and heating device ( 51 ) can be supplied to the first portion (LS1, LS3) of the blower air flow (LS) and the heat output of the cooling and heating device ( 51 ) can be fed to the second portion (LS2, LS4) of the blower air flow (LS). Klimaanlage (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Kühl-und-Heizeinrichtung (51) eine Peltierelementanordnung aufweist mit einer Kaltseite, die so ausgerichtet ist, dass der erste Anteil (LS1; LS3) des Gebläseluftstroms (LS) über diese hinwegführbar ist, um dem ersten Anteil (LS1; LS3) des Gebläseluftstroms (LS) die Kühlleistung zuzuführen, und einer Heißseite, die so ausgerichtet ist, dass, der zweite Anteil (LS2; LS4) des Gebläseluftstroms (LS) über diese hinwegführbar ist, um dem zweiten Anteil (LS2; LS4) des Gebläseluftstroms (LS) die Heizleistung zuzuführen.Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, wherein the cooling and heating device ( 51 ) has a Peltierelementanordnung with a cold side, which is aligned so that the first portion (LS1, LS3) of the blower air flow (LS) can be carried over them, in order to supply the first portion (LS1, LS3) of the blower air flow (LS), the cooling power, and a hot side oriented such that the second portion (LS2; LS4) of the forced airflow (LS) is passable thereacross to supply the heating power to the second portion (LS2; LS4) of the forced airflow (LS). Klimaanlage (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühl-und-Heizeinrichtung (51) plattenförmig ausgebildet ist, so dass über eine erste Plattenseite (52) der Kühl-und-Heizeinrichtung (51) die Kühlleistung dem ersten Anteil (LS1; LS3) des Gebläseluftstroms (LS) zuführbar ist und über eine der ersten Plattenseite (52) abgewandte zweite Plattenseite (53) der Kühl-und-Heizeinrichtung (51) die Heizleistung der Kühl-und-Heizeinrichtung (51) dem zweiten Anteil (LS2; LS4) des Gebläseluftstroms (LS) zuführbar ist.Air conditioning ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the cooling and heating device ( 51 ) is plate-shaped, so that over a first side of the plate ( 52 ) of the cooling and heating device ( 51 ) the cooling power can be fed to the first part (LS1, LS3) of the blower air flow (LS) and via one of the first side of the plate (LS1). 52 ) facing away from the second plate side ( 53 ) of the cooling and heating device ( 51 ) the heating power of the cooling and heating device ( 51 ) can be fed to the second portion (LS2, LS4) of the blower air flow (LS). Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die Kühl-und-Heizeinrichtung (51) in die Luftleiteinrichtung (50) integriert ist, so dass eine lagefeste Verzweigung im Luftzuführkanal (10) gebildet ist.Air conditioning ( 1 ) according to one of claims 1-3, wherein the cooling and heating device ( 51 ) in the louver ( 50 ) is integrated, so that a position-fixed branch in the air supply duct ( 10 ) is formed. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei die Heizeinrichtung (40) so im Luftzuführkanal (10) angeordnet ist, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom (LS) durch die Heizeinrichtung (40) hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß erwärmt wird.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-4, wherein the heating device ( 40 ) so in the air supply duct ( 10 ) is arranged such that in the operating case, the entire blower air flow (LS) by the heating device ( 40 ) and thereby heated as a whole to the desired extent. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei die Kühleinrichtung (30) so im Luftzuführkanal (10) angeordnet ist, dass im Betriebsfall der gesamte Gebläseluftstrom (LS) durch die Kühleinrichtung (30) hindurchströmt und dadurch als Gesamtheit in dem gewünschten Ausmaß gekühlt und entfeuchtet wird.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-5, wherein the cooling device ( 30 ) so in the air supply duct ( 10 ) is arranged such that, in the operating case, the entire blower air flow (LS) through the cooling device ( 30 ) and thereby cooled and dehumidified as a whole to the desired extent. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei die Kühleinrichtung (30) als wärmetauschender Verdampfer eines Wärmepumpensystems des Fahrzeugs ausgebildet ist.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-6, wherein the cooling device ( 30 ) is designed as a heat exchanging evaporator of a heat pump system of the vehicle. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei die Heizeinrichtung (40) als per Wärmepumpensystem des Fahrzeugs mit Heizleistung versorgter Heizungswärmetauscher ausgebildet ist.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-7, wherein the heating device ( 40 ) Is designed as a heat pump system of the vehicle with heating power supplied heating heat exchanger. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–8, wobei der erste Luftausströmer (60) als Defrost-Luftausströmer ausgebildet ist und der zweite Luftausströmer (61) als Fußraum-Luftausströmer ausgebildet ist.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-8, wherein the first air vent ( 60 ) is designed as defrost air vent and the second air vent ( 61 ) is designed as a footwell air vent. Klimaanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1–8, wobei der erste Luftausströmer (62) als Seiten-Luftausströmer ausgebildet ist und der zweite Luftausströmer (63) als Defrost-Luftausströmer ausgebildet ist.Air conditioning ( 1 ) according to any one of claims 1-8, wherein the first air vent ( 62 ) is designed as a side air vent and the second air vent ( 63 ) is designed as a defrost air vent.
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