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Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für einen Innenraum eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Klimatisierung eines Innenraums eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
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Aus der
DE 10 2008 057 396 A1 ist eine Klimatisierungsvorrichtung zur Erwärmung eines Kraftfahrzeuginnenraums, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, bekannt, welche ein Speichersystem mit einem Thermospeicher und einem in diesem integrierten Wärmespeisemittel sowie eine Wärmeabgabevorrichtung umfasst. Dabei ist mindestens eine externe Energiequelle – etwa eine Ladestation – zur Beladung des Thermespeichers an das Wärmespeisemittel des Thermospeichers direkt angeschlossen. Das Beladen oder Aufladen des Thermespeichers erfolgt vorzugsweise während einer Stillstandphase des Fahrzeugs. Der interne Speicher kann dabei sowohl Wärme- als auch Kälteenergie speichern und beispielsweise als Latentwärmespeicher ausgebildet sein. Die gespeicherte Energie kann im Fahrbetrieb bei Bedarf wieder abgerufen und zur Temperierung des Fahrzeuginnenraums genutzt werden.
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Die
DE 10 2009 056 044 A1 offenbart eine Klimaeinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Regelung einer Innenraumtemperatur einer Kraftfahrzeug-Fahrgastzelle. Die Klimaeinrichtung umfasst dabei zumindest eine unabhängig von einem Betriebszustand des Fahrzeugantriebs aktivierbare Heiz- und/oder Kühleinrichtung, welche mit zumindest einem innerhalb der Fahrgastzelle angeordneten thermischen Speichermedium gekoppelt ist. Das thermische Speichermedium kann mittels einer externen Energiequelle beladen werden. Mittels einer Steuereinrichtung kann dabei die Heiz- oder Kühleinrichtung zumindest unter Berücksichtigung einer Außentemperatur geregelt werden. Durch die aktivierte Heiz- oder Kühleinrichtung kann das thermische Speichermedium aufgeheizt und/oder gekühlt werden. Die Temperierung des thermischen Speichermediums kann über an diesem angeordnete Heiz- und/oder Kühlelemente erfolgen, welche von der externen Energiequelle versorgt werden. Bei einer Trennung des Fahrzeugs von der externen Energiequelle wird die Heiz- oder Kühleinrichtung deaktiviert. Auch hier kann das thermische Speichermedium als Latentwärmespeicher ausgebildet sein, sodass die gespeicherte Wärme im Betrieb des Fahrzeugs abgegeben werden kann. Das thermische Speichermedium kann dabei in einer Vielzahl von Speichermodulen beispielsweise in einem Fahrzeugsitz, einer Seitenverkleidung, einem Dachhimmel und/oder einer A-, B- und/oder C-Säulenverkleidung angeordnet sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst effiziente und komfortable Klimatisierung eines Innenraums eines Kraftwagens zu ermöglichen, ohne dass dadurch eine Reichweite des Kraftwagens verringert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung für einen Innenraum eines Kraftwagens umfasst einen Latentwärmespeicher und eine Schnittstelle, über welche die Klimatisierungsvorrichtung zum Zuführen und/oder Abführen von Energie mit einer externen Energiequelle verbindbar ist. Um eine möglichst effiziente und komfortable Klimatisierung des Innenraums des Kraftwagens zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Klimatisierungsvorrichtung zumindest einen Lüfter zum Beaufschlagen des Latentwärmespeichers mit einem Luftstrom aufweist. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass der Latentwärmespeicher mittels eines entsprechenden Betriebs der externen Energiequelle beladen oder entladen werden kann. Beispielsweise kann zum Beladen des Latentwärmespeichers mit Energie diese Energie von der externen Energiequelle zugeführt werden. Durch diese Energie kann ein Medium oder Material des Latentwärmespeichers beispielsweise geschmolzen werden. Dazu kann die Klimatisierungsvorrichtung beispielsweise eine entsprechende Heizvorrichtung, beispielsweise einen Heizdraht oder eine Heizwendel, umfassen. Beim Entladen des Latentwärmespeichers kann dessen Medium oder Material beispielsweise aus einem flüssigen Zustand zum Erstarren gebracht werden. Es kann dabei beispielsweise möglich sein, die bei diesem Vorgang freiwerdende Energie mittels des Lüfters aus dem Innenraum des Kraftwagens abzuführen. Es kann aber beispielsweise auch möglich sein, dass die Klimatisierungsvorrichtung ein, insbesondere elektrisch betreibbares, Kühlelement umfasst und beispielsweise kann an dem Latentwärmespeicher ein Peltier Element angeordnet sein, welches zum Entladen des Latentwärmespeichers nutzbar ist.
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In jedem Fall kann die zum Beladen und/oder zum Entladen des Latentwärmespeichers aufgewendete Energie von der externen Energiequelle bereitgestellt oder bezogen werden. Dies ermöglicht es vorteilhaft, den Latentwärmespeicher zu regenerieren, ohne dass dazu in einem Energiespeicher des Kraftwagens mitgeführte Energie verwendet werden müsste. Dies ist insbesondere für Elektro- oder Hybridfahrzeuge besonders vorteilhaft, da durch die Be- und/oder Entladung beziehungsweise Regeneration des Latentwärmespeichers und/oder zur Klimatisierung des Innenraums beispielsweise mit einer herkömmlichen Klimaanlage mittels aus dem Energiespeicher des Kraftwagens entnommener Energie die Reichweite des Kraftwagens signifikant verringert oder eingeschränkt würde. Dies gilt besonders dann, wenn die notwendige Energie aus einer Traktionsbatterie des Kraftwagens bezogen wird. Durch die Beaufschlagung des Latentwärmespeichers mit dem durch den Lüfter erzeugten Luftstrom wird dabei besonders vorteilhaft eine besonders effiziente, komfortable und gleichmäßige Klimatisierung des Innenraums erzielt. Der Betrieb des Lüfters benötigt im Vergleich zum Betrieb einer herkömmlichen Klimaanlage nur einen wesentlich geringeren Energieaufwand, da beispielsweise kein Kompressor oder Verdichter betrieben werden muss. Durch den Luftstrom wird vorteilhaft sichergestellt, dass die mittels des Latentwärmespeichers beziehungsweise der Klimatisierungsvorrichtung erzielbare Heiz- und/oder Kühlleistung, das heißt also die erzielbare Klimatisierungsleistung, optimal an die Luft des Innenraums übertragen werden kann.
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Die externe Energiequelle kann insbesondere eine Ladestation sein, über welche beispielsweise auch die Traktionsbatterie des Kraftwagens in einem ruhenden oder stationären Zustand des Kraftwagens aufladbar ist. Dementsprechend kann die Schnittstelle der Klimatisierungsvorrichtung eine zum Anschluss der externen Energiequelle oder Ladestation vorgesehene Anschlusseinrichtung oder Steckdose des Kraftwagens sein. Die Schnittstelle der Klimatisierungsvorrichtung kann aber auch fahrzeugintern mit einer derartigen Anschlusseinrichtung des Kraftwagens verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass andere Bauteile oder Leitungen an die Schnittstelle der Klimatisierungsvorrichtung geführt sind. So kann beispielsweise die Klimatisierungsvorrichtung und insbesondere der Latentwärmespeicher über die Schnittstelle und ein besonders gut wärmeleitendes Bauteil oder Element des Kraftwagens mit dessen Karosserie verbunden oder verbindbar sein Dadurch kann beispielsweise Wärme von einer durch Sonneneinstrahlung aufgeheizten Karosserie des Kraftwagens dem Latentwärmespeicher zugeführt werden.
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In jedem Fall kann mittels der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung während eines Fahrbetriebs des Kraftwagens Wärmeenergie von dem Latentwärmespeicher ohne zusätzlichen Energieaufwand an den Innenraum des Kraftwagens abgegeben oder diesem entzogen werden. Effektiv kann also eine in dem Latentwärmespeicher gespeicherte Klimaleistung oder Klimatisierungsleistung abgerufen werden, ohne den elektrischen Energiehaushalt des Kraftwagens zu verändern oder zu belasten.
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Besonders bevorzugt kann die Klimatisierungsvorrichtung im Innenraum, beispielsweise in unmittelbarer Nähe einer Sitzanlage des Kraftwagens, angeordnet sein oder werden. Dadurch wird vorteilhaft die Klimaleistung lokal in unmittelbarer Nähe zu einem jeweiligen Fahrzeuginsassen bereitgestellt. Dies ermöglicht es, eine besonders hohe Effizienz bei der Klimatisierung zu erzielen, da beispielsweise keine luftführenden Kanäle oder Belüftungsschächte – etwa in einer Mittelkonsole, einer Instrumententafel, einem Boden oder einer Innenverkleidung des Kraftwagens – notwendig sind und dementsprechend Energieverluste während einer Durchströmung dieser Kanäle vermieden werden.
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Besonders bevorzugt kann die Klimatisierungsvorrichtung beispielsweise säulenförmig ausgebildet sein. Eine solche Säule kann beispielsweise mittig oder zentral in dem Innenraum angeordnet sein. Es kann auch möglich sein, die Klimatisierungsvorrichtung als Karosseriesäule, zum Beispiel als B-Säule des Kraftwagens auszubilden oder auszuformen. Damit kann die säulenförmige Klimatisierungsvorrichtung dann also beispielsweise die B-Säule des Kraftwagens ersetzen. Es kann aber beispielsweise auch möglich sein, die säulenförmige Klimatisierungsvorrichtung in einem mittigen oder zentralen Bereich des Kraftwagens, etwa zwischen jeweiligen Sitzen des Kraftwagens, anzuordnen. Die Klimatisierungsvorrichtung kann sich zum Beispiel abstützend von einem Boden des Kraftwagens zu einem Dach des Kraftwagens erstrecken. Vorteilhaft kann durch die Klimatisierungsvorrichtung entsprechend eine sicherheits- oder Crash-relevante Struktur des Kraftwagens gebildet beziehungsweise eine Rahmenkonstruktion des Kraftwagens oder dessen Fahrgastzelle unterstützt oder abgestützt beziehungsweise verstärkt oder versteift werden. So die Klimatisierungsvorrichtung vorteilhaft raumsparend eine Doppelfunktion erfüllen.
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Bevorzugt kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Klimatisierungsvorrichtung zumindest ein Strahlungsheizelement oder Infrarotheizelement umfasst. Dieses kann besonders bevorzugt an einer dem Innenraum des Kraftwagens zugewandten Außenseite der Klimatisierungsvorrichtung angeordnet oder in diese integriert sein. Dabei ist das Strahlungsheizelement also zwischen einem jeweiligen Fahrzeuginsassen und dem Latentwärmespeicher angeordnet. Durch die Energieaufnahme oder -abgabe des Latentwärmespeichers wird also zunächst das Strahlungsheizelement temperiert. Dadurch ist der Innenraum und somit der jeweilige Fahrzeuginsasse also besonders vorteilhaft einer Strahlungswärme oder -kälte ausgesetzt, wodurch ein Wohlbefinden des Fahrzeuginsassen gegenüber herkömmlicher luftgetragener oder konvektionsbasierter Klimatisierung verbessert werden kann. Es entsteht dabei beispielsweise kein Zuggefühl bei vorbeistreichender kühler Luft. Stattdessen wird ein typischerweise als angenehm empfundenes Gefühl von Strahlungswärme wie an einem Kamin oder von Abkühlung wie an einer Eisfläche erzeugt. Ebenso wird vorteilhaft durch den Einsatz des Strahlungsheizelements durch Minimierung einer Luftbewegung ein Austrocknungseffekt minimiert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Klimatisierungsvorrichtung ein den Latentwärmespeicher umgebendes Abstandsgewirke aufweist. Durch das Abstandsgewirke kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass der Latentwärmespeicher jederzeit effektiv und effizient von dem Luftstrom umströmt werden kann. Das Abstandsgewirke ist besonders luftdurchlässig und besonders gut durchströmbar und verhindert zudem, dass beispielsweise andere Bauteile des Kraftwagens oder sonstige Gegenstände, wie beispielsweise in dem Kraftwagen transportiertes Gepäck, in unmittelbaren Kontakt zu dem Latentwärmespeicher gelangen und so dessen Umströmung beziehungsweise den mittels des Lüfters erzeugten Luftstrom blockieren können.
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In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lüfter in das Abstandsgewirke integriert ist. Dadurch kann die Luftzirkulation und somit der Energieübertrag zwischen dem Latentwärmespeicher und dem Innenraum des Kraftwagens beziehungsweise der Luft des Innenraums verbessert werden. Besonders vorteilhaft können dabei auch mehrere Lüfter in das Abstandsgewirke integriert sein. Durch die Verwendung mehrerer relativ kleiner Lüfter kann vorteilhaft der Luftstrom besonders gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Latentwärmespeichers gelenkt oder verteilt werden. Zusätzlich kann bei einer insassennahen Anordnung der Klimatisierungsvorrichtung und bei einer Verwendung mehrerer kleiner Lüfter eine effektive Luftumwälzung erreicht werden, ohne dass dabei ein unter Umständen als unangenehm empfundener starker oder gebündelter gerichteter Luftstrom entstünde. So kann besonders vorteilhaft eine variable Steuerung des oder der Lüfter vorgesehen sein, wodurch die Klimatisierungsleistung gezielt regelbar und die Tempelregierung des Innenraums gezielt steuerbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Klimatisierungsvorrichtung röhrenförmig, das heißt als Hohlsäule oder Hohlzylinder, ausgebildet und der Lüfter in einem Innenbereich der Klimatisierungsvorrichtung beziehungsweise der Röhre angeordnet. Durch den oder die Lüfter kann Innenraumluft angesogen und an dem Latentwärmespeicher entlang geführt oder vorbei geleitet werden, wobei ein Energieübertrag zwischen dem Latentwärmespeicher und der Luft stattfindet. Durch die Verwendung eines zentralen, innerhalb der Klimatisierungsvorrichtung angeordneten Lüfters kann besonders vorteilhaft und einfach ein Insassenschutz vor einer Berührung des rotierenden Lüfters gewährleistet werden. Zudem kann die Klimatisierungsvorrichtung selbst als Luftführungs- oder Luftleitelement dienen. Somit kann vorteilhaft eine besonders effektive Luftumwälzung erreicht werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftwagens verwendet eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung und dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass während eines Fahrbetriebs des Kraftwagens der Innenraum mittels der Klimatisierungsvorrichtung klimatisiert oder temperiert wird. Während der Kraftwagen hingegen über die Schnittstelle der Klimatisierungsvorrichtung mit der externen Energiequelle verbunden ist, wird der Latentwärmespeicher durch einen Energieübertrag zwischen dem Latentwärmespeicher und der externen Energiequelle regeneriert. Mit anderen Worten wird also auf Vorrat eine Klimatisierungsleistung in dem Latentwärmespeicher gespeichert, während der Kraftwagen von außerhalb, beispielsweise von einer Ladesäule, mit Energie beziehungsweise Strom versorgt wird. Im Fahrbetrieb kann die in dem Latentwärmespeicher gespeicherte Klimatisierungsleistung dann abgerufen und in Form von Kälte oder Wärme an den Innenraum des Kraftwagens abgegeben werden.
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Die bisher und im Folgenden sowie in den Patentansprüchen beschriebenen funktionalen Ausbildungen der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung sowie die entsprechenden Vorteile sind entsprechend sinngemäß auch auf das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Einrichtungen und Bauteile übertragbar und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer teilweise dargestellten säulenförmigen Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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2 eine schematische und ausschnittweise Perspektivansicht eines Innenraums eines Kraftwagens mit einer darin angeordneten säulenförmigen Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In den Fig. sind gleiche und/oder funktionsgleiche Bauteile oder Merkmale jeweils durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer teilweise dargestellten säulenförmigen Klimatisierungsvorrichtung, welche vorliegend als Temperiersäule 10 bezeichnet werden soll. Die Temperiersäule 10 weist hier eine röhrenförmige oder ringzylindrische Hülle 12 auf, welche einen dementsprechend ebenfalls zylindrischen Innenbereich 14 umgibt. Eine Klimatisierungsleistung der Temperiersäule 10 wird im Wesentlichen durch ein hier nicht dargestelltes Energiespeichermedium, insbesondere ein Latentspeichermaterial, beziehungsweise einen daraus gebildeten Latentwärmespeicher beeinflusst oder gewährleistet. Als Energiespeichermedium kann beispielsweise ein sogenanntes Phasenwechselmaterial (PCM, Phase-Change-Material) eingesetzt werden. Derartige Materialien zeichnen sich durch eine besonders hohe Schmelzenthalpie aus. Je nach Klima- oder Temperaturverhältnissen in der unmittelbaren Umgebung und dem Energiebeladungszustand des Phasenwechselmaterials wird an diesem vorbeiströmende Luft erwärmt oder abgekühlt. Der Latentwärmespeicher kann beispielsweise in dem Innenbereich 14 und/oder innerhalb der Hülle 12 angeordnet sein, wobei das Phasenwechselmaterial beispielsweise in einer Vielzahl von Kapseln angeordnet oder untergebracht sein kann.
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Weiterhin ist hier an der Hülle 12 oder in diese integriert beispielhaft ein Lüfter 16 dargestellt, wobei bevorzugt auch mehrere solcher Lüfter 16 über die Hülle 12 verteilt angeordnet oder vorgesehen sein können. Ebenso ist es möglich, den Lüfter 16 oder zumindest einen Lüfter in dem Innenbereich 14 anzuordnen. Ein derartiger zentraler in dem Innenbereich 14 angeordneter Lüfter kann dabei größer sein als der hier beispielhaft dargestellte Lüfter 16 und einen in Längsrichtung der Temperiersäule 10 strömenden Luftstrom entlang der Symmetrieachse der Temperiersäule 10 erzeugen. Der Latentwärmespeicher wird also in jedem Fall von dem mittels des Lüfters 16 erzeugten Luftstrom beaufschlagt oder angeströmt beziehungsweise umströmt, wodurch ein Wärmeaustausch zwischen dem Latentwärmespeicher und einer Umgebung der Temperiersäule 10 verbessert werden kann. Durch den Lüfter 16 kann dabei etwa ein Luftkreislauf erzeugt werden, um ein möglichst großes Luftvolumen oder eine möglichst große Luftmenge effektiv temperieren zu können.
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Zusätzlich sind hier an der Hülle 12 angeordnet oder in diese integriert zwei ringförmige Strahlungsheizelemente 18 vorgesehen. Anstelle der beispielhaft gezeigten Ausführung der Strahlungsheizelemente 18 oder zusätzlich zu dieser kann beispielsweise auch ein, beispielsweise metallisches oder keramisches, Heizgewebe die Hülle 12 zumindest teilweise oder bereichsweise umgeben oder zumindest teilweise oder bereichsweise an der Hülle 12 angeordnet oder in die Hülle 12 integriert sein. Mittels der Strahlungsheizelemente 18 kann vorteilhaft ein als besonders angenehm empfundener Wärmeaustausch über Strahlungsemission oder -absorption erzielt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Strahlungsheizelemente 18 beispielsweise als elektrisch betreibbare Heizelemente zur Regeneration des Latentwärmespeichers genutzt werden können.
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Ergänzend ist hier in dem Innenbereich 14 ein Ionisator 20 derart angeordnet, dass er mit dem Luftstrom in Kontakt steht. Beispielsweise hier kann außerdem auch ein nicht dargestellter Luftfilter vorgesehen sein. Damit kann mittels der Temperiersäule 10 die an dieser entlangströmende Luft nicht nur temperiert, sondern auch gereinigt und/oder mit, insbesondere negativen, Ionen angereichert werden. Dies kann vorteilhaft zu einer Steigerung oder Optimierung eines Wohlbefindens jeweiliger Nutzer oder sich in der Umgebung der Temperiersäule 10 aufhaltender Personen beitragen.
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Herkömmlicherweise wird in Kraftfahrzeugen die Klimatisierung oder Temperierung der zur Versorgung des Fahrzeuginnenraums vorgesehenen Luft nicht in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeuginsassen durchgeführt, sodass Energieverluste durch weite Klimatisierungs- oder Luftführungswege entstehen. Zudem werden oftmals Methoden und Aggregate mit sehr hohem Energiebedarf verwendet. Insbesondere in Elektroautos steht jedoch nur einen sehr beschränktes Energiebudget für Klimatisierungszwecke zur Verfügung. Die herkömmlicherweise verwendeten Methoden und Aggregate würden also in Elektroautos zu einer signifikanten Reduktion einer erzielbaren Reichweite oder Betriebszeit des Elektroautos führen. Vorteilhaft bei den herkömmlichen Klimatisierungen ist allerdings, dass diese – wenn auch mit sehr hohem Energiebedarf – effektiv wirken.
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Durch die vorliegende Klimatisierungsvorrichtung wird eine effektive Kühlung und/oder Erwärmung des Fahrzeuginnenraums ermöglicht, ohne die erzielbare Reichweite des Fahrzeugs signifikant zu vermindern. Dies wird insbesondere durch die kombinierte Verwendung des Latentwärmespeichers und des Lüfters 16 in Verbindung mit einer insassennahen Anordnung der Temperiersäule 10 im Fahrzeuginnenraum erzielt.
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2 zeigt dazu eine schematische und ausschnittweise Perspektivansicht eines Kraftwagens 22 und insbesondere eines Fahrgastraums 24 des Kraftwagens 22. In dem Fahrgastraum 24 sind auf einem Boden 26 beispielhaft vier Sitze 28 angeordnet. In einem mittigen oder zentralen Bereich zwischen den vier Sitzen 28 ist auf dem Boden 26 die Temperiersäule 10 angeordnet. Vorliegend erstreckt sich die Temperiersäule 10 hier beispielhaft von dem Boden 26 des Kraftwagens 22 beziehungsweise des Fahrgastraums 24 in Fahrzeughochrichtung etwa bis zu einer Höhe jeweiliger Sitzflächen der Sitze 28. Alternativ könnte sich die Temperiersäule 10 aber beispielsweise auch bis zu einer Unterkante jeweiliger Fensteröffnungen oder bis zu einem Dach des Kraftwagens 22 erstrecken. In letzterem Fall kann es möglich sein, dass die Temperiersäule 10 eine stützende sicherheitsrelevante Funktion als Struktur- oder Stabilisierungselement des Kraftwagens 22 erfüllt. Dabei kann die Temperiersäule 10 auch eine von der hier und in 1 dargestellten zylindrischen, säulenförmigen oder röhrenförmigen Gestalt abweichende Formgebung aufweisen. Beispielsweise kann die Temperiersäule 10 auch einen rechteckigen oder einen frei geformten Querschnitt aufweisen, welcher in seiner Form und/oder Größe auch in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Längsrichtung der Temperiersäule 10 variieren kann.
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Durch die hier gezeigte mittige oder zentrale Positionierung der Temperiersäule 10 kann besonders insassennah eine gezielte, lokale Tempelregierung für alle vier Sitzplätze 28 erzielt werden, ohne dass dabei zwischen der Temperiersäule 10 als Ursprung der Klimatisierungsleistung und den Sitzen 28 beziehungsweise jeweiligen Sitzinsassen als Nutzer oder Empfänger der Klimatisierungsleistung ein Energieverlust, etwa durch ein Durchströmen eines Belüftungskanals, entsteht oder anfällt. Auch bei herkömmlichen, heutzutage verbreiteteren Innenraum- oder Sitzkonzepten kann dies erreicht werden, indem die Temperiersäule 10 beispielsweise zwischen jeweiligen Lehnenteilen jeweiliger Vordersitze angeordnet wird. Es kann dabei auch vorgesehen sein, mehrere Temperiersäulen 10 in dem Fahrgastraum 24 verteilt anzuordnen.
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Vorliegend ist die Temperiersäule 10 durch eine gitter- oder netzartige Dekorperforation 30 gegen den Fahrgastraum 24 abgegrenzt. Diese Dekorperforation 30 kann effektiv durchströmt werden, sodass die Luft des Fahrgastraums 24 durch die Dekorperforation 30 an den Latentwärmespeicher der Temperiersäule 10 geführt, dort temperiert und anschließend wieder in den Fahrgastraum 24 gelangen kann.
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Vorteilhaft kann durch die Verwendung des Latentwärmespeichers die Temperiersäule 10 sowohl im Sommer beziehungsweise bei warmen, das heißt also oberhalb einer gewünschten Innenraumtemperatur des Fahrgastraums 24 liegenden, Außentemperaturen in einer Umgebung des Kraftwagens 22, als auch im Winter, das heißt bei niedrigeren und somit unterhalb der gewünschten Innenraumtemperatur liegenden, Außentemperaturen, verwendet oder eingesetzt werden.
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In einem beispielhaften Szenario für einen Sommerbetrieb kann beispielsweise der Kraftwagen über Nacht abgestellt sein und unbenutzt ruhen. Dabei kühlt der Latentwärmespeicher aus und erstarrt. Wird dann zu Tagesbeginn der Kraftwagen 22 in Betrieb genommen, so ist zu Beginn der Fahrt der Fahrgastraum 24 noch ebenfalls ausgekühlt beziehungsweise kühl temperiert. Im Laufe der Fahrt kann beispielsweise der Fahrgastraum 24 durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt werden. Es kann auch vorgesehen sein, mittels einer Anzeigeeinrichtung dem Fahrzeuginsassen eine verfügbare Klimatisierungsleistung oder eine verfügbare Klimatisierungskapazität der Temperiersäule 10 anzuzeigen. Hier würde dann also ein voller oder maximaler Leistung- oder Kapazitätszustand angezeigt werden. Bei zunehmender Aufheizung des Fahrgastraums 24 können nun die Lüfter 16 der Temperiersäule 10 aktiviert werden und der Latentwärmespeicher beginnt, der an ihm vorbeiströmenden Luft Wärmeenergie zu entziehen. Diese Abkühlung der Luft in dem Fahrgastraum 24 kann beispielsweise stattfinden oder fortgeführt wären, bis eine Temperatur von beispielsweise 20°C erreicht ist und/oder die Klimatisierungsleistung oder Kühlkapazität des Latentwärmespeichers beziehungsweise der Temperiersäule 10 erschöpft oder verbraucht ist. Die genauen Temperaturen beziehungsweise ein genaues Temperaturverhalten des Latentwärmespeichers kann dabei über eine entsprechende Materialwahl eingestellt oder vorgegeben werden.
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In einem beispielhaften Szenario für einen Winterbetrieb kann der Kraftwagen 22 beispielsweise bei niedrigen Außentemperaturen direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein. Dadurch wird die Karosserie des Kraftwagens 22 aufgeheizt oder erwärmt. Die Wärmeenergie der Karosserie kann an den Latentwärmespeicher geleitet werden, welcher diese aufnimmt und sich dabei verflüssigt. Durch diesen Phasenwechsel von einem erstarrten in einen flüssigen Zustand ist der Latentwärmespeicher nun beladen. Die somit in dem Latentwärmespeicher gespeicherte Energie kann während einer nachfolgenden Fahrt des Kraftwagens 22 zum Erwärmen des Fahrgastraums 24 von dem Latentwärmespeicher abgegeben werden. Es kann auch die Situation auftreten, dass der Kraftwagen 22 im Winter steht und beispielsweise an einer stationären Ladestation aufgeladen wird. Dabei kann über die Ladestation auch die Temperiersäule 10 beziehungsweise der Latentwärmespeicher mit Energie versorgt beziehungsweise beladen werden, sodass das Phasenwechselmaterial verflüssigt wird.
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Die Ladestation kann beispielsweise auch ein zusätzliches Heizelement der Temperiersäule 10 mit Energie versorgen, sodass der Fahrgastraum 24 erwärmt oder auf der gewünschten oder eingestellten Temperatur gehalten wird. Wird dann der Kraftwagen 22 von der Ladestation getrennt, so können jeweilige Fahrzeuginsassen während eines anschließenden Fahrbetriebs des Kraftwagens 22 zunächst von der Erwärmung oder Aufheizung des Fahrgastraums 24 mittels des durch die Ladestation versorgten Heizelements profitieren. Bei weiterer Fahrt wird sich aufgrund der niedrigen Umgebung- oder Außentemperatur der Fahrgastraum 24 abkühlen. Sinkt dabei die Innenraumtemperatur unter die entsprechende Grenztemperatur des Latentwärmespeichers, so beginnt dieser zu erstarren und die in ihm gespeicherte Energie in Form von Wärme an den Fahrgastraum 24 abzugeben. Um eine Verteilung dieser von dem Latentwärmespeicher abgegebenen Wärme in dem Fahrgastraum 24 zu erreichen, wird dabei automatisch oder selbsttätig der Lüfter 16 aktiviert.
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Als zusätzliches Heizelement kann beispielsweise ein plattenförmiges Element oder Paneel beziehungsweise Panel an einer dem Fahrgastraum 24 zugewandten Oberfläche der Temperiersäule 10 angeordnet sein. Ebenso kann durch ein derartiges Paneel beispielsweise auch eine Innenverkleidung des Fahrgastraums 24 gebildet sein, wobei dann beispielsweise die Temperiersäule 10 dahinter liegend an oder in einer Karosseriesäule des Kraftwagens 22 angeordnet sein kann. Dabei kann die Temperiersäule 10 auch die Karosseriesäule bilden.
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Es sind unterschiedlichste Gestaltungsmöglichkeiten der Temperiersäule 10 realisierbar. So kann die Temperiersäule 10 beziehungsweise die Hülle 12 und/oder die Dekorperforation 30 beispielsweise aus einem transparenten oder durchsichtigen Material gebildet sein. Dadurch kann vorteilhaft die Atmosphäre des Fahrgastraums 24 nicht nur physisch oder physikalisch durch die Temperierung der Innenraumluft, sondern auch psychisch oder psychologisch in der Wahrnehmung oder Einschätzung jeweiliger Fahrzeuginsassen verbessert werden. Beispielsweise kann den jeweiligen Fahrzeuginsassen ein Eindruck von ressourcenschonendem Leichtbau und entsprechender Nachhaltigkeit oder Zukunftsfähigkeit ermittelt werden. Dies kann zur Entspannung der Fahrzeuginsassen beitragen und so einen Komfort zusätzlich verbessern. Zusätzlich oder alternativ können dabei beispielsweise auch bevorzugt natürliche Leichtbaumaterialien, wie etwa Bambus und/oder natürlich wirksame Materialien wie Salzkristalle bei der Gestaltung der Temperiersäule 10 verwendet werden. Insbesondere jeweilige Außenflächen und/oder durch den Luftstrom beströmte oder beaufschlagte Flächen der Temperiersäule 10 können vorteilhaft ganz oder teilweise beziehungsweise bereichsweise mit Salzkristallplatten oder -Bausteinen oder -Flächen oder -Anteilen gebildet, versehen oder belegt sein. Dadurch kann vorteilhaft die Luft in dem Fahrgastraum 24 mit Salzpartikeln und/oder Ionen angereichert werden, wodurch ein positiver gesundheitlicher Effekt bei jeweiligen Fahrzeuginsassen erzielbar sein und/oder ein jeweiliges Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen verbessert oder gesteigert werden kann.
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Um die beschriebenen Effekte weiter zu verstärken können alternativ oder zusätzlich auch Licht- oder Beleuchtungselemente in die Temperiersäule 10 beziehungsweise in die Hülle 12 integriert sein oder werden. Besonders vorteilhaft kann dabei eine jeweilige Beleuchtungsfarbe und/oder Lichttemperatur der Beleuchtungselemente gesteuert oder eingestellt werden. Besonders bevorzugt kann die Lichtfarbe und/oder -temperatur automatisch in Abhängigkeit von einer tatsächlichen und/oder eingestellten beziehungsweise gewünschten Temperatur des Fahrgastraums 24 beziehungsweise der Luft des Fahrgastraums 24 gesteuert werden. So kann beispielsweise durch die Beleuchtungselemente das Temperaturempfinden der Fahrzeuginsassen beeinflusst oder unterstützt werden. So kann durch eine niedrige Lichttemperatur, das heißt also durch warmes und/oder rötliches Licht, Wärme oder ein Wärmeeindruck inszeniert oder vermittelt werden. Analog kann durch eine hohe Lichttemperatur, das heißt durch kaltes beziehungsweise bläuliches Licht, ein Eindruck oder Empfinden von Kälte oder Abkühlung inszeniert oder hervorgerufen oder vermittelt werden. Somit kann durch eine energiesparende Beleuchtung gegebenenfalls ein für die Temperierung oder Klimatisierung des Fahrgastraums 24 notwendiger oder eingesetzter Energieaufwand minimiert werden, ohne dass dadurch das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen verringert würde. Dazu können beispielsweise besonders energieeffiziente LEDs als Beleuchtungselemente eingesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Beleuchtungselemente der Temperiersäule 10 auch in eine Innenraumbeleuchtung und/oder eine Ambientebeleuchtung des Fahrgastraums 24 und/oder des Kraftwagens 22 eingebunden sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057396 A1 [0002]
- DE 102009056044 A1 [0003]
