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Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zum Fördern und zum Konditionieren von Luft. Das Klimatisierungssystem weist ein Gehäuse mit einem Luftverteiler auf, welcher mit Luftauslässen sowie mit mindestens zwei parallel durchströmbar angeordneten Strömungspfaden ausgebildet ist. Jeweils durch einen ersten Strömungspfad und einen zweiten Strömungspfad geführte Luftmassenströme weisen unterschiedliche Temperaturen auf.
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Bei Kraftfahrzeugen ist aufgrund der zunehmenden Anzahl an technischen Komponenten eine Optimierung hinsichtlich des Bauvolumens erforderlich, um die gewünschte Funktionsvielfalt durch Unterbringung der Komponenten überhaupt gewährleisten zu können. Aus diesem Grund sind auch großvolumige Komponenten zur Klimatisierung, wie sie aus stationären Klimaanlagen in Form von Mischkammern, Strömungsleiteinrichtungen und Verwirbelungseinrichtungen bekannt sind, in Kraftfahrzeugen wegen der geringen Platzverhältnisse nicht einsetzbar.
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Eine zusätzliche Anforderung an eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, welche einen zugeführten Luftmassenstrom konditioniert, gegebenenfalls aufteilt und die einzelnen Luftmassenströme in unterschiedliche Bereiche des Fahrgastraums leitet, besteht darin, verschiedene Luftauslässe der Klimaanlage je nach Lage und Funktion mit verschieden temperierten Luftmassenströmen zu beaufschlagen. Der zugeführte Luftmassenstrom wird dabei über unterschiedliche Wärmeübertrager geführt, sodass die Luft abgekühlt und entfeuchtet sowie, wenn notwendig, wieder aufgeheizt und anschließend in den Fahrgastraum geleitet wird. Dabei wird die Luft beispielsweise in den Fußraum sowie über Öffnungen im Armaturenbrett in den Fahrgastraum eingeblasen und zudem über Auslässe unmittelbar an die Frontscheibe geführt, um diese beschlagfrei zu halten oder abzutauen.
Bei gattungsgemäßen Klimaanlagen wird der dem Fahrgastraum zuzuführende Luftmassenstrom in zwei Teilluftmassenströme aufgeteilt. Mittels Temperaturklappen und unterschiedlichen Regelmechanismen werden die erforderlichen Temperaturen der Luftströmungen eingestellt. Dabei wird ein Teilluftmassenstrom durch einen Heizwärmeübertrager geleitet und erwärmt. Gleichzeitig strömt ein zweiter Teilluftmassenstrom als Kaltluft am Heizwärmeübertrager vorbei. Beide unterschiedlich temperierten Teilluftmassenströme werden anschließend zum Erreichen der geforderten Zieltemperatur vermischt, um einen ausreichenden Komfort der Luft im Fahrgastraum zu erreichen.
Das Mischen der kalten und warmen Luftmassenströme ist aufgrund der sehr kurzen Strömungswege und aufgrund des komplexen Durchflusses je nach Betriebsart des Klimatisierungssystems sowie der Verstellung der Temperaturklappen im Inneren des Gehäuses sehr schwierig. Zudem weisen die Systeme eine lange Dauer für das Vermischen der Luftmassenströme auf.
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Herkömmlich werden die verschiedenen Luftauslässe der Klimaanlage aus einer gemeinsamen Mischkammer bedient. Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen an die jeweilige Funktion der Luftauslässe sind jedoch unterschiedliche Temperaturen der Luftmassenströme zu gewährleisten, was durch zusätzliche Einbauten, wie Warmluftkanäle beziehungsweise Kaltluftkanäle, erreicht wird. Voneinander abweichende Temperaturen der Luftmassenströme an den unterschiedlichen Auslässen, wie Fußraum, Armaturenbrett und Scheibenbelüftung, werden als Temperaturschichtung bezeichnet.
Zudem werden neben den Warmluftkanälen beziehungsweise Kaltluftkanälen zusätzliche Leiteinrichtungen, insbesondere in den Seiten des Gehäuses ausgebildete Luftklappen, vorgesehen, um beispielsweise konditionierte Luft in Richtung des Luftauslasses im Fußraum zu leiten. Des Weiteren werden die miteinander korrespondierenden Luftauslässe des Gehäuses derart zueinander angeordnet, die natürliche Schichtung der Luftmassenströme innerhalb des Gehäuses gezielt zu nutzen. Mögliche Änderungen am Gehäuse und der Luftführung innerhalb des Gehäuses bedürfen aufgrund der komplexen Abhängigkeiten der unterschiedlichen Einflussfaktoren eines neuerlichen, sehr langwierigen Entwicklungsprozesses.
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In der
DE 101 47 114 A1 wird ein Klimatisierungssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Lufteintrittsbereich und einem Luftaustrittsbereich sowie einer Einrichtung zum Verteilen der Luftmassenströme in verschiedene Bereiche des Fahrgastraums beschrieben. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit zwei Strömungswegen der Luft vom Lufteinlass zum Luftauslass auf. Die entlang des ersten Luftströmungswegs geleitete Luft wird aufgewärmt. Eine Temperaturklappe regelt den Zustrom der aus dem ersten Strömungsweg und/oder dem zweiten Strömungsweg zum Luftaustrittsbereich strömenden Luft.
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Den im Stand der Technik bekannten Systemen ist zu eigen, dass sie apparativ sehr aufwendig zusätzliche Elemente aufweisen, welche zusätzlichen Platz beanspruchen, Kosten und auch einen zusätzlichen Montageaufwand sowie einen entsprechenden Wartungsaufwand nach sich ziehen. Zudem verursachen die zusätzlichen Einbauten einen erhöhten Gegendruck in der Luftströmung, was wiederum zu einem erhöhten Leistungsbedarf und damit Energieverbrauch sowie einer Verringerung der Effizienz des gesamten Kraftfahrzeuges führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Klimatisierungssystem zur Verfügung zu stellen, welches eine optimale Durchmischung von Luftmassenströmen bezüglich der zu erreichenden Temperatur und der Dauer der Durchmischung der dem Fahrgast zuzuführenden Luft und damit jeweils ein optimales Einstellen der Temperatur der Luft abhängig vom jeweiligen Luftauslass bei einem minimalen Aufwand der Temperatursteuerung ermöglicht. Dabei sollte die Luft gezielt geführt, insbesondere lediglich ein minimaler Gegendruck erzeugt, werden, um beispielsweise die Geräuschemission zu reduzieren, und sowohl die Anzahl der einzusetzenden Komponenten als auch deren Bauraumbedarf minimal sein.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Klimatisierungssystem weist Mittel zum Fördern und zum Konditionieren, insbesondere zum Abkühlen, zum Entfeuchten und zum Erwärmen, von Luft sowie ein Gehäuse mit einem Luftverteiler auf. Der Luftverteiler ist mit Luftauslässen sowie mit mindestens zwei parallel durchströmbar angeordneten Strömungspfaden ausgebildet. Dabei weisen die jeweils durch einen ersten Strömungspfad und durch einen zweiten Strömungspfad geführten Luftmassenströme unterschiedliche Temperaturen auf.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist mindestens einer der Luftauslässe mit einer separaten Mischzone zum Vermischen von Luftmassenströmen ausgebildet. Die Mischzone weist einen ersten Einlass zum Einströmen eines in einer bestimmten Strömungsrichtung durch den ersten Strömungspfad geleiteten beziehungsweise aus dem ersten Strömungspfad austretenden Luftmassenstroms, einen zweiten Einlass zum Einströmen eines in einer bestimmten Strömungsrichtung durch den zweiten Strömungspfad geleiteten beziehungsweise aus dem zweiten Strömungspfad austretenden Luftmassenstroms sowie einen Auslass zum Ableiten eines Luftmassenstroms auf.
Die bevorzugt ausschließlich dem Luftauslass zugeordnete Mischzone ist dabei zum Vermischen von unterschiedliche Temperaturen aufweisenden Luftmassenströmen ausgebildet und weist mindestens zwei Strömungsleiteinrichtungen zum zumindest bereichsweise Verschließen und Öffnen der Mischzone auf. Der vermischte, durch den Auslass aus der Mischzone ausströmende Luftmassenstrom wird anschließend zum Luftauslass geführt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich des ersten Einlasses der Mischzone eine erste Strömungsleiteinrichtung zum Verschließen und Öffnen des ersten Einlasses ausgebildet.
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Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des zweiten Einlasses der Mischzone eine zweite Strömungsleiteinrichtung zum Verschließen und Öffnen des zweiten Einlasses ausgebildet.
Der Luftauslass, welchem die Mischzone zugeordnet ist beziehungsweise der Auslass der Mischzone weisen bevorzugt einen unverschließbaren Strömungsquerschnitt auf. Der Luftauslass beziehungsweise der Auslass der Mischzone sind folglich jeweils ohne eine Strömungsleiteinrichtung ausgebildet. Die Einlässe der Mischzone werden dabei über die zwei vorteilhaft als Luftklappen ausgebildeten Strömungsleiteinrichtungen gesteuert, wobei die Luftmenge und die Temperatur des Luftmassenstroms im Luftauslass individuell einstellbar sind.
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Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des Auslasses der Mischzone eine zweite Strömungsleiteinrichtung zum Verschließen und Öffnen des Auslasses ausgebildet. Die Mischzone ist dabei in Strömungsrichtung der Luft vor der Strömungsleiteinrichtung des Luftauslasses angeordnet, welche die Mischzone begrenzt.
Der zweite Einlass der Mischzone weist bevorzugt einen unverschließbaren Strömungsquerschnitt auf und ist folglich ohne Strömungsleiteinrichtung ausgebildet.
Der erste Einlass und der Auslass der Mischzone werden dabei über die zwei vorteilhaft als Luftklappen ausgebildeten Strömungsleiteinrichtungen gesteuert, wobei die Luftmenge und die Temperatur des Luftmassenstroms im Luftauslass individuell einstellbar sind.
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Die Aufgabe wird auch durch ein weiteres erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Klimatisierungssystem weist ebenso Mittel zum Fördern und zum Konditionieren, insbesondere zum Abkühlen, zum Entfeuchten und zum Erwärmen, von Luft sowie ein Gehäuse mit einem Luftverteiler auf. Der Luftverteiler ist wiederum mit Luftauslässen sowie mit mindestens zwei parallel durchströmbar angeordneten Strömungspfaden ausgebildet. Dabei weisen die jeweils durch einen ersten Strömungspfad und durch einen zweiten Strömungspfad geführten Luftmassenströme unterschiedliche Temperaturen auf.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist mindestens einer der Luftauslässe mit einer separaten Mischzone zum Vermischen von Luftmassenströmen ausgebildet. Die Mischzone weist einen ersten Einlass zum Einströmen eines in einer bestimmten Strömungsrichtung durch den ersten Strömungspfad geleiteten beziehungsweise aus dem ersten Strömungspfad austretenden Luftmassenstroms, einen zweiten Einlass zum Einströmen eines in einer bestimmten Strömungsrichtung durch den zweiten Strömungspfad geleiteten beziehungsweise aus dem zweiten Strömungspfad austretenden Luftmassenstroms sowie einen Auslass zum Ableiten eines Luftmassenstroms auf.
Die bevorzugt ausschließlich dem Luftauslass zugeordnete Mischzone ist dabei zum Vermischen von unterschiedliche Temperaturen aufweisenden Luftmassenströmen vorgesehen. Die Mischzone im Bereich des Auslasses und der Luftauslass sind mit einer gemeinsamen Strömungsleiteinrichtung zum Verschließen und Öffnen der Mischzone und des Luftauslasses ausgebildet.
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Mittels der gemeinsamen Strömungsleiteinrichtung sind die durch den Auslass aus der Mischzone ausströmende Luftmenge und die Temperatur des Luftmassenstroms einstellbar. Die Temperatur, insbesondere die Temperaturverhältnisse als Relation zu Temperaturen der aus anderen Luftauslässen ausströmenden Luftmassenströme, wird durch die Größe der Querschnitte der Strömungskanäle beziehungsweise der Einlässe voreingestellt und ist unabhängig vom Betriebsmodus des Klimatisierungssystems konstant. Die Mischzone ist in Strömungsrichtung der Luft vor der Strömungsleiteinrichtung des Luftauslasses angeordnet, welche die Mischzone begrenzt.
Die Einlässe der Mischzone weisen dabei bevorzugt jeweils einen unverschließbaren Strömungsquerschnitt auf und sind folglich ohne Strömungsleiteinrichtung ausgebildet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftverteiler mindestens mit einem Luftauslass zur Frontscheibe, einem Luftauslass zum Fußraum und einem Luftauslass im Armaturenbrett ausgebildet.
Dabei kann bevorzugt der Luftauslass zum Fußraum und/oder der Luftauslass zur Frontscheibe und/oder der Luftauslass im Armaturenbrett mit einer separaten Mischzone ausgebildet sein. Zudem kann jedem der Luftauslässe eine separate Mischzone zugeordnet sein.
Unter einem Luftauslass kann dabei auch eine Gruppe von Luftauslässen zu verstehen sein, sodass der aus der Mischzone ausströmende Luftmassenstrom zu einer bestimmten Gruppe eines Luftauslasses, wie einer Gruppe von Luftauslässen zum Fußraum, einer Gruppe von Luftauslässen zur Frontscheibe beziehungsweise einer Gruppe von Luftauslässen im Armaturenbrett, geleitet wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind als Mittel zum Fördern der Luft ein Gebläse, zum Abkühlen und/oder zum Entfeuchten der Luft ein Verdampfer eines Kältemittelkreislaufes sowie zum Erwärmen der Luft ein Heizwärmeübertrager ausgebildet, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Heizwärmeübertrager innerhalb des ersten Strömungspfades, den Querschnitt des Strömungspfades ausfüllend, angeordnet. Die Berührungsflächen zwischen dem Heizwärmeübertrager und der Wandung des Strömungspfades sind vorteilhaft technisch luftdicht verschlossen, sodass der durch den ersten Strömungspfad geführte Luftmassenstrom vollständig über eine Wärmeübertragerfläche des Heizwärmeübertragers geleitet wird.
Der zweite Strömungspfad ist bevorzugt als ein Bypass um den Heizwärmeübertrager ausgebildet. Der durch den Bypass geleitete Luftmassenstrom tritt folglich nicht mit der Wärmeübertragerfläche des Heizwärmeübertragers in Kontakt.
Die innerhalb des Luftverteilers ausgebildeten Strömungspfade können folglich derart betrieben werden, dass im ersten Strömungspfad ein warmer Luftmassenstrom beziehungsweise ein Luftmassenstrom mit höherer Temperatur und im zweiten Strömungspfad ein kalter Luftmassenstrom beziehungsweise ein Luftmassenstrom mit geringer Temperatur gefördert werden. Die durch die Strömungspfade geleiteten Luftmassenströme werden innerhalb einer Mischzone miteinander vermischt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Strömungspfade mit Strömungsleiteinrichtungen derart ausgebildet, dass die Strömungspfade unabhängig voneinander öffenbar und verschließbar sind, wobei ein durch den Luftverteiler hindurchströmender Luftmassenstrom in Teilluftmassenströme durch die Strömungspfade aufteilbar ist.
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Die Strömungsleiteinrichtungen der mindestens einen Mischzone, die Strömungsleiteinrichtungen der Strömungspfade und/oder die Strömungsleiteinrichtungen der Luftauslässe sind bevorzugt jeweils um eine Drehachse stufenlos drehbar gelagert derart angeordnet, dass der jeweilige Strömungsquerschnitt, in welchem die Strömungsleiteinrichtung angeordnet ist, stufenlos zwischen 0 % und 100 % öffenbar und verschließbar sind.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Luftverteiler mit mindestens einer Vorrichtung zum Leiten eines Luftmassenstroms, insbesondere einem Warmluftkanal oder einem Kaltluftkanal, derart ausgebildet ist, zumindest einen Teilluftmassenstrom eines durch den ersten Strömungspfad oder den zweiten Strömungspfad geleiteten Luftmassenstroms von einem Auslass des jeweiligen Strömungspfades zu einer Mischzone eines Luftauslasses oder zu einem Luftauslass zu leiten. Dabei wird ein Vermischen mit einem zweiten Luftmassenstrom verhindert.
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Das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem weist weitere diverse Vorteile auf:
- - optimales Einstellen der Temperatur der Luft abhängig vom jeweiligen Luftauslass relativ zu anderen Luftauslässen bei einem minimalen Aufwand der Steuerung und Aufteilen der Luftströmung bei jedem Betriebsmodus des Klimatisierungssystems,
- - stabile Temperaturschichtung,
- - Reduktion des Bauraums durch geringe Anzahl an Komponenten,
- - Minimieren des Gegendrucks beim Durchströmen des Gehäuses und damit verminderte Geräuschemission des Klimatisierungssystems, insbesondere für einen schwer steuerbaren Luftauslass, wie den Luftauslass zum Fußraum des Fahrgastraums,
- - Steigerung der Effizienz des Betriebs des Klimatisierungssystems sowie
- - maximaler Komfort für die Insassen des Fahrgastraums.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1: ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Lufteinlass und verschiedenen Luftauslässen sowie in eine gemeinsame Mischkammer mündende Strömungspfade aus dem Stand der Technik in einem Querschnitt,
ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Lufteinlass und verschiedenen Luftauslässen, Strömungspfaden und Luftkanälen sowie mit separater Mischzone für den Luftauslass des Fußraums in Seitenansichten und in perspektivischer Ansicht
- 2a bis 2d: mit Luftleiteinrichtungen im Bereich von Einlässen in die Mischzone in verschiedenen Stellungen,
- 3a bis 3d: mit einer Luftleiteinrichtung im Bereich eines Auslasses der Mischzone,
- 4a bis 4d: Temperaturverläufe von Luftmassenströmen an verschiedenen Luftauslässen abhängig von der Stellung einer jeweiligen Strömungsleiteinrichtung.
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In 1 ist ein Klimatisierungssystem 1', insbesondere ein Klimagerät, eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse 2' mit einem Lufteinlass 3 sowie einem Luftverteiler 4' mit verschiedenen Luftauslässen 4a, 4b, 4c aus dem Stand der Technik in einem Querschnitt dargestellt.
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Das Klimatisierungssystem 1' weist ein nicht dargestelltes Gebläse zum Ansaugen der Luft durch den Lufteinlass 3 sowie zum Fördern der Luft durch das Gehäuse 2' auf. Die im Wesentlichen in horizontaler Richtung x angesaugte Luft wird anschließend durch einen Verdampferbereich zum Luftverteiler 4' geleitet, welcher mit dem Luftauslass 4a zur Frontscheibe, dem Luftauslass 4b zum Fußraum und dem Luftauslass 4c im Armaturenbrett ausgebildet ist.
Beim Durchströmen des Verdampferbereichs wird der Luftmassenstrom über die Wärmeübertragerfläche eines als Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs betriebenen ersten Wärmeübertragers 6 geleitet. Beim Überströmen der Wärmeübertragerfläche des Verdampfers 6 kann die Luft abgekühlt und/oder entfeuchtet werden. Der Verdampfer 6 ist in Strömungsrichtung 13, 14 der Luft vor dem Luftverteiler 4' angeordnet.
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Anschließend kann der beim Überströmen des Verdampfers 6 konditionierte Luftmassenstrom in einen durch einen ersten Strömungspfad 8, insbesondere einen Warmluftpfad, und einen durch einen zweiten Strömungspfad 9, insbesondere einen Kaltluftpfad, strömenden Luftmassenstrom aufgeteilt werden. Der Luftmassenstrom kann dabei jeweils vollständig in einen der Strömungspfade 8, 9 geleitet oder anteilig in beide Strömungspfade 8, 9 aufgeteilt werden. Beim Einströmen in den Warmluftpfad 8 wird der Luftmassenstrom von der horizontalen Richtung x in eine vertikale Richtung y umgelenkt.
Der durch den Warmluftpfad 8 geführte Luftmassenstrom wird beim Überströmen eines zweiten Wärmeübertragers 7, insbesondere einem Heizwärmeübertrager, erwärmt. Der erwärmte Luftmassenstrom kann nunmehr weiter aufgeteilt werden, wobei ein erster Teilluftmassenstrom direkt in eine Mischkammer 10 eingeleitet und mit dem ebenfalls in die Mischkammer 10 eingeleiteten Luftmassenstrom der Kaltluft, welcher durch den Kaltluftpfad 9 geleitet wird, vermischt wird. Ein zweiter Teilluftmassenstrom der Warmluft kann durch einen Warmluftkanal 12 direkt zu einem Luftauslass, beispielsweise dem Luftauslass 4a der Frontscheibe, geleitet werden.
Das Klimatisierungssystem 1', insbesondere das Gehäuse 2' und die Wärmeübertrager 6, 7 erstrecken sich in Tiefenrichtung z.
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Der zweite Strömungspfad 9 ist als ein Bypass um den Heizwärmeübertrager 7 ausgebildet, welcher innerhalb des ersten Strömungspfades 8 angeordnet ist. Der zweite Strömungspfad 9 führt dabei die im Verdampfer 6 abgekühlte und/oder entfeuchtete Luft als Kaltluft und einen Teilluftmassenstrom um den Heizwärmeübertrager 7 herum. Ein durch den Strömungspfad 9, welcher als Bypass um den Heizwärmeübertrager 7 ausgebildet ist, hindurchgeleiteter Luftmassenstrom erfährt keine Änderung der Temperatur. Ein durch den ersten Strömungspfad 8 hindurchgeleiteter Luftmassenstrom wird vollständig über die Wärmeübertragerflächen des Heizwärmeübertragers 7 geleitet und erwärmt. Innerhalb des Luftverteilers 4' kann somit der gegebenenfalls im Verdampfer 6 vorkonditionierte Luftmassenstrom beim Überströmen der Wärmeübertragerfläche des Heizwärmeübertragers 7 zumindest als ein Teilmassenstrom erwärmt werden.
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Die Luftauslässe 4a, 4b, 4c münden als Strömungspfade, wie die Strömungspfade 8, 9 zum Leiten der Warmluft und der Kaltluft, jeweils in die gemeinsame Mischkammer 10 ein. Innerhalb der Mischkammer 10 kann der Warmluftkanal als eine Vorrichtung 12 zum Leiten eines Luftmassenstroms angeordnet sein, um bereits vorkonditionierte Luft in Richtung eines speziellen Luftauslasses 4a, 4b, 4c zu leiten. Dabei kann insbesondere zumindest ein Teilmassenstrom der Warmluft in Richtung des Luftauslasses 4a der Frontscheibe geführt werden.
Der Luftauslass 4b zum Fußraum wird mit einem Luftmassenstrom aus gemischter Luft von in Strömungsrichtung 13 durch den ersten Strömungspfad 8 geleiteter Warmluft sowie in Strömungsrichtung 14 durch den zweiten Strömungspfad 9 geleiteter Kaltluft beaufschlagt. Die Warmluft und die Kaltluft werden vor dem Ableiten durch den Luftauslass 4b innerhalb der Mischkammer 10 vermischt.
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Der Luftverteiler 4' weist neben den Strömungspfaden 8, 9 und den Luftauslässen 4a, 4b, 4c verschiedene Strömungsleiteinrichtungen 5a, 5b, 5c in Form von Luftklappen zum Verschließen oder Öffnen der Luftauslässe 4a, 4b, 4c auf, welche bedarfsgerecht ansteuerbar sind.
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Die Luftmassenströme durch den Warmluftpfad 8 und den Kaltluftpfad 9 werden mit Hilfe einer die Strömungspfade 8, 9 verschließenden oder öffnenden Temperaturklappe 11 gesteuert, wobei die Temperaturklappe 11 in einer Endstellung entweder den Warmluftpfad 8 oder den Kaltluftpfad 9 vollständig verschließt und in Zwischenstellungen jeweils einen Anteil der Strömungsquerschnitte des Warmluftpfades 8 und des Kaltluftpfades 9 freigibt. Der sehr komplexe Prozess der Luftführung, Luftverteilung und Konditionierung innerhalb des Klimatisierungssystems 1' erschwert das Einstellen der gewünschten Temperaturen der Luftmassenströme an den verschiedenen Luftauslässen 4a, 4b, 4c beim Betrieb in verschiedenen Betriebsmodi.
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Aus den 2a bis 2d geht jeweils ein Klimatisierungssystem 1-1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Lufteinlass 3 und verschiedenen Luftauslässen 4a, 4b, 4c, einem Warmluftpfad 8 und einem Kaltluftpfad 9 sowie einer separaten Mischzone 17-1 für den Luftauslass 4b des Fußraums in Seitenansichten und in einer perspektivischen Ansicht, gemäß 2c, hervor.
Das Klimatisierungssystem 1-1 ist in Bereichen von Einlässen 18, 19 in die Mischzone 17-1 sowie von Einmündungen des Warmluftpfades 8 und des Kaltluftpfades 9 in eine Mischkammer 10 mit Luftleiteinrichtungen 11, 20, 21, 22, 23 ausgebildet, welche insbesondere gemäß den 2a und 2b in verschiedenen Stellungen gezeigt sind.
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Das Klimatisierungssystem 1-1 weist wiederum ein nicht dargestelltes Gebläse zum Ansaugen der Luft durch den Lufteinlass 3 und zum Fördern der Luft durch das Gehäuse 2 auf. Die angesaugte Luft wird durch den Verdampferbereich zum Luftverteiler 4 geleitet. Der Luftverteiler 4 ist mit dem Luftauslass 4a zur Frontscheibe, dem Luftauslass 4b zum Fußraum und dem Luftauslass 4c im Armaturenbrett ausgebildet.
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Nach dem Einströmen in das Gehäuse 2 wird der Luftmassenstrom beim Durchströmen des in Strömungsrichtung 13, 14 der Luft vor dem Luftverteiler 4 angeordneten Verdampferbereichs über die Wärmeübertragerfläche des als Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs betriebenen ersten Wärmeübertragers 6 geleitet. Dabei kann die Luft abgekühlt und/oder entfeuchtet werden.
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Anschließend kann der beim Überströmen der Wärmeübertragerfläche des Verdampfers 6 konditionierte Luftmassenstrom in einen durch den ersten Strömungspfad 8, insbesondere den Warmluftpfad, und einen durch den zweiten Strömungspfad 9, insbesondere den Kaltluftpfad, strömenden Luftmassenstrom aufgeteilt werden. Der Luftmassenstrom kann dabei jeweils vollständig in einen der Strömungspfade 8, 9 geleitet oder anteilig in beide Strömungspfade 8, 9 aufgeteilt werden.
Beim Überströmen des im Warmluftpfad 8 angeordneten und als Heizwärmeübertrager ausgebildeten zweiten Wärmeübertragers 7 nimmt der Luftmassenstrom Wärme auf. Der erwärmte Luftmassenstrom kann anschließend weiter aufgeteilt werden, wobei mindestens ein erster Teilluftmassenstrom in Strömungsrichtung vor der Einmündung in die Mischkammer 10 durch einen ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-1 des Luftauslasses 4b zum Fußraum geleitet wird. Ein zweiter Teilluftmassenstrom der Warmluft kann durch einen innerhalb der Mischkammer 10 angeordneten Warmluftkanal 12 direkt zu einem Luftauslass, beispielsweise dem Luftauslass 4a der Frontscheibe oder, wie nicht dargestellt, zum Luftauslass 4c im Armaturenbrett, geführt werden.
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Der als ein Bypass um den Heizwärmeübertrager 7 ausgebildete zweite Strömungspfad 9 führt die im Verdampfer 6 abgekühlte und/oder entfeuchtete Luft als Kaltluft und als einen Teilluftmassenstrom um den Heizwärmeübertrager 7, welcher im ersten Strömungspfad 8 angeordnet ist, herum. Der durch den zweiten Strömungspfad 9 hindurchgeleitete Luftmassenstrom erfährt keine Änderung der Temperatur. Der durch den ersten Strömungspfad 8 und dabei vollständig über die Wärmeübertragerflächen des Heizwärmeübertragers 7 geleitete Luftmassenstrom wird erwärmt. Der gegebenenfalls im Verdampfer 6 vorkonditionierte Luftmassenstrom kann beim Überströmen der Wärmeübertragerfläche des Heizwärmeübertragers 7 erwärmt werden.
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Der Luftverteiler 4 weist zudem verschiedene Strömungsleiteinrichtungen 5a, 5c in Form von Luftklappen zum Verschließen oder Öffnen der Luftauslässe 4a, 4c auf.
Die durch den Warmluftpfad 8 und den Kaltluftpfad 9 zu leitenden Luftmassenströme werden beispielsweise gemäß den 2a und 2b mit Hilfe der die Strömungspfade 8, 9 verschließenden oder öffnenden Strömungsleiteinrichtung 11 gesteuert.
Nach einer alternativen Ausführungsform weist das Klimatisierungssystem 1-1 gemäß den 2c und 2d anstelle der Temperaturklappe 11 zwei getrennt voneinander ausgebildete Strömungsleiteinrichtungen 22, 23 zum Verschließen und Öffnen des Warmluftpfades 8 und des Kaltluftpfades 9 auf. Dabei dient die Strömungsleiteinrichtung 22 dem Versperren und Freigeben des Strömungsquerschnitts des ersten Strömungspfads 8 mit dem darin angeordneten Heizwärmeübertrager 7 und wird auch als Warmluftklappe 22 bezeichnet. Mit der Strömungsleiteinrichtung 23 des zweiten Strömungspfades 9 kann der Luftmassenstrom der Kaltluft in Richtung der Mischkammer 10 variiert werden. Die Strömungsleiteinrichtung 23 des Kaltluftpfades wird auch als Kaltluftklappe 23 bezeichnet.
Mit dem Verstellen der Strömungsleiteinrichtungen 11, 22, 23 wird der Luftmassenstrom in einen Teilluftmassenstrom durch den Warmluftpfad 8 und einen Teilluftmassenstrom durch den Kaltluftpfad 9 aufgeteilt. Die Strömungspfade 8, 9 sind mittels der Strömungsleiteinrichtungen 11, 22, 23 stufenlos zwischen 0 % und 100 % verschließbar und offenbar.
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Den einzelnen Luftauslässen 4a, 4b, 4c kann jeweils eine separate Mischzone zugeordnet sein, was anhand der Mischzone 17-1 des Luftauslasses 4b des Fußraums beispielhaft dargestellt ist. Dabei können entweder einer oder mehrere der Luftauslässe 4a, 4b, 4c eine separate Mischzone aufweisen.
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Innerhalb der Mischkammer 10 ist neben dem Warmluftkanal 12 auch ein Kaltluftkanal als eine Vorrichtung 15 zum Leiten eines Luftmassenstroms angeordnet, mit welcher zumindest ein Teilluftmassenstrom der vom Verdampfer 6 in den Kaltluftpfad 9 abströmenden Kaltluft gezielt zum Luftauslass 4b des Fußraums geführt werden kann. Die Wandung 16 der Vorrichtung 15, auch als Kaltluftkanal bezeichnet, ist im Wesentlichen in horizontaler Richtung x ausgerichtet. Die durch den Kaltluftkanal 15 hindurchströmende Kaltluft wird durch einen zweiten Einlass 19 in die Mischzone 17-1 des Luftauslasses 4b zum Fußraum geleitet.
Mit den sich durch die Mischkammer 10 erstreckend angeordneten Warmluftkanal 12 und Kaltluftkanal 15 werden die vorkonditionierten Teilluftmassenströme ohne ein Vermischen unterschiedlich konditionierter Luftmassenströme direkt zu den Mischzonen 17-1 der Luftauslässe 4a, 4b, 4c geleitet. Der Warmluftkanal 12 kann beispielsweise an der Wandung des Gehäuses 2 oder inmitten des Gehäuses 2 ausgebildet sein und dabei in das vom Gehäuse 2 umschlossene Volumen hineinragend oder aus der Wandung des Gehäuses 2, das vom Gehäuse 2 umschlossene Volumen erweiternd, herausragend angeordnet sein. Der Warmluftkanal 12 kann zum vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumen hin offen oder geschlossen ausgebildet sein. Der offene Luftkanal weist im Querschnitt eine U-förmige Wandung auf.
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Die Mischzone 17-1 weist mit dem ersten Einlass 18 zum Einströmen der beim Überströmen des im Warmluftpfad 8 angeordneten Heizwärmeübertragers 7 erwärmten Warmluft und dem zweiten Einlass 19 zum Einströmen der beim Überströmen des Verdampfers 6 abgekühlten und/oder entfeuchteten sowie durch den Kaltluftkanal 15 geleiteten Kaltluft in die Mischzone 17-1 zwei getrennt voneinander ausgebildete Einlässe 18, 19 auf. Der erste Einlass 18 ist dabei zwischen zwischen dem Heizwärmeübertrager 7 und der Einmündung in die Mischkammer 10 ausgebildet, während der zweite Einlass 19 im Bereich einer Stirnseite des Kaltluftkanals 15 beziehungsweise an einem Ende des Kaltluftkanals 15 ausgebildet ist. Die Kaltluft und die Warmluft werden jeweils auf kürzestem Strömungsweg in die Mischzone 17-1 eingeleitet.
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Der Luftauslass 4b zum Fußraum wird folglich mit einem Luftmassenstrom aus gemischter Luft von in Strömungsrichtung 13 durch den ersten Strömungspfad 8 geleiteter Warmluft sowie in Strömungsrichtung 14 durch den zweiten Strömungspfad 9, insbesondere den Kaltluftkanal 15, geleiteter Kaltluft beaufschlagt. Die Warmluft und die Kaltluft werden vor dem Ableiten durch den Luftauslass 4b innerhalb der zum Luftauslass 4b zugeordneten Mischzone 17-1 vermischt.
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Sowohl der erste Einlass 18 als auch der zweite Einlass 19 der Mischzone 17-1 sind mittels, insbesondere als Luftklappen ausgebildeter Strömungsleiteinrichtungen 20, 21 verschließbar. Da die Mischzone 17-1 lediglich einen Auslass aufweist, welcher im Bereich der Strömungsleiteinrichtung 5b gemäß des Klimatisierungssystems 1' aus 1 ausgebildet ist, kann beim Klimatisierungssystem 1-1 aus den 2a bis 2d auf die Anordnung der Strömungsleiteinrichtung 5b verzichtet werden.
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Die Strömungsleiteinrichtungen 20, 21 der Einlässe 18, 19 der Mischzone 17-1 und die Strömungsleiteinrichtungen 5a, 5c der Luftauslässe 4a, 4c sowie die Strömungsleiteinrichtungen 11, 22, 23 sind jeweils bedarfsgerecht ansteuerbar. Die im Querschnitt, welcher sich durch die in horizontaler Richtung x und in vertikaler Richtung y aufgespannte Ebene ergibt, zumeist geradflächig ausgebildeten Strömungsleiteinrichtungen 5a, 5c, 20, 21, 22, 23 sind jeweils um eine Drehachse stufenlos drehbar gelagert und erstrecken sich in Tiefenrichtung z. Die Einlässe 18, 19 der Mischzone 17-1, die Strömungspfade 8, 9 sowie die Luftauslässe 4a, 4b, 4c sind jeweils stufenlos zwischen 0 % und 100 % verschließbar und öffenbar.
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Gemäß 2a sind die Strömungsleiteinrichtungen 11, 20, 21 derart eingestellt, dass der vom Verdampfer 6 abströmende Luftmassenstrom in den Warmluftpfad 8 und den Kaltluftpfad 9 aufgeteilt wird. Der als Warmluft in Strömungsrichtung 13 durch den Warmluftpfad 8 geleitete Teilluftmassenstrom wird durch den ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-1 eingeleitet. Der als Kaltluft in Strömungsrichtung 14 durch den Kaltluftkanal 15 geleitete Teilluftmassenstrom wird durch den zweiten Einlass 19 in die Mischzone 17-1 geführt. Die Strömungsleiteinrichtung 20 am ersten Einlass 18 der Mischzone 17-1 und die Strömungsleiteinrichtung 21 am zweiten Einlass 19 der Mischzone 17-1 sind geöffnet.
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Gemäß 2b sind die Strömungsleiteinrichtungen 11, 20, 21 derart eingestellt, dass der vom Verdampfer 6 abströmende Luftmassenstrom vollständig in den Warmluftpfad 8 eingeleitet wird. Der Kaltluftpfad 9, insbesondere der Kaltluftkanal 15 zur Mischzone 17-1, wird nicht mit Luft beaufschlagt. Der als Warmluft in Strömungsrichtung 13 durch den Warmluftpfad 8 geleitete Luftmassenstrom wird durch den ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-1 eingeleitet. Die Strömungsleiteinrichtung 20 am ersten Einlass 18 der Mischzone 17-1 ist geöffnet. Die Strömungsleiteinrichtung 21 am zweiten Einlass 19 der Mischzone 17-1 ist geschlossen. Die Mischzone 17-1 und damit der Luftauslass 4b werden ausschließlich mit Warmluft beaufschlagt.
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Die dem Luftauslass 4a zur Frontscheibe zugeordnete, nicht dargestellte Mischzone kann je nach Bedarf mit aus dem Warmluftpfad 8 ausströmender und anschließend durch den Warmluftkanal 12 geleiteter Warmluft sowie mit durch den Kaltluftpfad 9 und die Mischkammer 10 geleiteter Kaltluft beaufschlagt werden. Die durch einen ersten Einlass einströmende Warmluft und die durch einen zweiten Einlass der Mischzone einströmende Kaltluft werden dann vor dem Ableiten durch den Luftauslass 4a innerhalb der dem Luftauslass 4a zur Frontscheibe zugeordneten Mischzone vermischt.
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Auch der Luftauslass 4c im Armaturenbrett kann eine nicht dargestellte Mischzone aufweisen, welche je nach Bedarf mit aus dem Warmluftpfad 8 ausströmender Warmluft sowie mit durch den Kaltluftpfad 9 geleiteter Kaltluft beaufschlagt wird. Die Luftmassenströme der Warmluft und der Kaltluft werden gezielt, beispielsweise mittels Trennelementen, insbesondere Luftkanälen, durch die Mischkammer 10 hindurch zur Mischzone geleitet. Die wiederum durch einen ersten Einlass einströmende Warmluft und die durch einen zweiten Einlass der Mischzone einströmende Kaltluft werden vor dem Ableiten durch den Luftauslass 4c innerhalb der dem Luftauslass 4c im Armaturenbrett zugeordneten Mischzone vermischt. Der Luftauslass 4c im Armaturenbrett wird auch als Insassen- oder Fahrer-Anströmer bezeichnet, da der durch den Luftauslass 4c geleitete Luftmassenstrom die Insassen direkt anströmen kann.
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Die 3a bis 3d zeigen jeweils ein Klimatisierungssystem 1-2 eines Kraftfahrzeugs mit einem Lufteinlass 3 und verschiedenen Luftauslässen 4a, 4b, 4c, einem Warmluftpfad 8 und einem Kaltluftpfad 9 sowie einer separaten Mischzone 17-2 für den Luftauslass 4b des Fußraums in Seitenansichten und in einer perspektivischen Ansicht, gemäß 3c.
Das Klimatisierungssystem 1-2 weist in Bereichen eines Auslasses der Mischzone 17-2 und damit des Luftauslasses 4b sowie von Einmündungen des Warmluftpfades 8 und des Kaltluftpfades 9 in die Mischkammer 10 Luftleiteinrichtungen 5b, 11, 22 auf, wobei die Luftleiteinrichtung 11 in verschiedenen Stellungen gezeigt ist.
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Der wesentliche Unterschied des Klimatisierungssystems 1-2 gemäß den 3a bis 3d zum Klimatisierungssystem 1-1 gemäß den 2a bis 2d liegt in der Ausbildung der Mischzonen 17-1, 17-2, insbesondere der Einlässe 18, 19 sowie des Auslasses. Gleiche Merkmale der Klimatisierungssysteme 1-1, 1-2 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei der Ausbildung der gleichen Merkmale wird auf die Ausführungen zu den 2a bis 2d verwiesen.
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Sowohl der erste Einlass 18 als auch der zweite Einlass 19 der Mischzone 17-2 ist jeweils ohne eine Strömungsleiteinrichtung und damit an den Einlässen 18, 19 nicht verschließbar ausgebildet. Die Einlässe 18, 19 sind stets geöffnet.
Nach einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform ist zumindest der erste Einlass 18 der Mischzone 17-2 mittels einer Strömungsleiteinrichtung, ähnlich der Strömungsleiteinrichtung 20 des ersten Einlasses 18 der Mischzone 17-1 des Klimatisierungssystems 1-1 aus den 2a bis 2d, verschließbar ausgebildet.
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Die Mischzone 17-2 des Klimatisierungssystems 1-2 weist im Bereich des Auslasses, welcher direkt zum Luftauslass 4b des Fußraums führt oder dem Luftauslass 4b entspricht, eine Strömungsleiteinrichtung 5b auf. Die am Auslass der Mischzone 17-2 angeordnete Strömungsleiteinrichtung 5b entspricht dabei im Wesentlichen der Strömungsleiteinrichtung 5b des Klimatisierungssystems 1' aus 1.
Damit ist die Mischzone 17-2 in Strömungsrichtung 13, 14 der Luft vor der als Luftklappe ausgebildeten Strömungsleiteinrichtung 5b des Luftauslasses 4b des Fußraums ausgebildet.
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Gemäß 3a ist die Strömungsleiteinrichtung 11 derart eingestellt, dass der vom Verdampfer 6 abströmende Luftmassenstrom in den Warmluftpfad 8 und den Kaltluftpfad 9 aufgeteilt wird. Der als Warmluft in Strömungsrichtung 13 durch den Warmluftpfad 8 geleitete Teilluftmassenstrom wird durch den ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-2 eingeleitet. Der als Kaltluft in Strömungsrichtung 14 durch den Kaltluftkanal 15 geleitete Teilluftmassenstrom wird durch den zweiten Einlass 19 in die Mischzone 17-2 geführt. Die Strömungsleiteinrichtung 5b ist geöffnet.
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Gemäß 3b ist die Strömungsleiteinrichtung 11 derart eingestellt, dass der vom Verdampfer 6 abströmende Luftmassenstrom vollständig in den Warmluftpfad 8 eingeleitet wird. Der Kaltluftpfad 9, insbesondere der Kaltluftkanal 15 zur Mischzone 17-2 wird nicht mit Luft beaufschlagt. Der als Warmluft in Strömungsrichtung 13 durch den Warmluftpfad 8 geleitete Luftmassenstrom wird durch den ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-2 eingeleitet. Die Mischzone 17-2 und damit der Luftauslass 4b werden ausschließlich mit Warmluft beaufschlagt. Die Strömungsleiteinrichtung 5b ist geöffnet.
Der durch den Warmluftpfad 8 geleitete Luftmassenstrom wird dabei ohne Umwege, siehe den Pfeil mit gestrichelter Linie, auf direktem Weg durch den ersten Einlass 18 in die Mischzone 17-2 und damit zum Luftauslass 4b des Fußraums geleitet.
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Da die Warmluft und die Kaltluft nicht, wie herkömmlich, innerhalb der für alle Luftauslässe 4a, 4b, 4c gemeinsamen, in vertikaler Richtung y oberhalb des Heizwärmeübertragers 7 angeordneten Mischkammer 10, sondern in separaten, den Luftauslässen 4a, 4b, 4c zugeordneten Mischzonen gemischt wird, wird insbesondere die Länge des Warmluftpfades 8 zur Mischzone 17-1, 17-2 des Luftauslasses 4b zum Fußraum deutlich reduziert. Speziell die Verkürzung des Warmluftpfades 8 zum Luftauslass 4b des Fußraums bewirkt ein Verringern der Geräuschemission, insbesondere beim Betrieb des Klimatisierungssystems 1-1, 1-2 im reinen Aufheizmodus des Fahrgastraums. Zudem ergeben sich weitere Vorteile beim Auslegen des Klimatisierungssystems 1-1, 1-2. Mit dem Mischen der Warmluft und der Kaltluft zum Erreichen einer komfortablen Temperatur direkt an den Luftauslässen 4a, 4b, 4c, insbesondere dem Luftauslass 4b zum Fußraum, werden in verschiedenen Betriebsmodi des Klimatisierungssystems 1-1, 1-2 die Einflüsse auf jeweils andere Luftauslässe 4a, 4b, 4c reduziert. Das wiederum verringert auch die Dauer für das Vermischen der Luftmassenströme.
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Mit der Ausbildung des Klimatisierungssystems 1-1 gemäß den 2a bis 2d mit jeweils einer Luftklappe 20 am ersten Einlass 18 und einer Luftklappe 21 am zweiten Einlass 19 der Mischzone 17-1 ist es zudem möglich, für jeden Luftauslass 4a, 4b, 4c eine individuelle Temperatur der Luft am Auslass 4a, 4b, 4c einzustellen, insbesondere wenn die Luftmassenströme durch den Warmluftpfad 8 und den Kaltluftpfad 9 beziehungsweise den Kaltluftkanal 15 in Strömungsrichtung der Luft 13, 14 vor der Temperaturklappe 11 abgeleitet werden. Mit der Ausbildung separater Mischzonen an jedem Luftauslass 4a, 4b, 4c kann zudem auf eine Anordnung einer zentralen Trennwand innerhalb des Gehäuses 2 verzichtet werden.
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In den 4a bis 4d sind jeweils Temperaturverläufe von Luftmassenströmen an verschiedenen Luftauslässen 4a, 4b, 4c jeweils abhängig von der Stellung von Strömungsleiteinrichtungen 11, 20, 21 gezeigt.
Die Stellung der Strömungsleiteinrichtungen 11, 20, 21, 22, 23 wird jeweils in „% warm“ und die Temperatur wird als Verhältnis zur maximal möglichen Temperatur des jeweiligen Luftmassenstroms angegeben. Die Temperatur des Luftmassenstroms am entsprechenden Luftauslass 4a, 4b, 4c ist in Bezug auf die Temperaturen der Luftmassenströme der jeweils abweichenden Luftauslässe 4a, 4b, 4c unabhängig steuerbar. Insbesondere ist eine starke Abkühlung oder Erwärmung des Luftmassenstroms des Luftauslasses 4b zum Fußraum möglich. Dabei ist jede Temperatur am Luftauslasses 4b zum Fußraum einstellbar.
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Die 4a bis 4d zeigen insbesondere die Abhängigkeit der Temperatur des Luftmassenstromes des Luftauslasses 4b zum Fußraum von der Stellung der Strömungsleiteinrichtungen 20, 21 des ersten Einlasses 18 und des zweiten Einlasses 19 der Mischzone 17-1 des Klimatisieriungsystems 1-1 gemäß den 2a bis 2d in kalter und warmer Einstellung für zwei verschiedene Betriebsmodi. Dabei wird jeweils die Temperatur der Luft im Gesamtsystem von 0°C, entspricht 0 % warm, auf 70°C, entspricht 100 % warm, erhöht, welche durch Verstellen der Strömungsleiteinrichtungen 22, 23 des Warmluftpfades 8 und des Kaltluftpfades 9 variiert wird.
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Beim Betrieb im ersten Modus, dem sogenannten Fußraum-Modus, strömt Luft vor allem durch den Luftauslass 4b zum Fußraum und kann auch durch die Luftauslässe 4a, 4c zur Frontscheibe und im Armaturenbrett geleitet werden. Aus 4a geht ein Betrieb im Fußraum-Modus mit einem Luftmassenstrom mit geringer Temperatur am Luftauslass 4b zum Fußraum hervor. Die Strömungsleiteinrichtung 20 des ersten Einlasses 18 in die Mischzone 17-1 ist geschlossen, die Strömungsleiteinrichtung 21 des zweiten Einlasses 19 ist geöffnet. 4b zeigt den Betrieb im Fußraum-Modus mit einem Luftmassenstrom mit hoher Temperatur am Luftauslass 4b zum Fußraum. Die Strömungsleiteinrichtung 21 des zweiten Einlasses 19 in die Mischzone 17-1 ist geschlossen, die Strömungsleiteinrichtung 20 des ersten Einlasses 18 ist geöffnet. Die Luftklappe 5a des Luftauslasses 4a zur Frontscheibe und die Luftklappe 5c des Luftauslasses 4c im Armaturenbrett sind jeweils geöffnet.
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Beim Betrieb im zweiten Modus gemäß den 4c und 4d, dem sogenannten Belüftung-Fußraum-Modus, strömt Luft durch den Luftauslass 4b zum Fußraum und durch den Luftauslass 4c im Armaturenbrett. Die Luftklappe 5c des Luftauslasses 4c im Armaturenbrett ist geöffnet. Die Luftklappe 5a des Luftauslasses 4a zur Frontscheibe ist geschlossen. Bei der Darstellung nach 4c ist die Strömungsleiteinrichtung 20 des ersten Einlasses 18 in die Mischzone 17-1 geschlossen, während die Strömungsleiteinrichtung 21 des zweiten Einlasses 19 geöffnet ist. Es wird ein Luftmassenstrom mit geringer Temperatur durch den Luftauslass 4b zum Fußraum geleitet. Bei der Darstellung nach 4d ist die Strömungsleiteinrichtung 21 des zweiten Einlasses 19 in die Mischzone 17-1 geschlossen, während die Strömungsleiteinrichtung 20 des ersten Einlasses 18 geöffnet ist. Es wird ein Luftmassenstrom mit hoher Temperatur durch den Luftauslass 4b zum Fußraum geleitet.
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Das Klimatisierungssystem 1-1 gemäß der 2a bis 2d mit getrennten Mischzonen der Luftauslässe ermöglicht die Steuerung der Temperatur des Luftmassenstroms am entsprechenden Luftauslass 4a, 4b, 4c. Mit der Anordnung sowie der Ausbildung der Mischzone 17-1, insbesondere der Anordnung der Strömungsleiteinrichtungen 20, 21 in den Einlässen 18, 19 der Mischzone 17-1, werden die Luftmassenströme innerhalb der einzelnen, zu den Luftauslässen 4a, 4b, 4c zugeordneten Mischzonen 17-1 besser gesteuert als ausschließlich in der Mischkammer 10.
Die Ausbildung getrennter Mischzonen für jeden Luftauslass 4a, 4b, 4c sorgt für eine wesentlich einfachere Regelung der Temperaturen der Luftmassenströme am jeweiligen Luftauslass 4a, 4b, 4c.
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Bezugszeichenliste
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- 1-1, 1-2, 1'
- Klimatisierungssystem
- 2,2'
- Gehäuse
- 3
- Lufteinlass
- 4,4'
- Luftverteiler
- 4a
- Luftauslass Frontscheibe
- 4b
- Luftauslass Fußraum
- 4c
- Luftauslass Armaturenbrett
- 5a
- Strömungsleiteinrichtung, Luftklappe Luftauslass 4a Frontscheibe
- 5b
- Strömungsleiteinrichtung, Luftklappe Luftauslass 4b Fußraum
- 5c
- Strömungsleiteinrichtung, Luftklappe Luftauslass 4c Armaturenbrett
- 6
- erster Wärmeübertrager, Verdampfer
- 7
- zweiter Wärmeübertrager, Heizwärmeübertrager
- 8
- erster Strömungspfad, Warmluftpfad
- 9
- zweiter Strömungspfad, Kaltluftpfad
- 10
- Mischkammer
- 11
- Strömungsleiteinrichtung, Temperaturklappe
- 12
- Vorrichtung, Warmluftkanal
- 13
- Strömungsrichtung der Warmluft
- 14
- Strömungsrichtung der Kaltluft
- 15
- Vorrichtung, Kaltluftkanal
- 16
- Wandung Kaltluftkanal
- 17-1, 17-2
- Mischzone Luftauslass 4b Fußraum
- 18
- erster Einlass Mischzone 17-1, 17-2 Warmluft
- 19
- zweiter Einlass Mischzone 17-1, 17-2 Kaltluft
- 20
- Strömungsleiteinrichtung, Luftklappe erster Einlass 18 in Mischzone 17-1
- 21
- Strömungsleiteinrichtung, Luftklappe zweiter Einlass 19 Mischzone 17-1
- 22
- Strömungsleiteinrichtung Warmluftpfad 8, Warmluftuftklappe
- 23
- Strömungsleiteinrichtung Kaltluftpfad 9, Kaltuftklappe
- x
- horizontale Richtung
- y
- vertikale Richtung
- z
- Tiefenrichtung, horizontale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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