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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage zum Kühlen eines Raumes. Vorzugweise handelt es sich um eine auf dem Dach eines Fahrzeugs (z. B. eines Wohnmobils oder eines Wohnwagens) zu befestigende Klimaanlage.
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Das der Luftkühlung zugrundeliegende Prinzip der Kälteerzeugung mittels eines Kühlkreislaufs ist seit langem bekannt und beispielsweise in der
WO 2007/042065 A1 beschrieben. Vorhanden sind in solchen Klimaanlagen zumeist zwei Gebläse und zwei Wärmetauscher: Ein Gebläse und ein zugeordneter Wärmetauscher gehören zum Verdampfer, in dem die Luft des zu kühlenden Raumes durch die Wechselwirkung mit dem Kältemittel abgekühlt wird. Ein weiteres Gebläse und ein zugeordneter Wärmetauscher gehören zum Verflüssiger, in welchem thermische Energie des Kältemittels auf die Umgebungsluft übertragen und somit abgeführt wird. Klimaanlagen oder Kraftfahrzeuge lassen sich beispielsweise der
DE 10 2009 028 522 B4 , der
DE 103 61 989 A1 , der
US 3,528,607 , der
US 5,632,328 , der
EP 2 527 173 A1 oder der
CN 204006805 U entnehmen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Klimaanlage mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Eigenschaften vorzuschlagen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Klimaanlage zum Kühlen von Luft, wobei die Klimaanlage mindestens ein Gehäuse und einen Verdampfer-Wärmetauscher aufweist, wobei die zu kühlende Luft den Verdampfer-Wärmetauscher passiert, wobei der Verdampfer-Wärmetauscher auf einer Auflagefläche des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Auflagefläche mindestens eine Rippe aufweist, und wobei die mindestens eine Rippe derartig ausgestaltet ist, sodass die Rippe Luft unterhalb des Verdampfer-Wärmetauschers hinein in den Verdampfer-Wärmetauscher leitet.
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Der Verdampfer-Wärmetauscher ist ein Teil des Verdampfers, in dem die thermische Energie der zu kühlenden Luft auf das Kühlmittel übertragen wird. Hierfür wird die Luft durch den Verdampfer-Wärmetauscher hindurchgeführt. Der Verdampfer-Wärmetauscher ist in einem Gehäuse angeordnet und ruht auf einer Auflagefläche. Insofern es sich bei der Klimaanlage um eine sogenannten Dachklimaanlage handelt, die also beispielsweise auf dem Dach eines Wohnwagens oder eines Wohnmobils befestigt wird, befindet sich die Auflagefläche in Richtung des Dachs und bildet quasi einen Teil des Bodens der Klimaanlage. Die Auflagefläche weist keine flache oder plane Form auf, sondern verfügt über mindestens eine Rippe. Die Rippe bewirkt, dass Luft, die unter den Verdampfer-Wärmetauscher hindurchströmt, von unten hinein in den Verdampfer-Wärmetauscher geleitet wird. Die Rippe führt die Luft und lenkt sie gezielt um. Damit wird verhindert, dass ungekühlte Luft in den Innenraum gelangt oder dass Kondenswasser aufgenommen und mitgeführt werden kann. Dies ist vorzugsweise durch die Ausformung derjenigen Flanke der Rippe möglich, die von dem Luftstrom angeströmt wird. Weiterhin ist hierfür vorzugsweise der Verdampfer-Wärmetauscher in Richtung der Auflagefläche offen ausgestaltet, sodass die Luft von unten in ihn hineinströmen kann. In einer Ausgestaltung sind mehrere Rippen vorhanden, die jeweils derartig ausgestaltet sind, dass sie Luft unterhalb des Verdampfer-Wärmetauschers hinein in den Verdampfer-Wärmetauscher leiten.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflagefläche genau eine Rippe aufweist. Die Auflagefläche verfügt somit in dieser Ausgestaltung über eine Vertiefung bzw. einen abgesenkten Bereich, in dem sich nur die eine Rippe befindet.
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Gemäß einer Ausgestaltung liegt der Verdampfer-Wärmetauscher nur mit zwei Seitenendkomponenten auf der Auflagefläche auf. In dieser Variante stützt sich der Verdampfer-Wärmetauscher somit nicht auf der Rippe ab. Die Seitenendkomponenten sind in einer Ausgestaltung als im Wesentlichen plane Endbleche ausgeführt. An den Seitenendkomponenten sind in einer Ausgestaltung Röhren zum Führen des Kühlmittels befestigt. In einer Ausgestaltung tragen die Seitenendkomponenten weiterhin Rohrabschnitte, über die die Strömungsrichtung des Kühlmittels umgelenkt wird.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Gehäuse und die Auflagefläche derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass alternativ mindestens zwei unterschiedliche Verdampfer-Wärmetauscher in dem Gehäuse fixierbar sind. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, ein Gehäuse für unterschiedliche Varianten der Klimaanlage zu verwenden. Die Klimaanlagen unterscheiden sich dabei zumindest in Bezug auf die Verdampfer-Wärmetauscher, die z. B. über unterschiedliche Kühlleistungen verfügen.
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Gemäß einer Variante verfügen die zwei unterschiedlichen Verdampfer-Wärmetauscher jeweils über gleich dimensionierte Seitenendkomponenten. Die Dimensionierung bezieht sich dabei zumindest auf die Abmessungen des Bereichs, mit dem die Seitenendkomponenten auf der Auflagefläche aufliegen.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass sich die Verdampfer-Wärmetauscher in Bezug auf die Anzahl von Reihen von Röhren für das Führen eines Kältemittels voneinander unterscheiden. Um eine möglichst große Wirkoberfläche zu erzeugen, wird das Kühlmittel durch eine Röhrenstruktur hindurchgeführt. Die Röhren sind dabei in Reihen übereinander angeordnet, sodass sich für das Kühlmittel jeweils ein mäandrierender Verlauf ergibt. In einer Ausgestaltung sind die Röhren der einzelnen Reihen an den Seiten des Verdampfer-Wärmetauschers (also im Bereich der Seitenendkomponenten) für das Kühlmittel miteinander verbunden.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens eine Rippe im Wesentlichen senkrecht zu einer Durchströmungsrichtung der Luft durch den Verdampfer-Wärmetauscher orientiert ist. Die Oberkante (oder der Rücken) der Rippe verläuft in dieser Ausgestaltung senkrecht zur Durchströmungsrichtung. Die Rippe hat in einer Ausgestaltung einen dreieckigen Querschnitt, wobei in einer Ausgestaltung die seitlichen Flanken gekrümmt sind.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Klimaanlage auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Klimageräts,
- 2 einen Schnitt durch einen Teil einer Ausgestaltung einer Klimaanlage,
- 3 eine Sicht auf eine räumliche Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Klimaanlage ohne einen Teil des Gehäuses,
- 4 eine Draufsicht auf den Bereich des Verdampfers und
- 5 einen Schnitt ähnlich dem der 2 durch einen Teil einer alternativen Ausgestaltung einer Klimaanlage.
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Die
1 zeigt schematisch den Aufbau einer Klimaanlage 1 zum Kühlen eines Raumes 100. Der damit realisierte Kühlkreislauf oder Kälteprozess ist beispielsweise in der
WO 2007/042065 A1 beschrieben. Bei dem Raum 100 handelt es sich beispielsweise um den Innenraum eines Wohnwagens oder eines Wohnmobils. Die Klimaanlage 1 ist somit für diesen Anwendungsfall auf dem Fahrzeugdach des Wohnwagens bzw. des Wohnmobils befestigt. Für den Kälteprozess verdichtet ein Kompressor (eine alternative Bezeichnung ist Verdichter) 2 ein gasförmiges Kältemittel, das damit Wärme aufnimmt und über eine Kältemittelleitung zu einem Verflüssiger (alternative Bezeichnung: Kondensator) 4 transportiert wird. Im Verflüssiger 4 wird die Wärme des Kältemittels an die Umgebungsluft (oder Außenluft) aus der Umgebung um den Raum 100 herum abgegeben. Infolge der Abgabe der Wärme verflüssigt sich das verdichtete Kältemittel. Das flüssige und weiterhin unter hohem Druck stehende Kältemittel wird in einer Expansionseinrichtung 5 auf einen niedrigeren Druck entspannt. Dabei kühlt das Kältemittel ab. Im nächsten Schritt gelangt das Kältemittel zu einem Verdampfer 6, durch den die Luft des zu kühlenden Raumes 100 mittels eines Verdampfer-Gebläses 60 geführt wird. Die Luft überträgt ihre Wärme auf das Kältemittel, welches in den gasförmigen Zustand übergeht. Das gasförmige Kältemittel gelangt schließlich zurück zu dem Kompressor 2, sodass der Kühlkreislauf fortgeführt werden kann. Die beschriebenen Komponenten der Klimaanlage 1 befinden sich in einem Gehäuse 10, das je nach Ausgestaltung aus zwei Schalen besteht. Dabei sind das Gehäuse 10 und die Komponenten auch so ausgestaltet und aufeinander abgestimmt, dass das Gehäuse der Befestigung der Komponenten der Klimaanlage 1 durch Formschluss dient.
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In der 2 ist ein Schnitt entlang einer Längsachse durch einen Teil der Ausgestaltung einer Klimaanlage und in der 3 ist eine räumliche Sicht auf eine weitere Ausgestaltung einer Klimaanlage dargestellt. Beide Abbildungen werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Die Klimaanlage verfügt über einen Wärmetauscher 61 und ein Gebläse 60, das Luft durch den Wärmetauscher 61 führt, damit es abgekühlt wird. Der Wärmetauscher 61 kann dabei auch als innerer oder interner Wärmetauscher bezeichnet werden, da er die innere Luft des Raums kühlt. Die Klimaanlage bewirkt nicht nur das Abkühlen der Raumluft, sondern auch eine Trocknung. Die in der Luft befindliche Feuchtigkeit fällt dabei als Kondenswasser (eine alternativ gebrauchte Bezeichnung ist Kondensat) an und sammelt sich insbesondere am Verdampfer-Wärmetauscher 61.
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Der in der 2 dargestellte Verdampfer-Wärmetauscher 61 verfügt über vier Reihen und in der 3 über drei Reihen von Röhren 62, durch die das Kältemittel geführt wird. Im Schnitt der 2 entlang der Seitenendkomponente 66 zeigen sich die Röhren 62 als Kreise. Die Verbindung der Röhren 62 über Umlenkstücke in den Seitenendkomponenten 66 verdeutlicht die 3.
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Die 4 erlaubt eine Draufsicht auf die Anordnung der 2. Der Verdampfer-Wärmetauscher 61 ist im Gehäuse 10 von oben und unten eingeklemmt und wird dadurch vom Gehäuse 10 in seiner Position gehalten.
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Die 5 zeigt einen Verdampfer-Wärmetauscher 61 mit drei Reihen von Röhren. Angedeutet ist hier, dass die Seitenendkomponente 66 die gleiche axiale Erstreckung wie bei der Ausgestaltung der 2 aufweist.
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Der Verdampfer-Wärmetauscher 61 steht aufrecht in dem Gehäuse 10 und das Kondenswasser tropft durch die Schwerkraft nach unten. Am Fuß des Verdampfer-Wärmetauschers 61 wird das Kondenswasser dann mit passenden - hier nicht dargestellten - Geometrien oder z. B. durch eine Pumpe abgeführt. Wie zu erkennen, handelt es sich nicht um eine flache oder plane Auflagefläche 63, sondern es ist eine einzelne Rippen 64 vorhanden, die sich unterhalb und entlang der unteren Seite des Verdampfer-Wärmetauschers 61 erstreckt. An die Rippe 64 grenzen seitlich Täler an, in denen sich das Kondenswasser sammeln und in Richtung von - hier nicht dargestellten - Ablauföffnungen abfließen kann. Durch die Rippenstruktur wird verhindert, dass Luft fehlerhafterweise und somit ungekühlt unter dem Verdampfer-Wärmetauscher 61 hindurchströmt. Dies geschieht dadurch, dass die Luft durch die Rippe 64 hinein in den Verdampfer-Wärmetauscher 61 gelenkt wird. Weiterhin verhindert dies auch, dass Luft unterhalb des Wärmetauschers 61 das Kondensat aufnimmt und weiterträgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/042065 A1 [0002, 0013]
- DE 102009028522 B4 [0002]
- DE 10361989 A1 [0002]
- US 3528607 [0002]
- US 5632328 [0002]
- EP 2527173 A1 [0002]
- CN 204006805 U [0002]
