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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimagerät zum Kühlen eines Raumes. In einer Variante handelt es sich um ein auf dem Dach eines Fahrzeugs (z. B. eines Wohnmobils oder eines Wohnwagens) zu befestigendes Klimagerät.
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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 die thermische Energie des Kältemittels auf die Umgebungsluft übertragen und somit abgeführt wird.
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Die vorgenannten Komponenten des Kühlkreislaufes sind in der Regel in einem Gehäuse untergebracht, das auf dem Dach eines Fahrzeugs befestigt ist. In dem Raum befindet sich ein sogenannter Luftverteiler, über den die Raumluft in das Klimagerät eingebracht und über den die temperierte Luft in den Raum ausgebracht wird. Der Luftverteiler ist dabei an der Decke des Raumes befestigt. Für die Montage des Klimageräts ist es erforderlich, das Gerät auf dem Dach und den Luftverteiler unterhalb des Dachs miteinander zu verbinden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Klimagerät vorzuschlagen, das sich durch eine möglichst einfache Montage auszeichnet.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Klimagerät zur Temperierung von Luft in einem Raum, mit einem Luftverteiler zum Verteilen von temperierter Luft in dem Raum und mit einem Gehäuse, wobei der Luftverteiler mindestens eine Unterplatte und eine Innenkomponente aufweist, wobei der Luftverteiler mindestens eine Luftansaugöffnung und eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei die Innenkomponente zwischen der Unterplatte und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Innenkomponente mindestens einen Luftschacht für das Führen von temperierter Luft aus dem Gehäuse in den Luftverteiler aufweist, wobei die Innenkomponente und die Unterplatte derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich zwischen der Innenkomponente und der Unterplatte ein Verteilungsraum für das Führen von Luft im Luftverteiler ergibt, wobei der Verteilungsraum zwei separate Bereiche für das Führen von zu temperierender Luft und temperierter Luft aufweist, und wobei ein Bereich mit der mindestens einen Luftansaugöffnung und ein anderer Bereich mit der mindestens einen Luftauslassöffnung und dem Luftschacht für das Führen von Luft gekoppelt ist.
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Das Klimagerät verfügt somit über ein Gehäuse und einen Luftverteiler. Das Gehäuse wird beispielsweise auf dem Dach eines Raums und der Luftverteiler in dem Raum angebracht. Durch den Luftverteiler wird aus dem Raum die zu temperierende Luft abgeführt und wird die temperierte Luft in den Raum eingebracht. Für den Luftaustausch zwischen dem Gehäuse und dem Luftverteiler ist ein Luftschacht vorgesehen, über den temperierte- also in der Regel gekühlte - Luft aus dem Gehäuse in den Luftverteiler gelangt. In dem Luftverteiler bilden die Unterplatte und die Innenkomponente einen Verteilungsraum, in dem die Luft geführt wird. Der Verteilungsraum verfügt dabei über zwei separate Bereiche für das Führen der temperierten sowie der zu temperierenden Luft. So ist ein Bereich für die temperierte Luft mit dem Luftschacht und ist der andere Bereich für die zu temperierende Luft mit der Luftansaugöffnung verbunden. Beide Bereiche innerhalb des Luftverteilers sind voneinander entkoppelt, sodass die Luft nicht von einem in den anderen Bereich strömen kann. Die Unterplatte ist beispielsweise eine dem Raum zugewandte Unterseite des Luftverteilers. Für das Erzeugen des Verteilungsraums verfügen die Unterplatte auf der Innenseite und die Innenkomponente auf ihrer der Unterplatte zugewandten Seiten vorzugsweise über Strukturen, die sich entsprechend ergänzen. Die Unterplatte verfügt vorzugsweise über Öffnungen für das Strömen der Luft hinein sowie hinaus aus dem Luftverteiler. In einer Ausgestaltung lassen sich an der Unterplatte weitere Bauteile wie beispielsweise Filter oder Gitter anbringen, wofür entsprechende Strukturen oder Geometrien der Unterplatte vorgesehen sind. Der Luftverteiler besteht insgesamt aus wenigen Komponenten, die gemeinsam der Verteilung bzw. dem Führen der Luft dienen. Damit vereinfacht sich die Montage.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Innenkomponente mindestens eine Ausbringungsöffnung für das Ausbringen von zu temperierender Luft aus dem Luftverteiler in das Gehäuse aufweist, und dass der Bereich des Verteilungsraums, der mit der mindestens einen Luftansaugöffnung für das Führen von Luft gekoppelt ist, auch mit der Ausbringungsöffnung für das Führen von Luft gekoppelt ist. In dieser Ausgestaltung verfügt die Innenkomponente ergänzend über mindestens eine Ausbringungsöffnung, durch welche zu temperierende Luft in das Gehäuse gelangt. Dabei ist der Bereich des Verteilungsraums für die zu temperierende Luft mit der Ansaugöffnung und der Ausbringungsöffnung verbunden.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts besteht darin, dass die Innenkomponente und die Unterplatte durch ineinander mechanisch einrastende und/oder ineinander einhängbare Strukturen miteinander verbunden sind. In dieser Ausgestaltung werden die Innenkomponente und die Unterplatte beispielsweise ineinander eingehängt und/oder durch ein Einclipsen miteinander verbunden. Hierfür sind jeweils passende Strukturen bzw. Geometrien vorzusehen. Indem somit beispielsweise keine Befestigungselemente wie Schrauben erforderlich sind, lässt sich die Montage zusätzlich vereinfachen.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts sieht vor, dass mindestens ein Filterträger reversibel mit der Unterplatte und/oder der Innenkomponente verbunden ist, und dass der Filterträger und die Luftansaugöffnung für das Führen von Luft miteinander gekoppelt sind. Im Bereich der Öffnungen der Unterplatte, über die die Raumluft in das Klimagerät eingesaugt wird, lässt sich in dieser Ausgestaltung ein Filter einbringen. Damit der Filter austauschbar ist, ist ein Filterträger vorgesehen, der reversibel mit der Unterplatte verbunden und somit wieder entfernt und mit einem neuen Filter angebracht werden kann.
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Eine alternative Ausgestaltung ist dadurch gegeben, dass mindestens ein Filterträger integraler Bestandteil der Unterplatte und/oder der Innenkomponente ist, und dass der Filterträger und die Luftansaugöffnung für das Führen von Luft miteinander gekoppelt sind. In dieser Ausgestaltung müsste die Unterplatte demontiert werden, um einen Filter zu tauschen. Dies reduziert jedoch die Anzahl der Komponenten und vereinfacht damit die Montage. Der Filterträger ist dabei je nach Ausgestaltung ein Teil der Luftansaugöffnung oder ist der Luftansaugöffnung entlang des Luftpfads nachgeordnet.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts besteht darin, dass die Innenkomponente und die Unterplatte so ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass mindestens ein Befestigungselement - insbesondere in Form von einer Schraube - durch die Innenkomponente und die Unterplatte für eine Befestigung des Luftverteilers an einer Decke des Raums hindurchgeführt ist. In dieser Ausgestaltung sind beispielsweise in der Innenkomponente und der Unterplatte Löcher so übereinander angeordnet, dass ein Befestigungselement durch beide hindurchgeführt werden kann. Das Befestigungselement wird dann in die Decke eingebracht, um den Luftverteiler zu fixieren. In einer Ausgestaltung sind mehrere Befestigungselemente vorgesehen. Dabei handelt es sich in einer Ausgestaltung um genau vier Befestigungselemente, die der Befestigung an der Decke dienen. Das Befestigungselement ist dabei in einer Ausgestaltung eine Schraube. Daher sind in einer Ausgestaltung entsprechend vier Schrauben vorhanden.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung sind die Innenkomponente und die Unterplatte so ausgestaltet und aufeinander abgestimmt, dass mindestens ein Befestigungselement - insbesondere in Form von einer Schraube - durch die Innenkomponente für eine Befestigung des Luftverteilers an einer Decke des Raums hindurchgeführt ist, wobei die Unterplatte in die Innenkomponente eingehängt und/oder durch Einclipsen verbunden ist. In dieser Ausgestaltung ist die Innenkomponente über mindestens ein Befestigungselement mit der Decke verbunden und die Unterplatte ist wiederum mit der Innenkomponente verbunden, hängt also quasi an dieser.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts sieht vor, dass der Luftverteiler im Wesentlichen nur aus den Bauteilen: Innenkomponente und Unterplatte besteht. In dieser Ausgestaltung wird die Anzahl der Bauteile als größere und der Luftführung dienenden Komponenten auf zwei reduziert. Diese Bauteile verfügen jeweils über Strukturen, die sich passend ergänzen, um die Luft zu führen. Die Bauteile bestehen dabei vorzugsweise zumindest teilweise aus Kunststoff, Im Gegensatz zu den Bauteilen sind beispielsweise Befestigungselemente kleinere Bauteile, die nur dem Zusammenbau des Luftverteilers bzw. des Klimageräts an sich dienen. In dieser Ausgestaltung ist beispielsweise mindestens ein Filterträger integraler Bestandteil der Unterplatte. In einer Ausgestaltung kommen noch kleinere Elemente hinzu, beispielsweise Verstelleinheiten zum Ausrichten des temperierten Luftstroms hinein in den Raum, in dem sich der Luftverteiler befindet.
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In einer Ausgestaltung sind zwei separate Filterträger vorhanden, die reversibel mit der Unterplatte und/oder der Innenkomponente verbunden sind. Daher ist in einer damit einhergehenden Ausgestaltung vorgesehen, dass der Luftverteiler im Wesentlichen nur aus den Bauteilen: Innenkomponente, Unterplatte und zwei Filterträger - und damit insgesamt vier Komponenten - besteht. Hier können entsprechend auch weitere kleinere Elemente - wie oben erwähnt - vorgesehen sein.
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In einer Ausgestaltung ist mindestens eine Dichtkomponente vorhanden, die beispielsweise aus EPP-Ringen gebildet wird und die den Übergang der temperierten Luft vom Gehäuse zu dem Luftverteiler über den Luftschacht seitlich abdichtet. Es können auch mehrere Dichtkomponenten vorhanden sein.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts besteht darin, dass die Innenkomponente für eine unmittelbare Befestigung an einer Decke des Raums ausgestaltet ist. In dieser Ausgestaltung wird die Innenkomponente mit einer Außenseite an der Decke angebracht. Somit bildet in dieser Seite die Außenseite der Innenkomponente den oberen Abschluss des Luftverteilers und ist die Außenseite der Unterplatte den unteren Abschluss des Luftverteilers.
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Eine Ausgestaltung des Klimageräts sieht vor, dass in dem Gehäuse ein Kompressor, ein Verflüssiger, eine Expansionseinrichtung und ein Verdampfer angeordnet sind und einen Kühlkreislauf bilden. Gemäß dieser Ausgestaltung sind alle Komponenten für die Erzeugung eines Kühlkreislaufs in dem Gehäuse und damit außerhalb des Raums angeordnet. Insgesamt handelt es sich somit beispielsweise um eine Dachklimaanlage.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Klimagerät 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 eine Explosionsdarstellung der Komponenten des Luftverteilers und
- 3 eine räumliche Darstellung des Luftverteilers.
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Die
1 zeigt schematisch den Aufbau einer Klimaanlage 1 zum Kühlen eines Raumes 100, der sich unterhalb einer Decke 101 befindet. 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 Dach bzw. an der Decke 101 des Wohnwagens bzw. des Wohnmobils befestigt.
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Für den Kälteprozess verdichtet ein Kompressor (eine alternative Bezeichnung ist Verdichter) 2 ein gasförmiges Kältemittel, das sich dabei erwärmt und über eine Kältemittelleitung zu einem Verflüssiger (alternative Bezeichnung: Kondensator) 3 transportiert wird. Im Verflüssiger 3 wird die Wärme des Kältemittels an die Umgebungsluft (oder Außenluft) aus der Umgebung um den Raum 100 herum abgegeben. Die Außenluft wird dabei - durch ein entsprechendes Gebläse - angesaugt und nach der Wechselwirkung mit dem Kältemittel in einem Wärmetauscher wieder ausgeblasen. Daher kann diese Einheit 3 auch als Außenluft- oder Outdoor-Wärmeübertrager bezeichnet werden. Infolge der Abgabe der Wärme verflüssigt sich das verdichtete Kältemittel. Das flüssige und weiterhin unter hohem Druck stehende Kältemittel wird in einer Expansionseinrichtung 4, die z. B. als Drossel ausgestaltet ist, auf einen niedrigeren Druck entspannt. Dabei kühlt das Kältemittel ab. Im nächsten Schritt gelangt das Kältemittel zu einem Verdampfer 5, durch den die zu kühlende Luft des Raums 100 geführt wird. Die Raum-Luft überträgt dabei ihre Wärme auf das Kältemittel, welches in den gasförmigen Zustand übergeht. Somit lässt sich die Komponente 5 auch als Innenluft- oder Indoor-Wärmeübertrager bezeichnen. Das gasförmige Kältemittel gelangt schließlich zurück zu dem Kompressor 2, sodass der Kühlkreislauf fortgeführt werden kann.
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Der vorangehend beschriebene Kreislauf lässt sich auch umkehren, sodass die Vorrichtung 1 als Raumheizung dient. In diesem Fall fungiert der oben beschriebene Verflüssiger 3 als Verdampfer und dient umgekehrt der Verdampfer 5 als Verflüssiger.
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Die Komponenten der Klimaanlage 1 befinden sich dabei in einem Gehäuse 10, das auf dem Dach aufliegt. In dem Raum 100 befindet sich der Luftverteiler 6, über den Luft aus dem Raum 100 - als zu temperierende Luft - abgeführt und über den die durch das Klimagerät 1 temperierte Luft in den Raum 100 eingebracht wird. Der Luftverteiler 6 ist dabei an der Decke 101, also an der Innenseite des Dachs angebracht. Zwischen den Komponenten 2, 3, 4, 5 im Gehäuse 10 auf dem Dach und dem Luftverteiler 6 unter der Decke 101 befindet sich eine Aussparung in der Decke des Fahrzeugs. Durch die Aussparung gelangt die zu temperierende Luft in das Gehäuse 10 (bzw. zu den darin befindlichen Komponenten) und gelangt die temperierte Luft aus dem Gehäuse 10 in den Luftverteiler 6. Dabei wird die temperierte Luft innerhalb der Dichtkomponente 70 und wird die zu temperierende Luft herum um die Dichtkomponente 70 in das Gehäuse 10 geführt. Die Höhe der Dichtkomponente 70 ist dabei entsprechend für die Dicke der Decke auszuwählen.
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Die Explosionsdarstellung der 2 verdeutlich, dass der Luftverteiler 6 aus wenigen Komponenten besteht.
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Die Dichtkomponente 70, die hier aus mehreren EPP-Ringen besteht oder alternativ als einteilige Komponente ausgeführt ist, erweitert einen Luftschacht 62 in Richtung des Gehäuses. Die Dichtkomponente 70 ist dabei ein vom Luftverteiler 6 separates Bauteil, das der Montage bzw. der Führung der temperierten Luft durch die Decke hindurch dient. Durch den Luftschacht 62 gelangt die temperierte Luft in den Luftverteiler 6 gelangt, um von dort in den Raum eingebracht zu werden. Die nächst tiefere Komponente 61, die bei der Montage auch unmittelbar Kontakt mit der Decke des Raums hat, ist die Innenkomponente 61 mit dem Luftschacht 62 sowie den beiden hier seitlich dazu angeordneten Ausbringungsöffnungen 74. Durch die Ausbringungsöffnungen 74 gelangt die zu temperierende Luft in das Gehäuse. Auf der Innenseite (oder hier der Unterseite) der Innenkomponente 61 befinden sich Strukturen, die zusammen mit zugehörigen Strukturen der Unterplatte 60 einen Verteilungsraum 71 für die Luft bilden. In dem Verteilungsraum 71 wird einerseits Luft über Luftansaugöffnungen 72, die sich an gegenüberliegenden Stirnseiten in der Unterplatte 60 befinden, aus dem Raum eingesaugt. Zu erkennen ist, wie sich die Ausbringungsöffnungen 74 fluchtend oberhalb der Luftansaugöffnungen 72 befinden. Andererseits wird die temperierte Luft ausgehend von dem Luftschacht 62 über die Luftauslassöffnungen 73 in den Raum ausgeblasen. Der Verteilungsraum 71 verfügt über zwei voneinander getrennte Bereiche 82, 83, sodass Luft nicht vom einen zum anderen Bereich strömen kann. Der eine Bereich 82 dient der Leitung von zu temperierender - insbesondere zu kühlender - Luft und ist dabei jeweils mit den Luftansaugöffnungen 72 und den Ausbringungsöffnungen 74 verbunden. Durch den anderen Bereich 83 strömt die temperierte Luft von dem Luftschacht 62 zu den Luftauslassöffnungen 73.
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Vor den Luftansaugöffnungen 72 der Unterplatte 60 befinden sich Filterträger 63. In diesen werden beispielsweise auswechselbare Filter eingebracht, um die Raumluft vor dem Eindringen in das Klimagerät zu filtern. Alternativ ist der Filterträger 63 in der Unterplatte 60 selbst integriert. Der Luftverteiler 6 wird durch vier Schrauben als Befestigungselemente 64 an der Decke befestigt. Die Befestigungselemente 64 sind dabei durch Aussparungen in Innenkomponente 61 hindurchgeführt. Die Unterplatte 60 und die Innenkomponente 61 werden mittels Einhängen und/oder Clipsen miteinander verbunden.
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Die 3 zeigt den vollständigen Luftverteiler 6. Die Innenkomponente 61 ist mit der - hier nicht zu erkennenden - Unterplatte verbunden. Die Dichtkomponente 70 befindet sich oberhalb des Luftschachts 62 der Innenkomponente 61 und wird im montierten Zustand in die Aussparung in der Decke des zu temperierenden Raumes eingebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klimagerät
- 2
- Kompressor
- 3
- Verflüssiger
- 4
- Expansionseinrichtung
- 5
- Verdampfer
- 6
- Luftverteiler
- 10
- Gehäuse
- 60
- Unterplatte
- 61
- Innenkomponente
- 62
- Luftschacht
- 63
- Filterträger
- 64
- Befestigungselemente
- 70
- Dichtkomponente
- 71
- Verteilungsraum
- 72
- Luftansaugöffnung
- 73
- Luftauslassöffnung
- 74
- Ausbringungsöffnung
- 82
- Bereich für zu temperierende Luft
- 83
- Bereich für temperierte Luft
- 100
- Raum
- 101
- Decke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/042065 A1 [0002, 0019]
