DE102021002173A1

DE102021002173A1 - Klimagerät

Info

Publication number: DE102021002173A1
Application number: DE102021002173.8A
Authority: DE
Inventors: Matthäus Moser; Michael Klein
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: WO2022228711A1; DE102021002173B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klimagerät (1) mit einem Luftverteiler (2) zum Verteilen von temperierter Luft. Dabei mündet ein Luftkanal (20) mit einem Engstellenabschnitt (22) auf eine Öffnung (21). Ein mittlerer Bereich (22') des Engstellenabschnitts (22) hat eine geringere Höhe als die zwei Seitenbereiche (22").

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimagerät, welches temperierte und insbesondere gekühlte Luft erzeugt.
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.
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 - in der Regel gekühlte - Luft in den Raum ausgebracht wird. Der Luftverteiler ist dabei an der Decke des Raumes befestigt. Bei vielen Klimageräten ist das Ausbringen der Kaltluft mit Geräuschbildung verbunden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Klimagerät vorzu-schlagen, dessen Innenluftverteiler über einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Luftauslass verfügt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Klimagerät mit einem Luftverteiler zum Verteilen von temperierter Luft, wobei der Luftverteiler mindestens einen Luftkanal für die temperierte Luft aufweist, wobei der Luftkanal auf eine Öffnung mündet, wobei der Luftkanal mindestens einen Engstellenabschnitt aufweist, wobei der Engstellenabschnitt einen mittleren Bereich und zwei Seitenbereiche aufweist, und wobei der mittlere Bereich eine geringere Höhe als die zwei Seitenbereiche aufweist.
Beim erfindungsgemäßen Luftverteiler passiert die temperierte Luft entlang eines Luftkanals wenigstens einen Abschnitt, der durch eine Engstelle ausgezeichnet ist. Diese Engstelle ist derart, dass die Höhe in einem mittleren Bereich geringer als in den zwei Seitenbereichen ist. Die Luft kann somit seitlich größere Flächen durchströmen als in einem mittleren Bereich. Experimente haben gezeigt, dass damit die Luft über einen deutlich breiteren Bereich aus der Öffnung ausströmt. Damit ergibt sich ein deutlich gleichmäßigerer Luftstrom. Damit einhergehende Vorteile sind eine erhöhte Effizienz des Klimageräts sowie eine verringerte Geräuschbildung.
Für die geometrischen Verhältnisse sei der Effekt des Luftverteilers noch einmal mit anderen Worten beschrieben: Bewegt sich in dem Innenluftverteiler die Luft in eine Bewegungsrichtung, so gibt es einen Engstellenabschnitt im Luftkanal mit unterschiedlichen Höhen, die senkrecht auf der Bewegungsrichtung stehen. Dies führt dazu, dass die Luft aus der Öffnung, also aus dem Endbereich des Luftkanals, mit einer größeren Breite ausströmt. Die Breite steht dabei senkrecht auf der Höhe und senkrecht auf der Bewegungsrichtung.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass sich der Engstellenabschnitt in der Nähe der Öffnung befindet. In dieser Ausgestaltung ist der Engstellenabschnitt somit in Richtung des freien Endes des Luftkanals angeordnet. In das andere Ende des Luftkanals, das somit auch als Beginn des Luftkanals bezeichnet werden kann, strömt die temperierte Luft ein.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Engstellenabschnitt durch eine in den Luftkanal hineinragende Wölbung gegeben ist. In dieser Ausgestaltung ist ein Teil der Wandung, die den Luftkanal umschließt, tiefer in den Luftkanal hineingeführt.
Die Wölbung reicht in einer Ausgestaltung von oben herab. In einer alternativen Ausgestaltung befindet sich die Wölbung unterhalb des Luftkanals. Dabei ist die obere Seite im montierten Zustand beispielsweise eine Decke zugewandt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind zwei einander gegenüberliegende Wölbungen vorgesehen, die von ober- bzw. unterhalb in den Luftkanal hineinragen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Höhe des mittleren Bereichs zu den zwei Seitenbereichen graduell zunimmt. Gemäß dieser Ausgestaltung ist kein harter oder treppenartiger Übergang zwischen den Höhen vorgesehen, sondern die Höhe nimmt von innen nach außen graduell und gleichmäßig zu.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Höhe des mittleren Bereichs ausgehend von den zwei Seitenbereichen zu einer Mitte hin abnimmt. In dieser Ausgestaltung verfügt der mittlere Bereich nicht über eine konstante Höhe, sondern die Höhe ist in der Mitte am geringsten und nimmt dann in Richtung der Seiten zu. Diese Änderung der Höhe im mittleren Bereich ist vorzugsweise auch graduell und gleichmäßig.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Höhe eines Teils des Luftkanals entlang einer Luftströmungsrichtung graduell bis zum Engstellenabschnitt abnimmt. In dieser Ausgestaltung verfügt nicht nur der Engstellenabschnitt über unterschiedliche Höhen, sondern die Höhe nimmt zumindest in Teilen des Luftkanals in Richtung auf den Engstellenabschnitt langsam ab. Damit werden - wie beispielsweise bei den zuvor genannten Ausgestaltungen - harte Übergänge oder Kanten vermieden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Engstellenabschnitt achsensymmetrisch ausgestaltet ist. Der Engstellenabschnitt verfügt somit über eine Spiegelsymmetrie, wobei die Symmetrieachse durch die Mitte der Breite des Engstellenabschnitts verläuft.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Luftverteiler zwei Luftkanäle aufweist, die jeweils auf eine Öffnung münden. Die zwei Luftkanäle verfügen dabei in einer Ausgestaltung jeweils über mindestens einen Engstellenabschnitt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Luftverteiler für eine Befestigung an einer Decke ausgestaltet ist. Das Klimagerät ist somit vorzugsweise eine sogenannte Dachklimaanlage, bei welcher die Komponenten für den Kühlkreislauf auf dem Dach und der Luftverteiler unter dem Dach befestigt sind.
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 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Innenluftverteilers,
3 eine Draufsicht auf eine Ebene des Innenluftverteilers und
4 einen Schnitt durch eine Öffnung des Innenluftverteilers.

Die 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Klimageräts 1 zum Kühlen eines Raumes, der sich unterhalb einer Decke 100 befindet. Der damit realisierte Kühlkreislauf oder Kälteprozess ist beispielsweise in der WO 2007/042065 A1 beschrieben. Bei dem Raum handelt es sich beispielsweise um den Innenraum eines Wohnwagens oder eines Wohnmobils. Die zu kühlende Innenluft wird über den Innenluftverteiler 2 aufgenommen und als temperierte, vor allem gekühlte Luft wieder in den Raum eingebracht. Die thermische Energie wird auf die Außenluft übertragen. Die dem Kühlkreislauf dienenden Komponenten befinden sich in einem Gehäuse, das auf dem Dach 100 aufliegt. Unterhalb des Dachs 100 befindet sich der Innenluftverteiler 2, wobei für den Luftaustausch ein Loch in der Decke 100 vorgesehen ist.
Der Schnitt der 2 zeigt die Strömung der Kaltluft in Luftströmungsrichtung 3 durch den Innenluftverteiler 2 zu den zwei Öffnungen 21. Der Schnitt geht dabei durch die mittleren Bereiche 22' der Engstellenabschnitte 22 (vgl. 4).
Die beiden Luftströme passieren jeweils einen Luftkanal 20, der auf jeweils eine Öffnung 21 mündet. Vor der Öffnung 21 befindet sich dabei jeweils ein Engstellenabschnitt 22 (vgl. 4), der zu einer Verbeiterung des Luftstroms nach der Öffnung 21 führt. Zu erkennen ist, wie sich die Oberseite der Luftkanäle 20 entlang der Luftströmungsrichtung 3 stärker nach unten und damit hinein in den Luftkanal 20 neigt. Die tiefste Erstreckung ist dabei in den Engstellenabschnitten 22 gegeben. In einer alternativen - nicht dargestellten - Ausgestaltung neigt sich der Boden der Luftkanäle 20 nach oben, um zur teilweisen Höhenreduktion des jeweiligen Luftkanals 20 beizutragen.
Die Draufsicht der 3 lässt rechts und links die Breite der Öffnungen 20 erkennen. Die Kaltluft bewegt sich in Richtung 3 von der zentralen Öffnung nach außen. Durch die erfindungsgemäße Engstelle überdeckt die Kaltluft nach dem Verlassen der Öffnungen 20 eine größere Breite als im Stand der Technik. Dies hat als Vorteil, dass sich die Effizienz steigert und dass der Gefahr von Geräuschbildung begegnet wird.
Der Schnitt der 4 durch eine Öffnung 20 zeigt die Wölbung 23, durch die sich die reduzierte Höhe im mittleren Bereich 22' des Engstellenabschnitts 22 ergibt. Die Wölbung 23 hat dabei einen geschwungenen Verlauf, sodass die Höhe von beiden Seitenbereichen 22" gleichmäßig zu einer Mitte des Engstellenabschnitts 22 hin abnimmt. Zu erkennen ist die Achssymmetrie des Engstellenabschnitts 22.
Bezugszeichenliste

1: Klimagerät
2: Luftverteiler
3: Luftströmungsrichtung
20: Luftkanal
21: Öffnung
22: Engstellenabschnitt
22': mittlerer Bereich des Engstellenabschnitts
22": Seitenbereich des Engstellenabschnitts
23: Wölbung
100: Decke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/042065 A1 [0002, 0018]

Claims

Klimagerät (1) mit einem Luftverteiler (2) zum Verteilen von temperierter Luft, wobei der Luftverteiler (2) mindestens einen Luftkanal (20) für die temperierte Luft aufweist, wobei der Luftkanal (20) auf eine Öffnung (21) mündet, wobei der Luftkanal (20) mindestens einen Engstellenabschnitt (22) aufweist, wobei der Engstellenabschnitt (22) einen mittleren Bereich (22') und zwei Seitenbereiche (22") aufweist, und wobei der mittlere Bereich (22') eine geringere Höhe als die zwei Seitenbereiche (22") aufweist.
Klimagerät (1) nach Anspruch 1, wobei sich der Engstellenabschnitt (22) in der Nähe der Öffnung (21) befindet.
Klimagerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Engstellenabschnitt (22) durch eine in den Luftkanal (20) hineinragende Wölbung (23) gegeben ist.
Klimagerät (1) nach Anspruch 3, wobei die Wölbung (23) von oben herabreicht.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Höhe des mittleren Bereichs (22') zu den zwei Seitenbereichen (22") graduell zunimmt.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Höhe des mittleren Bereichs (22') ausgehend von den zwei Seitenbereichen (22") zu einer Mitte hin abnimmt.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Höhe eines Teils des Luftkanals (20) entlang einer Luftströmungsrichtung (3) graduell bis zum Engstellenabschnitt (22) abnimmt.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Engstellenabschnitt (22) achsensymmetrisch ausgestaltet ist.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Luftverteiler (2) zwei Luftkanäle (20) aufweist, die jeweils auf eine Öffnung (21) münden.
Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Luftverteiler (2) für eine Befestigung an einer Decke (100) ausgestaltet ist.