DE19535290C2 - Klimatisierungseinrichtung zum Einbau in einen Dachkanal eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungs­ einrichtung zum Einbau in einen Dachkanal eines Nutz­ fahrzeugs, insbesondere Omnibusses, mit den Merkma­ len der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 10 und 18. Unter Dachkanälen versteht man dabei im allgemeinen solche Kanäle, über die die Klimatisierungsluft zu einzelnen Klimatisierungsöffnungen, meist Düsen, geführt wird, über die der Nutzraum des Nutzfahrzeugs mit Frischluft und/oder Umluft versorgt wird. Derartige Dachkanäle sind typischer Bestandteil von Omnibussen, können je­ doch auch in anderen Nutzfahrzeugen, denkbar etwa in Tiertransportfahrzeugen, angeordnet sein. Unter Kli­ matisierung im engeren Sinne wird die Zuführung von Heizungsluft verstanden. Im weiteren Sinne wird die wahlweise Zuführung von Kühlluft oder Heizungsluft verstanden; je nachdem ist dabei der in der Klimatisie­ rungseinrichtung zum Einsatz kommende Wärmetau­ scher unterschiedlich ausgebildet und unterschiedlich vom inneren Wärmetauschfluid gespeist.

Nach der DE 37 20 032 A1, von der die Erfindung ausgeht, blasen mehrere Radialventilatoren der Ventila­ toreinrichtung einer im Heck eines doppelstöckigen Omnibusses angeordneten Klimatisierungseinrichtung ihre Luft ausgangsseitig über Steigkanäle in den Dach­ kanal ein. Dabei kommt es im Eintrittsbereich der Luft aus der Ventilatoreinrichtung in die Steigkanäle zu er­ heblichen Turbulenzen, welche die dynamische Energie der in den Dachkanal eingetretenen Luft weitgehend aufzehren. Dabei stören sich auch die einzelnen Radial­ ventilatoren erheblich gegenseitig. Im ganzen wird da­ durch die Luftzuführung zu den einzelnen Durchtritts­ öffnungen in den Nutzraum ungleichmäßig mit im gan­ zen relativ geringem Luftdurchsatz. Der Zutritt von Frischluft zu der Ventilatoreinrichtung erfolgt bei der bekannten Klimatisierungseinrichtung vor der Ventila­ toreinrichtung durch eine Luftzutrittsöffnung im Heck, in der dann Regenwasser abgeschieden wird. Bei dieser vorbekannten Klimatisierungseinrichtung ist nicht im einzelnen offenbart, welche Art Luft, sei es Frischluft und/oder Umluft, dem Wärmetauscher zugeführt wird.

Die Erfindung befaßt sich demgegenüber mit dem Einbau der Klimatisierungseinrichtung im Dachkanal eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses. Zu ver­ gleichbaren Störungen kommt es dabei, wenn die Kli­ matisierungseinrichtung selbst nur auf einem relativ kleinen Teil der Länge des Dachkanals, z. B. hinten, ein­ gebaut wird.

Wenn in einem solchen Fall der Zutritt von Frischluft zu der Ventilatoreinrichtung vor der Ventilatoreinrich­ tung von oben durch das Dach des Nutzfahrzeugs er­ folgt erfordert dies den Einbau einer auf dem Dach befindlichen Hutze, in der dann Regenwasser abge­ schieden wird. Diese bekannte Klimatisierungseinrich­ tung müßte dann mitsamt vormontierter Hutze in das Dach des Nutzfahrzeugs von oben nach unten einge­ setzt werden. Dies würde unter anderem auch zusätzli­ chen Bauaufwands zum Einschneiden des Fahrzeugda­ ches mit anschließenden Abdichtarbeiten bedürfen, wo­ bei die Abdichtungen im Dauerbetrieb gefährdet sind und Wartung bedürfen.

Zum Heizen und zum Kühlen sind zwei separate Wärmetauscher vorgesehen, wobei der Luftkühler in Luftrichtung zuerst die Luft abkühlt und entfeuchtet und der nachgeschaltete Erhitzer der Luft gegebenen­ falls wieder auf die gewünschte Ausblastemperatur auf­ heizt. Die Verrohrung des Luftkühlers wird von einem Kältemittel und der Verrohrung des Lufterhitzers vom Kühlwasser des Motorkühlkreislaufes beaufschlagt. Durch die Trennung der Kältemittel und der Kühlwas­ serverrohrung in zwei separate Rohr-/Lamellen-Wär­ metauscher ist einerseits ein Reheat-Betrieb mit Ent­ feuchtung auch im Teillastbetrieb der Klimaanalage möglich. Andererseits wird mehr Bauvolumen benötigt, so daß bei gleichem Raumbedarf für Luftführungen we­ niger Raum zur Verfügung steht.

Es ist außerdem schon eine Klimatisierungseinrich­ tung für Omnibusse der Firma Kässbohrer mit der Be­ zeichnung "Optimal" bekannt, bei der die bekannten Schwierigkeiten ausgangsseitig von der Ventilatorein­ richtung dadurch vermieden werden, daß man einen Wärmetauscher verwendet, dessen Länge praktisch der Gesamtlänge des Omnibusses entspricht, wobei dann auch die Ventilatoreinrichtung über die ganze Länge des Wärmetauschers und die entsprechende Länge des Dachkanals verteilt ist. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig. Zwar hat man bei diesem bekannten Fall schon auf die Dachhutze für die Zuleitung von Frischluft und Abscheidung von Regenwasser verzichtet und statt dessen die Frischluft an der Seitenwand des Omnibusses zugeführt. Die Zuführung erfolgt dort ebenfalls über die ganze Länge des Omnibusses, was wiederum sehr ko­ stenintensiv ist. Die Zuführung der Luft statt durch eine Dachhutze von der Seitenwand des Omnibusses her wurde deshalb als unbedenklich angesehen, weil bei die­ ser bekannten aufwendigen Bauart die Eintrittsge­ schwindigkeit der über die ganze Länge des Omnibusses verteilten eintretenden Luftmenge kleingehalten wer­ den kann. Deswegen verwendet diese bekannte Klima­ tisierungseinrichtung auch nur Querstromventilatoren statt Radialventilatoren, da in dem bekannten Fall die Querstromventilatoren zur Überwindung der nur gerin­ gen statischen Druckdifferenz ausreichen. Zwar könnte man Querstromventilatoren auch zur Überwindung größerer Druckdifferenzen einsetzen; wegen der dabei auftretenden hohen Drehzahlen kommt es dabei jedoch zu einer unzumutbaren Geräuschentwicklung. Zur Mi­ nimierung des Platzbedarfs der sich über den gesamten Dachkanal erstreckenden Wärmetauscher ist ein kom­ binierter Wärmetauscher eingesetzt, der sowohl eine erste Verrohrung zum Wärmen als auch eine zweite Verrohrung zum Kühlen in einem Wärmetauscherblock besitzt.

Klimatisierungseinrichtungen der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, verwenden wegen ihrer nur lokalen Anordnung und der dadurch bedingten engeren Dimen­ sionierungen insbesondere an den Wärmetauscherflä­ chen und in Luftleitbereichen Radialventilatoren, die re­ lativ große Druckdifferenzen unter geringem Ge­ räuschpegel überwinden können. Außerdem ist bei die­ ser bekannten Klimatisierungseinrichtung eine geson­ derte Wasserabscheidung von eintretendem Regenwas­ ser entbehrlich, da dieses sich bereits bei der nur sehr geringen Eintrittsgeschwindigkeit im Bereich der Ein­ trittsöffnung am dort angeordneten Wasserabscheider niederschlägt und somit nicht in den Innenbereich des Fahrzeugs und insbesondere nicht in den Bereich über einer Umschaltklappe zwischen Frischluft und Umluft eintritt. Eine eigene Kondenswasserabscheidung unter dem Wärmetauscher ist vorsehbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kli­ matisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs von Anspruch 1 auch dann funktionell gleich­ wertig mit der zuletzt beschriebenen bekannten auf­ wendigen Klimatisierungseinrichtung auszubilden, wenn sie nur über einen relativ kleinen Teilbereich der Länge des Nutzfahrzeugs bzw. Omnibusses angeordnet ist. In zweiter Linie soll in Weiterbildung der Erfindung von der genannten aufwendi­ gen Lösung auch die Möglichkeit übernommen werden, das Nutzfahrzeug ohne Dachhutze für den Frischluftzu­ tritt und die Entwässerung gestalten zu können und da­ bei die Möglichkeit zu schaffen, die Klimatisierungsein­ richtung ohne Beschädigung des Daches des Nutzfahr­ zeugs in dieses einbauen zu können.

In Weiterbildung der Erfindung oder auch als Gedan­ ke für sich, für den eigenständiger Schutz begehrt wird, soll in dritter Linie eine Möglichkeit der Entfeuchtung auch im Teillastbetrieb vorgesehen werden, ohne daß dafür der Platzbedarf für zwei separate Wärmetauscher erforderlich wird.

Die der Erfindung in erster Linie zugrundliegende Aufgabenstellung wird bei einer Klimatisierungsein­ richtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von An­ spruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale ge­ löst.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt dabei darin, durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbil­ dung der Zwischenkammer die verfügbare Höhe des Dachkanals so nutzbar zu machen, daß eine Luftzufüh­ rung in den Dachkanal in unterschiedliche Höhenzonen ohne starke Verwirbelung und ohne merkliche gegen­ seitige Störung des Luftaustritts benachbarter Radial­ ventilatoren erfolgen kann. Anspruch 2 beschreibt dabei eine besonders einfache und in den meisten Fällen aus­ reichende Ausbildung der Zwischenkammer mit nur zwei Kammern. Anspruch 3 zeigt, daß man die unter­ schiedlichen Höhen des Anschlusses der Radialventila­ toren einmal an eine oben liegende und einmal an eine unten liegende Kammer der Zwischenkammer einfach dadurch erreichen kann, indem die Radialventilatoren relativ zueinander um 180° umorientiert sind, ohne daß dabei der Höhenbedarf für die an verschiedene Kam­ mern der Zwischenkammer angeschlossenen Radial­ ventilatoren zunimmt.

Wenn eine größere Zahl von Radialventilatoren vor­ handen ist, ist auch bei der erfindungsgemäßen Klimati­ sierungseinrichtung nicht auszuschließen, daß mehrere Radialventilatoren an dieselbe Kammer der Zwischen­ kammer angeschlossen werden. In diesem Falle wird eine zusätzliche Entkopplung durch geeignete Luftleit­ einrichtungen wie etwa Luftleitbleche vorgesehen, wo­ bei im Idealfall angestrebt wird, daß jeder Radialventila­ tor der Ventilatoreinrichtung durch Aufteilung auf die verschiedenen Kammern der Zwischenkammer und An­ ordnung der einzelnen Luftleitbleche in einer eigenen zugeordneten Strömungsweiterleitung versehen ist. Dies wird besonders zweckmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erreicht Anspruch 5 betrifft dabei Maßnahmen, um trotz der schon relativ geringen Ge­ räuschentwicklung bei Verwendung von Radialventila­ toren im Anschluß der erfindungsgemäßen Klimatisie­ rungseinrichtung an den Dachkanal, der seinerseits schallweiterleitend wirkt zusätzlich störende Schaller­ zeugung im Bereich der Zwischenkammer zu vermei­ den.

Vorzugsweise ist zwischen der Zwischenkammer und dem Dachkanal ein allen Kammern der Zwischenkam­ mer gemeinsamer Diffusor angeordnet. Dadurch kann man die Austrittsgeschwindigkeit aus der Zwischen­ kammer in den Dachkanal reduzierend beeinflussen und an die gewünschte Betriebsweise durch Vergleichmäßi­ gung der Luftzuführung und mit mehr oder minder star­ kem Druckgewinn erreichen. Eine mögliche Optimie­ rung zeigt Anspruch 8.

Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung ist ein Einbauaggregat in den Dachkanal das Nutzfahr­ zeugs bzw. Omnibusses längs eines meist relativ kleinen Längsbereichs des Dachkanals, wo dann die sonst im Dachkanal vorhandenen Austrittsöffnungen bzw. Dü­ sen der Klimatisierungsluft zum Nutzraum durch den Einbau der Klimatisierungseinrichtung gemäß der Er­ findung fehlen könnten. Um hier eine sinngemäße Er­ gänzung vorzunehmen, sind die Merkmale gemäß An­ spruch 9 vorgesehen, so daß man im Idealfall auch im Bereich der erfindungsgemäßen Klimatisierungsein­ richtung eine ununterbrochene Fortsetzung der Luftzu­ trittsöffnungen bzw. Düsen bei Blick aus dem Nutzraum auf den Dachkanal erhält.

Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung hat typischerweise nur eine Längenerstreckung im Nutzfahrzeug im Bereich von 700 bis 2500 mm, vorzugs­ weise 1200 bis 2000 mm.

Anspruch 10 greift die der Erfindung in zweiter Linie zugrundeliegende Aufgabenstellung auf und sieht die Möglichkeit vor, einen Frischluftzutritt von der Seite des Nutzfahrzeugs her vorzusehen und damit eine ge­ sonderte Hutze auf dem Nutzfahrzeug mit eigener Re­ genwasserabführung vermeiden zu können. Der Tatsa­ che, daß die Eintrittsgeschwindigkeit von Frischluft im Bereich der erfindungsgemäßen Klimatisierungsein­ richtung weitaus höher ist als bei der bekannten auf­ wendigen Klimatisierungseinrichtung, wird durch die schon gattungsgemäß vorausgesetzte Verwendung der Radialventilatoren Rechnung getragen. Zusätzlich sind dann noch Maßnahmen ergriffen, um durch den Frisch­ luftzutritt eintretendes Regenwasser im Inneren der er­ findungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung abführen zu können, und zwar in zweckmäßiger Abstimmung mit der Abführung etwa auch noch auftretenden Kondens­ wassers.

Die Ansprüche 11 bis 14 zeigen zu diesem Zweck angepaßte vorzugsweise Bauweisen zu der Abführung von eintretendem Regenwasser und/oder Kondenswas­ ser insbesondere aus dem Wärmetauscher. Anspruch 14 berücksichtigt dabei, daß in den Wärmetauscher einge­ tragenes Regenwasser bis in den hinteren Fußpunkt des Wärmetauschers gelangen kann und dort zusammen mit etwa anfallendem Kondenswasser einer Abführung über eine relativ große Öffnung nach unten bedarf. An­ dererseits muß im Fußbereich vor dem Wärmetauscher dort anfallendes Wasser, welches auch von der Um­ schaltklappe herrühren kann, zum zweckmäßig gleichen Wasserablauf gelangen können. Um hier zu verhindern, daß über das Wasserableitvolumen ein bodenseitiger Kurzschluß parallel zum Wärmetauscher erfolgt, ist der Querschnitt des Wasserdurchlasses vor dem Wärmetau­ scher relativ klein gewählt. Dies ist funktionell möglich, weil aufgrund des Druckabfalls der Luft im Wärmetau­ scher im Bereich des relativ kleinen Öffnungsquer­ schnitts ein Druckgefälle besteht, welches Luft durch den relativ kleinen Öffnungsquerschnitt nach unten saugt und dabei durch diesen relativ kleinen Öffnungs­ querschnitt über diesem anfallende Wassermengen mit­ reißt.

Anspruch 15 betrifft dabei die an sich bekannte Aus­ bildungsform eines Wärmetauschers, der sowohl zum Wärmen als auch zum Kühlen vorgesehen ist, mit zwei gesonderten Verrohrungen für die unterschiedlichen in­ neren Wärmetauschfluide. Eine weitere Vereinfachung erhält man gemäß der alternativen Lösung gemäß An­ spruch 16, bei der nur eine einzige Verrohrung in dem Wärmetauscher sowohl für Kühlung als auch für Hei­ zungszwecke vorgesehen ist. Dies ist dann ermöglicht, wenn gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung 195 24 660.8 ein innerer und ein äußerer Kreislauf so vorgesehen werden, daß der äußere Kreislauf immer mit Wasser des Motorkühlkreislaufes gespeist ist und dabei für den Fall einer Kühlung des Nutzfahrzeugs die Kältemenge von einem primären anderen Kreislauf übernimmt.

Anspruch 17 betrifft eine besonders bevorzugte Ein­ bauweise der erfindungsgemäßen Klimatisierungsein­ richtung, bei der für deren Einbau weder am Dach noch an der Seitenwand des Nutzfahrzeugs später wieder abgedichtet zu verschließende Einbauöffnungen erfor­ derlich sind. Das schließt nicht aus, bei etwa aus anderen Gründen bestehendem Bedarf die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung doch durch das Dach oder die Seitenwand des Nutzfahrzeugs einsetzen zu können.

Anspruch 18 greift die der Erfindung in dritter Linie zugrunde liegende Aufgabenstellung auf, einen Ent­ feuchtungsbetrieb im Teillastbereich der Klimaanlage zu ermöglichen, auch wenn nur ein Wärmetauscher mit gemeinsamer Verrippung vorhanden ist.

Durch die Abschaltung des oberen Teilkreislaufs muß im Teillastbetrieb der untere Teilkreislauf bei vorgege­ bener gleicher Kühlleistung eine wesentlich tiefere Kühlmitteltemperatur aufweisen, so daß es im Wärme­ tauscher im Bereich des unteren Teilkreislaufs durch die tiefe Kühlwassertemperatur zu einer stärkeren Luftab­ kühlung führt. Durch die verstärkte Luftabkühlung der den unteren Teilkreislauf durchstreichenden Luft kommt es zur Taupunktunterschreitung und damit zur Entfeuchtung des unteren Teilluftstroms.

Der obere Teilluftstrom durchtritt den Wärmetau­ scher infolge des abgeschalteten oberen Teilkreislaufs ohne jegliche Temperatur- und Feuchteänderung. Die Regelung der Kühlleistung und somit der Kühlwasser­ temperatur im unteren Kreislauf richtet sich nach der sich nach dem Wärmetauscher einstellenden Mischluft­ temperatur, wobei die Vorgabe für die Mischlufttempe­ ratur aufgrund von Behaglichkeitsgrößen für die Innen­ raumtemperatur von der Regelung festgelegt wird.

Nach Anspruch 19 wird die Umschaltklappe so ange­ ordnet, daß dem unteren zweiten Teilkreislauf überwie­ gend Umluft zugeführt wird.

Da die Umluft durch die Feuchteabgabe der im Nutz­ raum befindlichen Personen oder Gegenstände einen höheren Wassergehalt besitzt, ist es besonders zweck­ mäßig, die Umluft über den unteren zweiten Teilkreis­ lauf abzukühlen, da der Taupunkt der Umluft stets hö­ her als der Taupunkt der Frischluft ist und somit bei dieser Anordnung der Umschaltklappe eine höhere Ent­ feuchtung im Teillastbereich erreicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati­ scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Omnibus in Seitenansicht.

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine im Dachkanal ein­ gebaute erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung.

Fig. 3a und 3b eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung mit teil­ weiser Darstellung des Dachkanals.

Neben der Beheizung des Fußraums erfolgt die Kli­ matisierung des Kopfraums in Nutzfahrzeugen und Rei­ sebussen 2 mittels Klimatisierungsluft, die zumindest bei höherwertigen Linienbussen und bei allen Reisebussen über Dachkanäle 4 verteilt wird, die sich an den Außen­ seiten des Dachbereiches 88 über die gesamte Buslänge hin erstrecken.

Die Klimatisierungsluft wird dabei über die gesamte Länge und/oder nur partiell in den Dachkanal 4 einge­ blasen und in diesem zu einzelnen Klimatisierungsöff­ nungen 6 verteilt die in der zum Businnenraum 66 zuge­ wandten Seite des Dachkanals 4 angeordnet sind.

Dabei wird unterschieden zwischen Düsen 6 zur indi­ viduellen Belüftung, die jeweils den entsprechenden Sitzplätzen zugeordnet sind und permanent Austritts­ öffnungen, zur Grundbelüftung des Businnenraumes.

Der Dachkanal 4 hat dabei die Aufgabe, die Luft in Längsrichtung gleichmäßig auf die einzelnen Klimatisie­ rungsöffnungen 6 zu verteilen.

Zur Klimatisierung wird im Sinne der Erfindung eine Kühlung, Beheizung sowie Belüftung des Businnenrau­ mes verstanden.

Gemäß Fig. 1 erfolgt der Einbau der Klimatisierungs­ einrichtung im linken bzw. rechten Dachkanal 4 des Rei­ sebusses 2.

Um eine möglichst optimale Aufteilung der Klimati­ sierungsluft im Dachkanal 4 zu erreichen, wird die Kli­ matisierungseinrichtung 8 vorzugsweise im Bereich der Mitte des Dachkanales 4 eingebaut. Bei entsprechender Anordnung der Luftleiteinrichtung 10 in den entspre­ chenden Kammern 12 der Zwischenkammer 14 wie in Fig. 3a, 3b dargestellt kann jedoch auch eine Positionie­ rung der Klimatisierungseinrichtung 8 im vorderen bzw. hinteren Ende des Dachkanals 4 mit geringer Einbuße im Luftvolumenstrom vorgesehen werden.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die im Dachkanal 4 eingebaute erfindungsgemäße Klimatisierungseinrich­ tung 8. Durch eine Ventilatoreinrichtung 16, die mehre­ re Radialventilatoren 18 aufweist, wird über eine Luft­ zutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 bzw. eine Zutrittsöff­ nung 46 für Umluft 30 je nach Stellung der Umschalt­ klappe 24 Frischluft 28 bzw. Umluft 30 oder eine Mi­ schung angesaugt.

Die Luftzutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 ist in der Seitenwand 42 des Nutzfahrzeuges angebracht. Bei Omnibussen erfolgt die Anordnung der Zutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 üblicherweise im Bereich des Dach­ kanals 4 oberhalb der Seitenscheiben.

Bei der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrich­ tung 8 ist die Länge der Luftzutrittsöffnung 40 im we­ sentlichen auf die Länge der Klimatisierungseinrichtung 8 begrenzt. Zur Reduzierung der Lufteintrittsgeschwin­ digkeit kann jedoch auch eine in Längsrichtung des Bus­ ses größere Abmessung der Luftzutrittsöffnung 40 mit etwas höherem Geräteaufwand vorgesehen werden.

Zur Abscheidung von Regenwasser bzw. Waschwas­ ser ist in der Luftzutrittsöffnung 40 ein Wasserabschei­ der 20 angebracht.

Dem Wasserabscheider 20 nachgeschaltet kann ein für Feuchtbetrieb geeignter Frischluftfilter nachge­ schaltet sein, der eine weitere Sicherheit gegen Wasser­ eintritt ergibt. Da es sich durch die hohen Eintrittsge­ schwindigkeiten der Frischluft 28 in der Luftzutrittsöff­ nung 40 nicht vermeiden läßt, daß dennoch Spritzwasser in den Innenraum eintritt, ist die Umschaltklappe 24 und die Zutrittsöffnung für Umluft komplementär so ausge­ bildet, daß bei jeder Stellung der Umschaltklappe 24 ein Eindringen von Spritzwasser in die Zutrittsöffnung 46 für Umluft 30 unmöglich ist.

Durch eine entsprechende Anordnung und Größendi­ mensionierung der nicht dargestellten Abluftöffnung muß zum einen sichergestellt werden, daß ein Unterdruck des Nutzraumes 66 des Nutzfahrzeuges gegen­ über dem Außenluftzustand unmöglich ist. Dies kann durch Anordnung der Abluftöffnung in Bereichen erfol­ gen, in denen durch die Fahrgeschwindigkeit des Busses kein lokaler Unterdruck an der Busaußenseite erfolgt, der ein Absaugen des Nutzraumes 66 unterhalb des sta­ tischen Außendruckes ergibt. Bei einer derarigen Ausle­ gung kann die Frischluft 28 nicht direkt über die Zu­ trittsöffnung 46 der Umluft 30 in den Nutzraum 66 ein­ dringen, sondern wird von der Ventilatoreinrichtung 16 über den Wärmetauscher 26 gesaugt. Auf diese Weise wird noch im Frischluftstrom vorhandenes Spritzwasser entweder an der Berippung des Wärmetauschers 28 nie­ dergeschlagen und über die Verrippung in die Auffang- und Ableiteinrichtung 44 abgeführt oder fallen noch größere Wassertropfen vor dem Eintritt in den Wärme­ tauscher 26 auf die Umschaltklappe 24 und werden von dort durch die Wasserableitführung 62 am Außenrand 50 der Umschaltklappe 24 in die Auffang- und Ableitein­ richtung 44 geführt. Der Drehpunkt der Umschaltklap­ pe 24 muß dabei so angeordnet sein, daß bei allen Zwi­ schenstellungen, bei denen noch das Wasser durch die Luftgeschwindigkeit in Richtung auf den Außenrand (50) geblasen werden kann und an der Wasserableitfüh­ rung 52 abtropft, die Wasserableitführung (52) noch über der Auffang- und Ableiteinrichtung 44 positioniert ist.

Das im Wärmetauscher selbst durch die Luftabküh­ lung entstehende Kondenswasser und das über die Luft­ zutrittsöffnung 40 eintretende Spritzwasser wird in der Lamellenverrippung 76 des Wärmetauschers 26 nach unten abgeleitet, wobei es durch die Luftgeschwindig­ keit vorzugsweise auf die Luftaustrittsseite des Wärme­ tauschers 26 geblasen wird, so daß es durch die erste Wasserdurchtrittsöffnung 58 in die Auffang- und Ableit­ einrichtung 44 eintreten kann.

Um ein Kurzschlußluftvolumenstrom unterhalb des Wärmetauschers 26 zu vermeiden, besitzt dieser boden­ seitig ein Führungsblech 54.

Wasser, das durch die Luftgeschwindigkeit nicht zur ersten Wasserdurchtrittsöffnung 58 getrieben wird, kann durch die Schrägstellung des Führungsbleches 54 zur Lufteintrittsseite schwerkraftbedingt abfließen. Der Wasserablauf erfolgt dann durch eine zweite Wasser­ durchtrittsöffnung. 62, die sich in der Nähe der Zutritts­ öffnung für Umluft 46 in einer Verlängerung 60 des Führungsbleches 54 befindet.

Die zweite Wasserdurchtrittsöffnung 62 muß dabei klein gegenüber der ersten Wasserdurchtrittsöffnung 58 gehalten werden, um nur einen geringen Kurzschluß­ strom unterhalb des Wärmetauschers zuzulassen. Wird die zweite Wasserdurchtrittsöffnung 62 zu groß gehal­ ten, so geht einerseits Leistung durch den Kurzschluß­ strom verlören und andererseits kann das Wasser nicht mehr in die erste Wasserdurchtrittsöffnung 58 eintreten, da die Luftgeschwindigkeit durch die am Wärmetau­ scher vorbeigeführte Kurzschlußströmung, die gegen die Wasserabflußrichtung gerichtet ist, zu hoch ist.

Die Anordnung des Wärmetauschers 28 auf der Saug­ seite der Ventilatoreinrichtung 16 bedingt einen Unter­ druck im Bereich der Auffang- und Ableiteinrichtung 44, der einen störungsfreien Abfluß des Wassers in der Auf­ fangwanne 44 erschwert. Aus diesem Grund ist zumin­ dest am in Fahrtrichtung vorderen sowie hinteren Ende der unterhalb des Wärmetauschers 26 befindlichen Auf­ fang- und Ableiteinrichtung 44 ein Siphon 56 angeord­ net, in dem die Wasserablaufstutzen 22 aufgenommen sind. Damit kein Wasser über die Zutrittsöffnung 46 der Umluft 30 in den Nutzraum 66 gelangt, ist die Zutritts­ öffnung 46 als Stutzen 48 mit umlaufend hochgezoge­ nem Rand ausgebildet. Die Oberseite des Stutzens 48 wird gegen Wassereintritt von der Umschaltklappe 24 abgedeckt, die mit einer umlaufenden Wasserableitfüh­ rung 52 versehen ist. Im Stutzen 48 kann zur Reinigung der Umluft noch ein Umluftfilter 74 angeordnet werden, der z. B. gem. Fig. 2 zur Reduzierung des luftseitigen Druckverlustes in V-Form ausgebildet sein kann.

Der Wärmetauscher 26 besteht aus einer Verrohrung 64 und aus einer Verrippung 76. In Fig. 2 ist die zweite Variante der Erfindung mit nur einer Verrohrung 64 für Kühlwasser dargestellt. Um eine bessere Entfeuchtung im Teillastbereich zu erreichen, ist die Verrohrung 64 in einen ersten Teilkreislauf 70 (mit kreisförmiger Darstel­ lung der Rohre) und in einen unteren zweiten Teilkreis­ lauf 72 (Rohrdarstellung mit schwarzen Punkten) aufge­ teilt.

In der mittleren Stellung der Umschaltklappe 24 gem. Fig. 1 strömt die Umluft 30 überwiegend über den zwei­ ten Teilkreislauf 72 und die Frischluft 28 überwiegend über den ersten Teilkreislauf 70. Durch entsprechende Regulierung der Wassermenge im ersten Teilkreislauf 70 bis hin zum vollständigen Verschließen des ersten Teilkreislaufes kann bei gleicher Kühlleistung die Was­ sertemperatur und damit auch die Luftaustrittstempera­ tur aus dem zweiten Teilkreislauf 72 erheblich abge­ senkt werden, so daß es in diesem Bereich zur Unter­ schreitung des Taupunktes kommt und die Luft ent­ feuchtet wird. Wird die gleiche Kühlleistung bei gleich­ mäßiger Beaufschlagung der gesamten Verrohrung 64 eingestellt, so ist die gesamte Luftabkühlung im Wärme­ tauscher erheblich geringer, so daß keine Unterschrei­ tung der Taupunkttemperatur und somit auch keine Entfeuchtung eintritt.

Um bei vorgegebenem Einbauvolumen eine mög­ lichst hohe Luftmenge zu erreichen, sind die Radialven­ tilatoren 18 austrittsseitig an eine Zwischenkammer 14 so angeschlossen, daß keine gegenseitige Beeinflussung der Ventilatoren durch die ausströmende Luft entsteht und daß der dynamische Druckanteil in der Austrittsöff­ nung 32 der Radialventilatoren 18 zu einem möglichst hohen Prozentsatz in statischen Druck umgesetzt wird.

Fig. 2 zeigt die Aufteilung der Zwischenkammer 14 in eine obere Kammer 12 und in eine untere Kammer 12, wobei die untere Kammer 12 durch eine Luftleiteinrich­ tung 10 noch in zwei einzelne untere Kammern 12 un­ terteilt ist.

Um eine Unterteilung der Zwischenkammer 14 in zwei übereinanderliegende Kammern 12 zu ermögli­ chen, sind die Radialventilatoren 18 in Fig. 1 mit oben liegender und unten liegender Austrittsöffnung 32 ein­ gebaut. Damit wird trotz Höhenversatz in der Austritts­ öffnung 32 die von der Ventilatoreinrichtung 16 benö­ tigte gesamte Einbauhöhe in der Klimatisierungsein­ richtung 8 nicht vergrößert. In Fig. 2 ist eine Klimatisie­ rungseinrichtung mit drei Doppelradialventilatoren 18 gem. Fig. 3b dargestellt, bei der in die untere Kammer 12 der Zwischenkammer 14 jeweils die beiden äußeren Einzelradialventilatoren 78 einblasen, während in die obere Kammer 12 jeweils ein Einzelradialventilator 79 in den vorderen und hinteren Dachkanal 4 einbläst.

Um eine gegenseitige Beeinflussung der Einzelventi­ latoren 78 sowie 79 zu vermeiden und weiterhin eine möglichst verlustfreie Umsetzung des dynamischen Druckes an der Austrittsöffnung 32 in statischen Druck zu erzielen, sind die Luftführungen der Einzelventilato­ ren 78 durch eine Luftleiteinrichtung 10 getrennt. Dabei ist die Luftleitrichtung 10 so ausgebildet, daß neben der Funktion als Diffusor auch noch ein geringer Wider­ standsbeiwert bei der Umlenkung der Luft in die Dach­ kanalrichtung vorhanden ist.

An alle Kammern 12 der Zwischenkammer 14 kann ein gemeinsamer Diffusor 34 austrittsseitig angebracht werden, der einen weiteren Geschwindigkeitsabbau und damit Aufbau an statischen Druck ermöglicht. In Fig. 3b wird der Luftstrom im Diffusor 34 zusätzich noch zur Seitenwand des Nutzfahrzeugs geführt, so daß die In­ nenverkleidung des Dachkanals 80 in Bereichen außer­ halb der Klimatisierungseinrichtung 8 zur Seitenwand 42 des Nutzfahrzeugs hin versetzt ist. Hierdurch erge­ ben sich Vorteile in der nutzbaren Tiefe der Gepäckab­ lage, die unmittelbar neben der Zwischenkammer 14 zur Busmitte hin am Dachkanal 4 anschließt. In Fig. 3a ist eine Klimatisierungseinrichtung mit zwei Doppelra­ dialventilatoren 18 gezeigt. Bei dieser Ausführung bläst der in Fahrtrichtung vordere Doppelradialventilator 18 wie auch der in Fahrtrichtung hintere Doppelradialven­ tilator 18 mit jeweils einem Einzelventilator 78 in den vorderen bzw. hinteren Dachkanal 4, wobei z. B. der in Fahrtrichtung vorne gelegene Doppelradialventilator 18 in die obere Kammer 12 der Zwischenkammer 14 und der in Fahrtrichtung hintere Doppelradialventilator 18 in die untere Kammer 12 der Zwischenkammern 14 einbläst.

Durch eine richtige Dimensionierung des Diffusors 34 in Verbindung mit dem Querschnitt des Dachkanals 4 wird über die gesamte Dachkanallänge ein konstanter statischer Überdruck und eine konstante Luftaustritts­ geschwindigkeit erreicht. Im Bereich der Klimatisie­ rungseinrichtung 8 erzielt man eine Angleichung an die übrige Ausblasgeschwindigkeit, indem man über eine entsprechend dimensionierte Eintrittsöffnung 82 gezielt. Luft aus der unteren Kammer 12 der Zwischenkammer, 14 in die Luftkammer 36 eintreten läßt. Aus der Luft­ kammer 36 unterhalb der Klimatisierungseinrichtung 8 tritt nun die Luft über Klimatisierungsdüsen 6 in den Nutzraum 66. Die Klimatisierungsdüsen 6 können so­ wohl am Boden 38 der Luftkammer 36 als auch an der Verkleidung des Dachkanals 4 angeordnet sein.

Die Versorgung des Wärmetauschers 26 mit Kühl­ flüssigkeit erfolgt über die ein- bzw. austrittsseitigen Anschlußstutzen 84, wobei in Fig. 3a und 3b nur der einfache Sonderfall der Erfindung mit nur einem Wär­ metauscherfluid und somit einem Ein- und Austritt dar­ gestellt ist.

Der Einbau der Klimatisierungseinrichtung 8 erfolgt vom Nutzraum 66 durch eine Öffnung im Dachkanal 4. In Fig. 2 ist die Klimatisierungseinrichtung ohne jegli­ che obere Abdeckung nur an eine elastische Dichtung und Isolierung 86 des Daches 88 von unten ange­ schraubt.

Claims (19)

1. Klimatisierungseinrichtung (8) zum Einbau in ei­ nen Dachkanal (4) eines Nutzfahrzeugs, insbeson­ dere Omnibusses (2), mit einem Wärmetauscher (26), dem eintrittsseitig Frischluft (28) und/oder Umluft (30) zuführbar ist, und mit einer dem Wär­ metauscher (26) austrittsseitig nachgeschalteten und mehrere Radialventilatoren (18) aufweisenden Ventilatoreinrichtung (16), die austrittsseitig an den Dachkanal (4) anschließbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß zwischen der Ventilatoreinrichtung (16) und dem Anschluß an den Dachkanal (4) eine Zwischen­ kammer (14) angeordnet ist, die in mindestens zwei übereinander liegende Kammern (12) unterteilt ist, und
daß mindestens ein Radialventilator (18) der Venti­ latoreinrichtung (16) austrittsseitig an eine obere Kammer (12) und mindestens ein Radialventilator (18) der Ventilatoreinrichtung (16) austrittsseitig an eine untere Kammer (12) angeschlossen sind.

2. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (14) nur zwei übereinander liegende Kammern (12) aufweist.

3. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an verschiede­ ne Kammern (12) der Zwischenkammer (14) ange­ schlossene Radialventilatoren (18) bei gleicher Hö­ henanordnung einmal oben liegende und einmal unten liegende Austrittsöffnungen (32) aufweisen.

4. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dieselbe Kammer (12) der Zwischenkammer (14) mehrere Radialventilatoren (18) angeschlossen sind und die Kammer (12) eine Luftleiteinrichtung (10) aufweist, welche die aus den mehreren Radialventi­ latoren (18) in diese Kammer (12) eintretende Luft in den Dachkanal (4) in entgegengesetzten Strö­ mungsrichtungen im Dachkanal (4) aufteilt.

5. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Zwischenkammer (14) und gegebe­ nenfalls (Anspruch 4) die Außenfläche der Luftleit­ einrichtung (10) aus schallabsorbierendem Material besteht bzw. bestehen und/oder schallabsorbierend ausgekleidet ist bzw. sind.

6. Klimatisierungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Dachkanals (4) verteilte Radialventilatoren (18) oder Gruppen von Radialventilatoren (18) im Wechsel an unterschiedliche Kammern (12) der Zwischenkammer (14) angeschlossen sind.

7. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischenkammer (14) und dem Dach­ kanal (4) ein allen Kammern (12) der Zwischenkam­ mer (14) gemeinsamer Diffusor (34) angeordnet ist.

8. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (34) so ausgelegt ist, daß der aus seiner Austrittsgeschwin­ digkeit resultierende Druckgewinn beim Abbau der Luftgeschwindigkeit im Dachkanal (4) gleich dem statischen Druckverlust des Dachkanals ist.

9. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine sich im unteren Bereich der Klimatisierungseinrichtung (8) erstreckende Luftkammer (36), die an ihrem Bo­ den (38) mit in den Nutzraum des Nutzfahrzeugs gerichteten Klimatisierungsdüsen (6) versehen und von mindestens einer Kammer (12), vorzugsweise der untersten Kammer (12), der Zwischenkammer (14) mit Luft gespeist ist.

10. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß sich eine Luftzutrittsöffnung (40) für Frischluft (28) längs der Seitenwand (42) des Nutz­ fahrzeugs erstreckt, und daß zwischen der Luftzu­ trittsöffnung (40) und der Ventilatoreinrichtung (16) eine Auffang- und Ableiteinrichtung (44) für Wasser angeordnet ist.

11. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 10 mit einer Umschaltklappe (24) zwischen Frisch­ luftbetrieb und Umluftbetrieb, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umschaltklappe (24) und die Zu­ trittsöffnung (46) der Umluft (30) komplementär so ausgebildet sind, daß die Umschaltklappe (24) au­ ßer bei dem reinen Umluftbetrieb die Zutrittsöff­ nung (46) der Umluft (30) gegen Wasserzutritt bzw. -eintritt abdeckt.

12. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittsöff­ nung (46) der Umluft (30) als nach oben ragender Stutzen (48) ausgebildet ist, seitlich von dem eine Ableiteinrichtung (44) für Wasser angeordnet ist, und daß die Umschaltklappe (24) an ihrem Außen­ rand (50) mit einer Wasserableitführung (52) ausge­ bildet ist.

13. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß als Boden des Wärmetauschers (26) ein Führungs­ blech (54) für Wasser vorgesehen ist, das den bo­ denseitigen Zutritt von Luft in den Wärmetauscher (26) weitgehend sperrt, und daß ein als Siphon (56) ausgebildeter Wasserablauf vorgesehen ist.

14. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs­ blech (54) im Bereich der Luftaustrittsseite des Wärmetauschers (20) mit mindestens einer ersten Wasserdurchtrittsöffnung (58) versehen ist, und daß das Führungsblech (54) eine bis zum Zutritt (46) der Umluft (30) ragende Verlängerung (60) auf­ weist, die mit mindestens einer zweiten Wasser­ durchtrittsöffnung (62) versehen ist, wobei der Durchtrittsquerschnitt der ersten Wasserdurch­ trittsöffnung(en) (58) groß gegenüber dem der zweiten Wasserdurchtrittsöffnung(en) (62) ist.

15. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) zwei Verrohrungen (64) aufweist, von denen die eine mit Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs und die andere mit dem Kühl­ mittel des Motorkreislaufs des Nutzfahrzeugs be­ aufschlagbar ist.

16. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) nur eine Verrohrung (64) aufweist, die mit Kühlwasser, vorzugsweise des Motorkreislaufs, beaufschlagbar ist.

17. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch Ausbil­ dung als Einbaueinheit, die vom Nutzraum (66) des Nutzfahrzeugs her in eine Einbauöffnung im Dach­ kanal (4) einschiebbar ist.

18. Klimatisierungseinrichtung (8) zum Einbau in einen Dachkanal (4) eines Nutzfahrzeugs, insbeson­ dere Omnibusses (2), mit einem Wärmetauscher (26), dem eintrittsseitig Frischluft (28) und/oder Umluft (30) zuführbar ist, und mit einer dem Wär­ metauscher (26) austrittsseitig nachgeschalteten und mehrere Radialventilatoren (18) aufweisenden Ventilatoreinrichtung (16), die austrittsseitig an den Dachkanal (4) anschließbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) nur eine Verrohrung (64) aufweist, die mit Kühlwasser, vorzugsweise des Motorkreislaufs, beaufschlagbar ist und daß die Verrohrung (64) in zwei mit Kühl­ wasser separat beaufschlagbare Teilkreisläufe (68) unterteilt ist, wobei der erste Teilkreislauf (70) sich über den oberen Bereich der Verrohrung (64) und der zweite Teilkreislauf (72) sich über den unteren Bereich der Verrohrung (64) erstreckt und wobei die Durchflußmenge an Kühlwasser im oberen Teilkreislauf (70) unabhängig von der Wassermen­ ge des unteren Kreislaufes (72) reduziert werden kann.

19. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine am Lufteintritt das Wärmetauschers angeordnete Umschaltklappe, die im Mischbetrieb von Frischluft (28) und Umluft (30) die Umluft überwiegend dem zweiten, unteren Teil­ kreislauf (72) des Wärmetauschers (26) zuführt.