DE19711030A1 - Vorrichtung zur unabhängigen Regelung der Heizung auf beiden Seiten des Innenraums eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klima­ tisierungsvorrichtung für den Innenraum eines Fahr­ zeugs, umfassend zwei Wärmetauscher, die von entspre­ chenden Luftströmen durchströmt werden können, die zu verschiedenen Bereichen des Innenraums geleitet wer­ den, und in denen sich die besagten Luftströme in thermischem Kontakt mit einem heißen Wärmeträger­ medium befinden, das in zwei parallelen Strängen ei­ nes Kreislaufs umläuft, an denen die besagten Wärme­ tauscher und Mittel zur Durchflußregelung des heißen Wärmeträgermediums in jedem der besagten Stränge in Abhängigkeit von der gewünschten Temperatur für den entsprechenden Luftstrom angebracht sind.

Derartige Vorrichtungen werden vor allem benutzt, um die Temperatur der Luftströme, die zur linken und rechten Hälfte des Innenraums eines Fahrzeugs gelei­ tet werden sollen, nach Maßgabe der jeweiligen Wün­ sche des Fahrers und des neben ihm sitzenden Beifah­ rers getrennt einzustellen.

Wenn sich bei diesen bekannten Vorrichtungen der Durchfluß des in einem der Wärmetauscher umlaufenden Wärmeträgermediums vergrößert, verringert sich der verfügbare Durchfluß für den Umlauf in dem anderen Wärmetauscher, und umgekehrt, so daß jede Änderung an der Einstellung für eine der Innenraumhälften als Ne­ benwirkung zur Folge hat, daß auch die Temperatur der in die andere Hälfte eingeleiteten Luft verändert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine wirklich unabhängige Temperaturregelung auf beiden Seiten des Fahrzeugin­ nenraums zu ermöglichen.

Dazu bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei vorge­ sehen ist, daß jeder der beiden besagten Stränge in einen ersten Kanal, der den Wärmetauscher enthält, und einen zum ersten parallelen zweiten Kanal unter­ teilt ist, der ein Druckverlustorgan enthält, um der Strömung des Wärmeträgermediums in etwa den gleichen Widerstand wie der erste Kanal entgegenzusetzen, wo­ bei die Regelungsmittel in der Lage sind, unabhängig für jeden der beiden Stränge den Strom des heißen Wärmeträgermediums zwischen dem ersten und zweiten Kanal zu verteilen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verteilt sich der Durchfluß des Wärmeträgermediums in jedem Strang zwischen dem ersten und zweiten Kanal, ohne daß die Änderung dieser Verteilung eine Veränderung des Ge­ samtdurchflusses im Strang zur Folge hätte, so daß eine solche Änderung keinen Einfluß auf die Strömung im anderen Strang hat.

Nachstehend werden zusätzliche oder alternative wahl­ weise Merkmale der Erfindung angeführt:

• - Die Regelungsmittel umfassen zu jedem der beiden Stränge ein Sperrventil, das den gesamten Durchfluß des Wärmeträgermediums abwechselnd nach einem ein­ stellbaren Zyklusverhältnis in den ersten oder zwei­ ten Kanal strömen lassen kann.
• - Die ersten Kanäle der beiden Stränge führen zu ei­ ner ersten Anschlußstelle und die zweiten Kanäle zu einer zweiten Anschlußstelle, wobei die erste und zweite Anschlußstelle beide mit einer dritten An­ schlußstelle verbunden sind, die das hintere Ende der beiden Stränge bildet.
• - Ein Durchflußbegrenzer ist im Wärmeträgermedium­ kreislauf in Reihe mit der Gesamtheit der beiden Stränge angeordnet, wobei eine Umführungsleitung vor­ gesehen ist, um den überschüssigen Durchfluß des Wär­ meträgermediums aufzunehmen, der im gesamten Kreis­ lauf umläuft.
• - Die zwei Sperrventile, die zwei Druckverlustorgane und gegebenenfalls der Durchlfußbegrenzer sind in ei­ nen Ventilkörper mit zwei Einlässen und drei Ausläs­ sen integriert, von denen ein erster Einlaß vor der Abzweigungsstelle der beiden Stränge, der zweite Ein­ laß hinter der ersten Anschlußstelle und vor der dritten Anschlußstelle, zwei Auslässe an jeweils ei­ nem der zwei ersten Kanäle hinter den Sperrventilen und vor den Wärmetauschern und der dritte Auslaß hin­ ter der dritten Anschlußstelle angeordnet sind.
• - Der Durchflußbegrenzer ist im Ventilkörper vor der besagten Abzweigungsstelle angeordnet.
• - Die Umführungsleitung ist im Ventilkörper angeord­ net, dessen ersten Einlaß und dritten Auslaß sie ver­ bindet.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung eingehender dargelegt, wo­ bei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, auf der die einzige Figur ein als Teilansicht ausge­ führtes Funktionsschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Die Vorrichtung umfaßt bekanntermaßen zwei Radiatoren 1 und 2, um die Luftströme zu erwärmen, die in die linke Hälfte bzw. in die rechte Hälfte des Innenraums eines Kraftfahrzeugs einzuleiten sind. Diese beiden Radiatoren können aus einem einzigen Wärmetauscher bestehen, durch den nebeneinanderliegende getrennte Luftströme hindurchfließen. Wie ebenfalls bekannt ist, wird den Radiatoren 1 und 2 durch Leitungen 3 bzw. 4 von einer gemeinsamen Leitung 5 aus ein Wärme­ trägermedium, das beispielsweise vom Verbrennungsmotor für den Antrieb des Fahrzeugs kommt, über eine Ab­ zweigungsstelle 6 zugeleitet. Die aus den beiden Ra­ diatoren aus strömenden Wärmeträgermediumströme verei­ nigen sich an einer Anschlußstelle 7 und strömen in eine gemeinsame Leitung 8, um zum Motor des Fahrzeugs zurückzuströmen.

Erfindungsgemäß geht eine Leitung 9 von einer Abzwei­ gungsstelle 10 ab, die zwischen der Abzweigungsstelle 6 und dem Einlaß des Radiators 1 angeordnet ist, wäh­ rend eine Leitung 11 von einer Abzweigungsstelle 12 abgeht, die zwischen der Abzweigungsstelle 6 und dem Einlaß des Radiators 2 angeordnet ist. Die Leitungen 9 und 11 vereinigen sich an einer Anschlußstelle 13, wobei die Leitungen 14 und 15 das Wärmeträgermedium von den Anschlußstellen 7 bzw. 13 zu einer anderen Anschlußstelle 16 zurückleiten, von der aus es in die Leitung 8 gelangt. Für das Wärmeträgermedium sind da­ her die folgenden vier Kanäle vorgesehen, um es von der Abzweigungsstelle 6 zur Anschlußstelle 16 zu be­ fördern:
Abzweigungsstelle 10, Leitung 3, Radiator 1, An­ schlußstelle 7, Leitung 14;
Abzweigungsstelle 10, Leitung 9, Anschlußstelle 13, Leitung 15;
Abzweigungsstelle 12, Leitung 4, Radiator 2, An­ schlußstelle 7, Leitung 14; und
Abzweigungsstelle 12, Leitung 11, Anschlußstelle 13, Leitung 15.

Ein Sperrventil 17 in Form eines elektromagnetisch gesteuerten Doppelklappenventils, das zwischen den Leitungen 3 und 9 eingebaut ist, kann das Wärmeträ­ germedium abwechselnd durch den ersten und zweiten dieser Kanäle strömen lassen, während ein ähnliches Sperrventil 18, das zwischen den Leitungen 4 und 11 eingebaut ist, das Wärmeträgermedium abwechselnd durch den dritten und vierten Kanal strömen lassen kann. Der mittlere Durchfluß in jedem der beiden Ra­ diatoren 1 und 2 ergibt sich daher aus dem Zyklusver­ hältnis der Öffnungszeiten der jeweils zuführenden Leitung, das durch eine entsprechende Steuerung des Sperrventils herbeigeführt wird.

An den Leitungen 9 und 11 sind Druckverlustorgane 19 bzw. 20 eingesetzt, um der Strömung des Wärmeträger­ mediums in jedem der vier Kanäle jeweils den gleichen Strömungswiderstand entgegenzusetzen. Unter diesen Bedingungen verteilt sich der Durchfluß des Wärmeträ­ germediums ständig hälftig zwischen der Gesamtheit der beiden ersten Kanäle und der Gesamtheit der bei­ den letzten Kanäle. Daraus folgt, daß die Änderung des mittleren Durchflusses in einem der Radiatoren keinen Einfluß auf den mittleren Durchfluß im anderen Radiator hat.

Um diese kumulierten Durchflüsse noch gleichmäßiger zu gestalten, ist ein Durchflußbegrenzer 21 vor der Abzweigungsstelle 6 eingebaut, um den Gesamtdurchfluß in den vier Kanälen beispielsweise auf 1000 l/h zu begrenzen. Die vom Motor kommende überschüssige Durchflußmenge wird in eine Abzweigungsleitung 22 um­ geleitet, die die Leitung 5 vor dem Durchflußbe­ grenzer 21 und die Leitung 8 verbindet.

In der dargestellten Ausführungsart sind die Sperr­ ventile 17 und 18, die Druckverlustorgane 19 und 20 sowie der Durchflußbegrenzer 21 in einen Ventilkörper 23 integriert, in dessen Innern die Abzweigungs- und Anschlußstellen 6, 10, 12, 13 und 16 sowie die Lei­ tungen 9, 11 und 15 ausgebildet sind. Dieser Ventil­ körper weist zwei Einlässe und drei Auslässe auf, und zwar den Einlaß E1, der an der Leitung 5 vor dem Durchflußbegrenzer 21 angeordnet ist, einen Einlaß E2 an der Leitung 14, zwei Auslässe S1 und S2 an den Leitungen 3 bzw. 4 sowie einen Auslaß S3 an der Lei­ tung 8. Die Leitung 22 liegt außerhalb dieses Ventil­ körpers, könnte jedoch als Variante auch darin inte­ griert werden.

Es wurden zwar drei verschiedene Abzweigungsstellen 6, 10 und 20 beschrieben, von denen jedoch zwei oder auch alle drei zusammenfallen können. Das gleiche gilt für die Anschlußstellen 7, 13 und 16.

Claims (7)

1. Heizungs- oder Klimatisierungsvorrichtung für den Innenraum eines Fahrzeugs, umfassend zwei Wärme­ tauscher (1, 2), die von entsprechenden Luftströmen durchströmt werden können, die zu verschiedenen Be­ reichen des Fahrzeuginnenraums geleitet werden, und in denen sich die besagten Luftströme in thermischem Kontakt mit einem heißen Wärmeträgermedium befinden, das in zwei parallelen Strängen (3, 9, 4, 11) eines Kreislaufs umläuft, an denen die besagten Wärmetau­ scher und Mittel (17, 18) zur Durchflußregelung des heißen Wärmeträgermediums in jedem der besagten Stränge in Abhängigkeit von der gewünschten Tempera­ tur für den entsprechenden Luftstrom angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der beiden besagten Stränge in einen ersten Kanal (3, 4), der den Wärmetauscher enthält, und einen zum ersten parallelen zweiten Kanal (9, 11) unterteilt ist, der ein Druckverlustorgan (19, 20) enthält, um der Strömung des Wärmeträgermediums in etwa den glei­ chen Widerstand wie der erste Kanal entgegenzusetzen, wobei die Regelungsmittel in der Lage sind, unabhän­ gig für jeden der beiden Stränge den Strom des heißen Wärmeträgermediums zwischen dem ersten und zweiten Kanal zu verteilen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regelungsmittel für jeden der beiden Stränge ein Sperrventil (17, 18) um­ fassen, das den gesamten Durchfluß des Wärmeträger­ mediums abwechselnd nach einem einstellbaren Zyklus­ verhältnis in den ersten oder zweiten Kanal strömen lassen kann.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die er­ sten Kanäle (3, 4) der beiden Stränge zu einer ersten Anschlußstelle (7) und die zweiten Kanäle (9, 11) zu einer zweiten Anschlußstelle (13) führen, wobei die erste und zweite Anschlußstelle beide mit einer drit­ ten Anschlußstelle (16) verbunden sind, die das hin­ tere Ende der beiden Stränge bildet.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußbegrenzer (21) im Wärmeträgermedium­ kreislauf in Reihe mit der Gesamtheit der beiden Stränge angeordnet ist, wobei eine Umführungsleitung (22) vorgesehen ist, um den überschüssigen Durchfluß des Wärmeträgermediums aufzunehmen, der im gesamten Kreislauf umläuft.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Sperrventile (17, 18), die zwei Druckver­ lustorgane (19, 20) und gegebenenfalls der Durchlfuß­ begrenzer (21) in einen Ventilkörper (23) mit zwei Einlässen und drei Auslässen integriert sind, von de­ nen ein erster Einlaß (E1) vor der Abzweigungsstelle (6) der beiden Stränge, der zweite Einlaß (E2) hinter der ersten Anschlußstelle (7) und vor der dritten An­ schlußstelle (16), zwei Auslässe (S1, S2) an jeweils einem der zwei ersten Kanäle (3, 4) hinter den Sperr­ ventilen und vor den Wärmetauschern und der dritte Auslaß (S3) hinter der dritten Anschlußstelle ange­ ordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 in Verbindung mit An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußbegrenzer (21) im Ventilkörper (23) vor der besagten Abzweigungsstelle (6) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6 in Verbindung mit Anspruch 4 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umführungsleitung im Ventilkörper angeordnet ist, dessen ersten Einlaß und dritten Auslaß sie verbindet.