DE19750381C5 - Automotive air conditioning - Google Patents
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Abstract
Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Heizerkern (13) zum Heizen von Luft durch Ausführen eines Wärmeaustausches zwischen der Luft und einem Motorkühlmittel, wobei das Motorkühlmittel zum Kühlen des Kraftfahrzeugmotors (34) stets im Heizerkern (13) zirkuliert, wenn der Kraftfahrzeugmotor (34) läuft; einem Umgehungsdurchlass (15) zur Führung einer Luftströmung an dem Heizerkern (13) vorbei, wobei der Umgehungsdurchlass (15) oberhalb des Heizerkerns (13) angeordnet ist; einer Kühlluftmischklappe (16) zum Steuern des Öffnungsgrades des Umgehungsdurchlasses (15) und eine Heizluftmischklappe (19) zum Steuern des Öffnungsgrades eines Heißluftdurchlasses (18) zum Steuern eines Luftströmungsmischverhältnisses von erhitzter Luft, die durch den Heizerkern (13) geströmt ist, zu Luft, die durch den Umgehungsdurchlass (15) geströmt ist, wobei die Kühlluftmischklappe (16) eine Plattenform und eine Drehwelle (16a) besitzt, die in einer oberen Position auf der stromabwärtigen Seite des Umgehungsdurchlasses (15) horizontal verläuft, und oberhalb des Heizerkerns (13) im Umgehungsdurchlass (15) angeordnet ist und wobei die Heizluftmischklappe (19) eine Plattenform und eine Drehwelle (19a) besitzt, die am oberen Abschnitt einer Trennwand (17) horizontal verläuft, welche auf der stromabwärtigen Seite des Heizerkerns (13) in einem Klimatisierungsgehäuse (11) unter Bildung des Heißluftdurchlasses (18) unmittelbar hinter dem Heizerkern (13) aufwärts gerichtet verläuft, wobei die Kühlluftmischklappe (16) und die Heizluftmischklappe (19) gemeinsam bewegt werden, wobei das Klimatisierungsgehäuse (11) den Heizerkern (13) und die Kühlluftmischklappe (16) aufnimmt; einer schirmförmigen Führung (33), die an einem oberen Abschnitt des Heizerkerns (13) vorgesehen ist und abwärts sowie diagonal in Richtung auf die luftstromaufwärtige Seite des Heizerkerns vorsteht, wobei der Heizerkern (13) im Klimatisierungsgehäuse (11) derart angeordnet ist, dass sein Wärmetauschabschnitt entlang der vertikalen Richtung des Kraftfahrzeugs verläuft.An automotive air conditioner comprising a heater core (13) for heating air by performing heat exchange between the air and engine coolant, wherein the engine coolant for cooling the vehicle engine (34) is always circulated in the heater core (13) when the vehicle engine (34) is running ; a bypass passage (15) for guiding an air flow past the heater core (13), the bypass passage (15) being located above the heater core (13); a cooling air mixing door (16) for controlling the opening degree of the bypass passage (15) and a heating air mixing door (19) for controlling the opening degree of a hot air passage (18) for controlling an air flow mixing ratio of heated air having passed through the heater core (13) to air; which has passed through the bypass passage (15), the cooling air mixing door (16) having a plate shape and a rotation shaft (16a) horizontally extending in an upper position on the downstream side of the bypass passage (15), and above the heater core (13) is arranged in the bypass passage (15) and wherein the Heizluftmischklappe (19) has a plate shape and a rotating shaft (19 a) which extends horizontally at the upper portion of a partition wall (17) which on the downstream side of the heater core (13) in an air conditioning housing ( 11) to form the hot air passage (18) immediately behind the heater core (13) upwardly court et, wherein the cooling air mix door (16) and the Heizluftmischklappe (19) are moved together, wherein the air conditioning housing (11) the heater core (13) and the cooling air mixing flap (16) receives; a umbrella-shaped guide (33) provided at an upper portion of the heater core (13) and protruding downward and diagonally toward the air upstream side of the heater core, the heater core (13) being disposed in the air conditioning case (11) Heat exchange section along the vertical direction of the motor vehicle runs.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wasserventilfreie Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, in welcher heißes Wasser (Motorkühlmittel) stets durch Betrieb einer motorseitigen Wasserpumpe in einen Heizerkern (Heizwärmetauscher) strömt bzw. zirkuliert.The present invention relates to a water-valve-free air conditioner for a motor vehicle in which hot water (engine coolant) always flows or circulates through operation of an engine-side water pump in a heater core (heating heat exchanger).
Bislang wird für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage ein Wasserventil verwendet, welches einen Heißwasserstrom bzw. -durchsatz in einer Heißwasserleitung steuert, die zu einem Heizerkern führt. Diese Art von Klimaanlage ist jedoch kürzlich durch eine wasserventilfreie Klimaanlage zugunsten einer Kostenreduzierung ersetzt worden. Da bei dieser wasserventilfreien Klimaanlage das heiße Wasser in den Heizerkern selbst dann zirkuliert bzw. strömt, wenn ein Maximal-Kühlbetrieb ausgeführt wird, muss verhindert werden, dass die Temperatur der Kühlluft aufgrund von vom Heizerkern ausgestrahlter Wärme ansteigt.Heretofore, for a motor vehicle air conditioner, a water valve is used which controls a hot water flow in a hot water line leading to a heater core. However, this type of air conditioner has recently been replaced with a water-valve-free air conditioner for a cost reduction. In this water-valve-free air conditioner, since the hot water in the heater core is circulated even when a maximum cooling operation is performed, it is necessary to prevent the temperature of the cooling air from rising due to heat radiated from the heater core.
Um das vorstehend genannte Problem zu überwinden, ist eine Klimaanlage vorgeschlagen worden, in welcher ein Heizerkern in vertikaler Richtung angeordnet ist (ein Wärmetauschabschnitt eines Heizerkerns ist entlang einer vertikalen bzw. Auf/Abrichtung eines Fahrzeugs angeordnet und Luft strömt durch den Wärmetauschabschnitt in horizontaler Richtung), und eine Luftmischklappe ist sowohl auf der stromaufwärtigen Seite (Vorderseite) wie auf der stromabwärtigen Seite (Rückseite) des Heizerkerns angeordnet. Wenn bei dieser Klimaanlage der Maximalkühlbetrieb ausgeführt wird, werden sowohl die Vorderseite wie die Rückseite des Heizerkerns durch die jeweilige Luftmischklappe verschlossen.In order to overcome the above-mentioned problem, there has been proposed an air conditioner in which a heater core is arranged in the vertical direction (a heat exchange portion of a heater core is disposed along a vertical / up direction of a vehicle and air flows through the heat exchange portion in a horizontal direction) and an air mix door is disposed on both the upstream side (front side) and the downstream side (back side) of the heater core. When the maximum cooling operation is performed on this air conditioner, both the front and the back of the heater core are closed by the respective air mix door.
Bei der vorstehend erläuterten Auslegung, bei welcher die Vorderseite und Rückseite des Heizerkerns durch zwei Luftmischklappen verschlossen werden, muss die Luftmischklappe auf der Vorderseite des Heizerkerns einen ausreichend großen Querschnitt bzw. Fläche haben, um eine Vorderseite des Heizerkerns ebenso abschließen zu können wie einen Umgehungsdurchlass, durch welchen die Kühlluft strömt. Ein großer Raum, in welchem die große Luftmischklappe sich dreht, ist auf der Vorderseite des Heizerkerns erforderlich. Die Größe der Klimaanlage einschließlich des Heizerkerns wird deshalb groß.In the above-described design, in which the front and rear of the heater core are closed by two air mixing valves, the air mix door on the front of the heater core must have a sufficiently large cross-section or surface to close a front of the heater core as well as a bypass passage, through which the cooling air flows. A large room in which the large air mix door rotates is required on the front of the heater core. The size of the air conditioner including the heater core therefore becomes large.
In der Klimaanlage, in welcher ein Verdampfer und ein Heizerkern benachbart zu einem einzigen Klimatisierungsgehäuse angeordnet sind, ist deshalb, weil der Raum innerhalb eines Instrumentenbretts begrenzt ist, das Bereitstellen einer großen Luftmischklappe an der Vorderseite des Heizerkerns unmöglich.In the air conditioner in which an evaporator and a heater core are disposed adjacent to a single air-conditioning case, therefore, because the space within an instrument panel is limited, providing a large air mix door at the front of the heater core is impossible.
Eine weitere Klimaanlage ist in
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer wasserventilfreien Kraftfahrzeug-Klimaanlage den Raum zum Anordnen einer Luftmischklappe zu verringern und wirksam eine Wärmeabstrahlung von dem Heizerkern zu der Kühlluft zu hemmen.The object of the present invention is to reduce the space for arranging an air mix door in a water vane-free automotive air conditioner and to effectively inhibit heat radiation from the heater core to the cooling air.
Diese Aufgabe wird durch die Klimaanlagen mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved by the air conditioners with the features mentioned in claim 1.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Heizerkern am Klimatisierungsgehäuse derart angeordnet, dass ein Wärmetauschabschnitt entlang einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Heizerkern ist in Bezug auf eine vertikale Richtung mit dem oberen Abschnitt zur stromaufwärtigen Seite hin um einen vorbestimmten Winkel θ1 gekippt. Eine Luftmischklappe ist anstatt an der Luftansaugfläche des Heizerkerns an einer stromabwärtigen Seite angeordnet. Dadurch ist eine groß bemessene Luftmischklappe nicht erforderlich, und die Größe der Luftmischklappe kann miniaturisiert werden. Infolge davon kann die Klimatisierungseinheit miniaturisiert sein. Da am Heizerkern erhitzte Luft daran gehindert wird, durch den gekippt angeordneten Heizerkern aufzusteigen, ist die vom Heizerkern zu der Kühlluft hin ausgestrahlte Wärme auf ein geringes Maß begrenzt.According to a first aspect of the present invention, the heater core is disposed on the air conditioning case such that a heat exchange portion is arranged along a vertical direction of the vehicle. The heater core is tilted with respect to a vertical direction with the upper portion toward the upstream side by a predetermined angle θ1. An air mix door is disposed on a downstream side instead of the air intake surface of the heater core. As a result, a large-sized air mix door is not required, and the size of the air mix door can be miniaturized. As a result, the air conditioning unit can be miniaturized. Since heated air at the heater core is prevented from rising through the tilted heater core, the heat radiated from the heater core toward the cooling air is limited to a small degree.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Heizerkern in einem Klimatisierungsgehäuse derart angeordnet, dass ein Wärmetauschabschnitt entlang einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs angeordnet ist. Eine Luftmischklappe ist anstatt an einer Luftansaugfläche des Heizerkerns an einer luftstromabwärtigen Seite angeordnet. Eine schirm- bzw. blendenförmige Führung ist vorgesehen und steht abwärts sowie diagonal ausgehend von einem oberen Abschnitt des Heizerkerns in Richtung auf eine luftstromaufwärtige Seite vor. Eine Luftmischklappe großer Abmessung muss deshalb nicht an der Vorderseite des Heizerkerns angeordnet werden, und die Luftmischklappe kann miniaturisiert werden. Infolge davon kann eine Klimatisierungseinheit ebenfalls miniaturisiert sein. Da am Heizerkern erhitzte Luft durch die schirmförmige Führung daran gehindert wird, aufzusteigen, ist die vom Heizerkern zu der Kühlluft hin ausgestrahlte Wärme auf ein geringes Maß begrenzt.According to a second aspect of the present invention, a heater core is disposed in an air conditioning case such that a heat exchange portion is arranged along a vertical direction of the vehicle. An air mix door is disposed on an air downstream side instead of an air intake area of the heater core. A screen-shaped guide is provided and protrudes downward and diagonally from an upper portion of the heater core toward an air upstream side. A Therefore, the large-sized air mix door does not need to be placed on the front of the heater core, and the air mix door can be miniaturized. As a result, an air conditioning unit may also be miniaturized. Since heated air at the heater core is prevented from rising by the umbrella-shaped guide, the heat radiated from the heater core to the cooling air is limited to a small degree.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Trennwand vorgesehen, die sich entlang einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs im Klimatisierungsgehäuse erstreckt. Ein Netzabschnitt bzw. ein Maschenwerkabschnitt ist vorgesehen bzw. gebildet und erstreckt sich ausgehend vom oberen Ende der Trennwand in Richtung auf die luftstromaufwärtige Seite einer Gesichts(blas)öffnung des Klimatisierungsgehäuses. Die Trennwand ist dazu ausgelegt bzw. so angeordnet, dass sie ausgehend vom Heizerkern einen Spalt hat, der als Heizluftdurchlass genutzt wird. Dadurch ist eine Kolumnarlänge bzw. Säulenlänge in dem Heizluftdurchlass so ausgelegt bzw. eingestellt, dass er außerhalb eines Säulen- bzw. Kolumnarresonanzfrequenzbereichs liegt. Das Auftreten eines Kolumnar- bzw. Säulenresonanzgeräusches ist damit begrenzt.According to a third aspect of the present invention, there is provided a partition extending along a vertical direction of the vehicle in the air conditioning case. A mesh section is provided and extends from the upper end of the partition wall toward the upstream air side of a face (blas) opening of the air conditioning case. The partition is designed or arranged so that it has a gap starting from the heater core, which is used as Heizluftdurchlass. Thereby, a column length in the hot air passage is designed to be outside of a columnar resonant frequency range. The occurrence of columnar or columnar resonance noise is thus limited.
Auf Grundlage eines Experiments, das durch die Erfinder durchgeführt wurde, wird nunmehr beispielhaft die mit der vorliegenden Erfindung erzielbare Wirkung im Einzelnen erläutert.Based on an experiment conducted by the inventors, the effect achievable with the present invention will now be explained in detail by way of example.
Die Bedingungen beim Experiment waren so gewählt, dass die Menge der Luft, die in das Klimatisierungsgehäuse
- Beispiel I: Wie im Zusammenhang mit der (später noch zu beschreibenden) dritten Ausführungsform erläutert, ohne Führung (
33 ) und bei einem Kippwinkel (θ1) für den Heizerkern (13 ) von 5°, ... die Lufttemperatur nimmt aufgrund der Zirkulation des heißen Wassers um 2,5°C zu. - Beispiel II: Wie im Zusammenhang mit der (später noch zu beschreibenden) dritten Ausführungsform erläutert, ohne die Führung (
33 ) und mit einem Kippwinkel (θ1) für den Heizerkern (13 ) von 15°, ... die Lufttemperatur ist um 1,5°C erhöht.
- Example I: As explained in connection with the third embodiment (to be described later), without guidance (
33 ) and at a tilt angle (θ1) for the heater core (13 ) of 5 °, ... the air temperature increases by 2.5 ° C due to the circulation of hot water. - Example II: As explained in connection with the third embodiment (to be described later) without the guidance (
33 ) and with a tilt angle (θ1) for the heater core (13 ) of 15 °, ... the air temperature is increased by 1.5 ° C.
Wenn demnach die Führung nicht vorgesehen ist, wird durch Einstellen des Kippwinkels (θ1) auf 5° oder 15° die Zunahme der Lufttemperatur auf 2,5°C oder weniger begrenzt.
- Beispiel III: Wie im Zusammenhang mit der (später noch zu beschreibenden) ersten Ausführungsform erläutert, bei vorgesehener Führung (
33 ) und mit einem Kippwinkel (θ1) für den Heizerkern (13 ) von 1°, ... die Lufttemperatur ist um 1,1°C erhöht. - Beispiel IV: Wie im Zusammenhang mit der (später noch zu beschreibenden) zweiten Ausführungsform erläutert, bei vorgesehener Führung (
33 ) unter einem Kippwinkel (θ1) für den Heizerkern (13 ) von 0°, ... die Lufttemperatur ist um 1,5°C erhöht.
- Example III: As explained in connection with the first embodiment (to be described later), with guidance provided (
33 ) and with a tilt angle (θ1) for the heater core (13 ) of 1 °, ... the air temperature is increased by 1.1 ° C. - Example IV: As explained in connection with the second embodiment (to be described later), with guidance provided (
33 ) at a tilt angle (θ1) for the heater core (13 ) of 0 °, ... the air temperature is increased by 1.5 ° C.
Das heißt, im Beispiel IV wird lediglich durch Bereitstellen der schirmförmigen Führung (
Durch Bereitstellen der Führung (
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing; show it:
Die Klimaanlage gemäß der in den Figuren gezeigten aktuellen Ausführungsform ist in eine Klimatisierungseinheit
Die Gebläseeinheit besteht aus einem Innen/Außenluftumschaltkasten, der Innenluft oder Außenluft als in die Fahrgastzelle einzuleitende Luft wählt, und ein Gebläse, welches Luft aus dem Innen/Außenluftumschaltkasten ansaugt und in Richtung auf die Fahrgastzelle austrägt. Dieses Gebläse besteht aus einem Mehrschaufelzentrifugallüfter (Scirocco-Lüfter) und einem Elektromotor, der seine Drehbewegung auf den Mehrschaufelzentrifugallüfter überträgt.The blower unit is composed of an indoor / outdoor air switching box that selects indoor air or outdoor air as air to be introduced into the passenger compartment, and a blower that draws air from the indoor / outdoor air switching box and toward the passenger compartment discharges. This fan consists of a multi-blade centrifugal fan (Scirocco fan) and an electric motor that transmits its rotary motion to the multi-blade centrifugal fan.
Die Klimatisierungseinheit
Die Klimatisierungseinheit
In dem Klimatisierungsgehäuse
Der Verdampfer
Der Heizerkern
Der Heizerkern
Bei dem Heizerkern
In dem Klimatisierungsgehäuse
In dem Klimatisierungsgehäuse
Die Kühlluftmischklappe
Die Temperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgetragen wird, wird durch Steuern des Luftstrommischverhältnisses der Heizluft gesteuert, die durch den Heizerkern
An einer Stelle auf der stromabwärtigen Seite des Umgehungsdurchlasses
An der Oberseite des Klimatisierungsgehäuses
Am oberen Abschnitt des Klimatisierungsgehäuses
Die Gesichtsluftöffnung
In dem Luftdurchlaß zwischen der Gesichtsöffnung
Der Netzabschnitt
In dem Klimatisierungsgehäuse
Ein Fußluftkanal
Die Entfrosterklappe
Jede Klappe
Der obere Abschnitt des Heizerkerns
In der schirmförmigen Führung
Die Arbeitsweise des vorstehend erläuterten Systems wird nunmehr erläutert. Die Klimaanlage weist eine Zentralprozessoreinheit (CPU) (nicht gezeigt) auf, in welche mehrere Manipuliersignale von einer Manipuliereinrichtung eingegeben werden, die im Instrumentenbrett vorgesehen ist, und Signale von einer Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Klimatisierungszustands. Jede Klappe
Die Arbeitsweise der Gesichtsblasbetriebsart wird als erstes erläutert. Die Klappen
In dieser Gesichtsbetriebsart strömt die klimatisierte Luft aus der Gebläseeinheit in die Klimatisierungseinheit
Bei diesem Betrieb zirkuliert das heiße Wasser stets in den Heizerkern
Gemäß der aktuellen Ausführungsform ist der Heizerkern
Wenn die heiße Luft, die durch den Heizerkern
Wenn die Luftmischklappen
Gemäß der aktuellen Ausführungsform ist ein Netzabschnitt
Die schirmförmige Führung
In der Zwei-Niveau-Betriebsart wird die Entfrosterluftöffnung
Nachdem durch den Heizerkern
Die Temperatur der in Richtung auf den Gesichtsbereich eines Fahrgasts durch die Gesichtsluftöffnung
In der Fußblasbetriebsart wird lediglich die Gesichtsluftöffnung
Durch Drehen der Entfrosterklappe
In der Entfrosterblasbetriebsart wird lediglich die Entfrosterluftöffnung
Sowohl in der Zwei-Niveau-Blasbetriebsart wie in der Fußblasbetriebsart und de Entfrosterblasbetriebsart kann damit die Temperatur der ausgetragenen Luft durch die Luftmischklappen
Bei der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform ist der Heizerkern
Während bei der ersten Ausführungsform der Heizerkern
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen werden zwei Luftmischklappen verwendet. Das heißt, die Kühlluftmischklappe
Außerdem werden bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen sämtliche Klappen
Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf eine Klimaanlage angewendet werden, in welcher der Verdampfer
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