ES2297355T3 - Instalacion de climatizacion modular para vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Instalación de climatización, en particular instalación de climatización para vehículo automóvil, estando formada de manera diferente una parte de la carcasa (10) para instalaciones de climatización de zonas diferentes, y siendo por lo menos igual la disposición de un soplador (2), de un evaporador (4) y de un calefactor (8) en las instalaciones de climatización de zonas diferentes, estando la carcasa (10) de la instalación de climatización (1) formada de manera variada para diferentes versiones y/o pudiendo ser modificada mediante piezas montables o intercambiables, y estando prevista para una estructuración de varias zonas de la instalación de climatización (1), en una zona de la carcasa (10), una derivación para la zona de fondo, la cual pasa por delante del calefactor (8), estando formada la derivación en una zona la cual no es utilizada en una instalación de climatización (1) de menos zonas, caracterizada porque en la instalación de climatización (1) de varias zonas está prevista, dispuesta en la parte de la carcasa (10) formada variada o en la pieza montable o intercambiable, está prevista una válvula de deshielo (16) para el funcionamiento de deshielo, la cual posibilita en el funcionamiento de deshielo una introducción de la corriente de aire trasera caliente en la corriente de aire delantera caliente.

Description

Instalación de climatización modular para vehículo automóvil.

La presente invención se refiere a una instalación de climatización para vehículo automóvil, estando formada de manera diferente una parte de la carcasa para instalaciones de climatización de zonas diferentes, y siendo por lo menos igual la disposición de un soplador, de un evaporador y de un calefactor en las instalaciones de climatización de zonas diferentes, estando la carcasa de la instalación de climatización formada variada para diferentes versiones y/o pudiendo ser modificada mediante piezas montables o intercambiables.

El documento DE 103 45 188 A1 da a conocer una instalación de climatización para vehículo automóvil en la cual para el control independiente de las temperaturas del aire, el cual es soplado en las zonas de los asientos delanteros y traseros de un habitáculo, está formada una válvula de mezcla de aire delantera a partir de una válvula de lámina con una abertura, a través de la cual pasa aire. La válvula de mezcla de aire delantera abre y cierra un paso de rodeo del aire de refrigeración delantero y un paso de aire delantero de un cambiador de calor de calefacción. Un árbol de arrollamiento para el arrollado y desenrollado de la válvula de lámina está dispuesto en una sección de separación, la cual pasa a situarse entre el paso de aire delantero y uno trasero del cambiador de calor de calefacción. Una válvula de mezcla de aire está formada además como válvula de placa, la cual se puede girar alrededor de un árbol de giro. Una estructuración de este tipo sirve para la reducción del tamaño constructivo de la instalación de climatización para vehículo automóvil de varias zonas.

Debido al número relativamente pequeño de unidades en el caso de instalaciones de climatización de varias zonas para vehículos automóviles sus costes son siempre relativamente altos mientras que, por el contrario, los costes para instalaciones de climatización de una zona son comparativamente muy bajos, como consecuencia del gran número de unidades.

Para aprovecharse de los costes de fabricación bajos de las instalaciones de climatización de 1 y 2 zonas se conoce, gracias al documento DE 100 37 384 A1, una instalación de climatización para vehículo automóvil en la cual se puede instalar en un módulo básico sencillo un módulo adicional en forma de una unidad de regulación de la temperatura trasera, para lo cual la carcasa de climatización del módulo básico presenta una abertura de salida de aire que se puede obturar con la válvula. La unidad de regulación de la temperatura trasera comprende un segundo cambiador de calor para la regulación de la temperatura del aire suministrado a la zona de fondo. Además de la separación entre delante y detrás puede tener lugar también una separación derecha-izquierda, de manera que en el lado del conductor y del acompañante se pueda regular la temperatura de forma independiente. En este caso, el segundo cambiador de calor es relativamente costoso y aumenta también de forma clara el peso total de la instalación de climatización.

El documento US 2004/0016536 A1 da a conocer otra instalación de climatización para un vehículo automóvil la cual presenta una pieza insertada modular para alimentar zonas diferentes de un habitáculo. La pieza insertada modular está formada para ello de manera diferente dependiendo del número de zonas deseado.

Las instalaciones de climatización de este tipo adolecen de inconvenientes, en particular también con vistas a los costes de fabricación.

La invención se plantea el problema de proporcionar una instalación de climatización para vehículo automóvil lo más económica posible.

Este problema se resuelve mediante una instalación de climatización de varias zonas con las características de la reivindicación 1. Las estructuraciones ventajosas son el objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Según la invención, está prevista una instalación de climatización, en especial una instalación de climatización para vehículo automóvil, estando formada una parte de la carcasa para instalaciones de climatización de zonas diferentes de forma diferente, y siendo por lo menos igual la disposición de un soplador, de un evaporador y de un calefactor en las instalaciones de climatización de zonas diferentes, estando la carcasa de la instalación de climatización formada variada para diferentes versiones y/o pudiendo ser modificada mediante piezas montables o intercambiables, y estando prevista para una estructuración de varias zonas de la instalación de climatización, en una zona de la carcasa, una derivación para la zona de fondo, la cual conduce por delante del calefactor, estando formada la derivación en una zona la cual no es utilizada - con vistas al funcionamiento de la instalación de climatización - en una instalación de climatización de menos zonas. Debido a que zonas esenciales de la instalación de climatización están formadas, en su versión de una o dos zonas, idénticas que en su versión de varias zonas, se pueden reducir los costes de fabricación, en especial para la versión de varias zonas, como consecuencia de un gran número de piezas iguales y una concepción fuertemente simplificada.

Preferentemente, está prevista al menos una válvula de mezcla, la cual está formada como válvula de mariposa. En este caso, se trata preferentemente de la válvula de mezcla para la zona de fondo, pudiendo estar formada la misma también subdividida, en el caso de una subdivisión de la zona de fondo en el lado del conductor y el del lado del acompañante, o pudiendo estar previstas dos válvulas de mezcla. Preferentemente se trata también en el caso de las válvulas de mezcla para la zona delantera de válvulas de mariposa. Las válvulas de mariposa necesitan fuerzas de ajuste relativamente pequeñas, de manera que los motores de accionamiento se pueden mantener pequeños. Además se pueden obturar - para una estructuración correspondiente - dos aberturas distanciadas entre sí, como por ejemplo la entrada y la salida, en el canal de aire el cual conduce el aire a través del calefactor.

Preferentemente, está prevista en la instalación de climatización de varias zonas, dispuesta en la parte de la carcasa formada variada o en la pieza montable o intercambiable, una válvula de mezcla para la regulación de la temperatura del aire para la zona de fondo. En especial una subdivisión de la carcasa hace posible un montaje más sencillo de la válvula de mezcla. En la parte formada variada de la carcasa o en la pieza montable o intercambiable está prevista una válvula de deshielo para el funcionamiento de deshielo, preferentemente también otras válvulas.

La derivación está dispuesta preferentemente, en el estado montado en un vehículo automóvil de la instalación de climatización, discurriendo espacialmente por debajo del calefactor. Esta zona no es utilizada en el caso de una versión básica sencilla, de una o dos zonas, de la instalación de climatización, de manera que este espacio constructivo está disponible para una instalación de climatización de varias zonas.

La invención se explica a continuación con detalle, a partir de ejemplos de formas de realización, haciendo referencia al dibujo, en el que:

la Fig. 1 muestra una sección esquemática a través de una instalación de climatización para vehículo automóvil de tres o cuatro zonas según el primer ejemplo de forma de realización,

la Fig. 2 muestra una sección esquemática a través de la versión básica de una o dos zonas de la instalación de climatización de la Fig. 1,

la Fig. 3 muestra una sección a través de la instalación de climatización de la Fig. 1 para funcionamiento de mezcla normal,

la Fig. 4 muestra una sección a través de la instalación de climatización de la Fig. 1 para funcionamiento de descongelación,

la Fig. 5 muestra una representación seccionada de la instalación de climatización de la Fig. 1 con válvulas adicionales de la versión de varias zonas representadas destacadas,

la Fig. 6 muestra una representación parcialmente transparente en perspectiva de la instalación de climatización de la Fig. 1 con válvulas adicionales de la versión de varias zonas representadas destacadas, y

la Fig. 7 muestra una representación de los ángulos de apertura de las válvulas de la instalación de climatización de la Fig. 1 para diferentes tipos de funcionamiento.

Una instalación de climatización para vehículo automóvil 1 presenta, tal como está representado en la Fig. 2, en su versión básica, es decir para una forma de realización de una o dos zonas, un soplador 2 simétrico según el presente ejemplo de realización, el cual aspira aire del entorno y/o del habitáculo del vehículo automóvil, un filtro 3, dispuesto después del soplador 2, y un evaporador 4, el cual refrigera el aire procedente del soplador 2. En la conexión con el evaporador 4 tiene lugar una subdivisión de la corriente de aire. Dependiendo de las necesidades se puede suministrar la totalidad o una parte de la corriente de aire directamente al habitáculo del vehículo automóvil, para lo cual está prevista una primera válvula de mezcla 5 en forma de una válvula de mariposa. La distribución a una única salida de aire, a través de la cual el aire llega al habitáculo del vehículo automóvil, tiene lugar a continuación en un espacio de mezcla 6 con la ayuda de un gran número de válvulas. La corriente de aire restante, regulada por una segunda válvula de mezcla 7, la cual está formada asimismo como válvula de mariposa, es conducida a través de un calefactor 8 y un calefactor eléctrico adicional 9, en el cual esta corriente de aire es calentada. A continuación esta corriente de aire accede asimismo al espacio de mezcla 6, donde tiene lugar una mezcla adecuada a las necesidades de las corrientes de aire. Las válvulas, las cuales regulan la corriente a través de los canales de aire hacia el habitáculo del vehículo automóvil, están estructuradas al mismo tiempo de tal manera que es posible también una estratificación de la temperatura.

Para la forma de realización de tres o cuatro zonas, la cual está representada en la Fig. 1, está formada igual, en la medida en que se ha descrito con anterioridad, por lo menos la zona central de la instalación de climatización para vehículo automóvil 1, es decir, entre otras cosas, que la unidad soplador 2, filtro 3, evaporador 4, calefactor 8 y calefactor adicional 9 está esencialmente invariable, es decir haciendo abstracción de paredes de separación previstas adicionalmente o recorridos de paredes modificados, y que se utilizan las mismas válvulas como, en especial, las válvulas de mezcla 5 y 7. Sin embargo, para aumentar el número de zonas, la carcasa 10 de la instalación de climatización está algo modificada, en el presente caso mediante piezas intercambiables y montajes adicionales, y están previstas adicionalmente válvulas para regular las corrientes de aire adicionales. En las Figuras 3 y 4 una línea de raya y punto indica en cada caso el límite entre la zona la cual está formada idéntica con respecto a la zona A correspondiente de la versión básica y la zona B, en la cual se llevaron a cabo modificaciones.

De este modo se utiliza, una zona 11 de la carcasa 10, la cual en el estado montado está dispuesta espacialmente por debajo del calefactor 8 y que en la versión básica no se utiliza, dispuesta, en conexión con un recorrido modificado de la pared de carcasa, en esta zona 11, la cual sirve de ahora en adelante como pared de separación 12 y que divide el calefactor 8 y el calefactor adicional 9 aproximadamente por la mitad con vistas al recorrido del flujo, y una pared exterior 13 prevista en la versión de varias zonas, como canal de aire adicional, a través del cual se puede suministrar aire con la temperatura regulada a la zona de fondo. Este canal de aire está formado de tal manera que, en caso necesario, el aire frío puede ser conducido por debajo del calentador 8, a través y rodeando el calentador adicional 9, designado también como derivación en lo que viene a continuación, y/o a través del calefactor 8 y el calefactor adicional 9, designado en lo que viene a continuación como canal de aire caliente. En la zona en la cual la derivación y el canal de aire caliente se vuelven a encontrar está previsto un espacio de mezcla trasero para la mezcla de las corrientes de aire frías y calientes. En la Fig. 3 está representado el recorrido del flujo para una posición de mezcla en caso de funcionamiento normal. La regulación tiene lugar con la ayuda de una válvula de mezcla 14, la cual está formada como válvula de mariposa. Un ala de la válvula de mariposa 14 cierra en el funcionamiento "frío" la entrada de aire en el calefactor 8 y cierra en el funcionamiento "caliente al máximo" la derivación por delante del calentador 8 y del calentador adicional 9, desviando el ala la corriente de aire hacia el calefactor 8. El otro ala de la válvula de mezcla 14 obtura en el estado de funcionamiento "frío" el extremo del canal de aire a través del calefactor 8 y el calefactor adicional 9, conduciendo la corriente de aire que circula por la derivación; en el estado de funcionamiento "caliente al máximo" el ala está en contacto con la pared del canal de aire, la cual separa la corriente de ida a través del calentador 8 y el calentador adicional 9 de la corriente de retorno del aire calentado (comp. Fig. 4).

Otra válvula 15, designada a continuación también como válvula de distribución, regula la salida hacia los diferentes canales de aire, los cuales conducen hacia la zona de fondo (comp. Fig. 6). Al mismo tiempo, están dispuestos en un árbol varios elementos de válvula, en el presente caso para la ventilación de la zona de fondo y del espacio de los pies en la zona de fondo, divididos en cada caso en derecha e izquierda, los cuales abren o cierran, de forma en sí conocida, diferentes canales de aire. El control de la válvula 15 está representado en la Fig. 7 en los dos diagramas superiores.

Además está prevista una válvula 16, designada a continuación también como válvula de deshielo, la cual posibilita una unión de las corrientes de aire delanteras y traseras calientes, de manera que para la descongelación cede la totalidad del calefactor 8 y del calefactor adicional 9 calor a las dos corrientes de aire separadas por la pared de separación, y la totalidad de la corriente de aire y la potencia de calefacción está disponible para la eliminación del hielo o para la retirada de un empañamiento del parabrisas. Dado que la totalidad de la corriente de aire, suministrada normalmente a la zona de fondo, es suministrada a la corriente de aire de la zona delantera, no tiene lugar en este estado de funcionamiento ninguna regulación de la temperatura de la zona de fondo. En el caso de la válvula 16 se trata de una válvula sencilla, cuyo eje de giro está dispuesto en la zona de la pared exterior de la carcasa 2, estando dispuesta, en el límite entre la parte de la carcasa 2, la cual existe en la versión básica y en la versión de varias zonas, y la parte de la carcasa 2, la cual existe únicamente en la versión de varias zonas, en la zona de la versión de varias zonas. El control de la válvula 16 tiene lugar, dependiendo del control de la válvula 15, en correspondencia con el diagrama inferior de la Fig. 7. Para el ajuste de las posiciones angulares correspondientes está previsto un motor de paso a paso angular (no representado), el cual está conectado mediante engranajes con los árboles de las válvulas 15 y 16. Como se puede apreciar en la Fig. 7, en el estado de funcionamiento 100% ventilación (\alpha_{0}) están abiertos únicamente los elementos de válvula de la válvula 15, los cuales abren o cierran los canales de aire para la ventilación trasera. En el estado de funcionamiento 50% ventilación y 50% espacio de los pies (\alpha_{1}) están abiertos todos los elementos de válvula de la válvula 15 aproximadamente un 50%. En el estado de funcionamiento 100% espacio de los pies (\alpha_{2}) están abiertos únicamente los elementos de válvula de la válvula 15, los cuales abren o cierran los canales de aire hacia el espacio de los pies trasero. Si se produce una conmutación a funcionamiento de deshielo entonces permanecen cerrados los elementos de válvula de la válvula 15, los cuales sirven para la regulación de la aireación trasera, los elementos de válvula, los cuales sirven para la regulación de la ventilación del espacio de los pies, son cerrados dependiendo del ajuste y la válvula 16 es abierta correspondientemente, hasta que en la posición final "descongelar" (\alpha_{3}) la válvula 15 está completamente cerrada y la válvula 16 completamente abierta, de manera que la totalidad del aire se pone a disposición de la zona frontal.

Según una variante no representada en el dibujo, está prevista para la instalación de climatización para vehículo automóvil de varias zonas una carcasa especialmente formada, en la cual están dispuestos los componentes tales como soplador, filtro, evaporador, calefactor, calefactor adicional, en correspondencia con la disposición en la versión básica. Al mismo tiempo se utilizan las mismas válvulas que en la versión básica. Además, están previstas válvulas adicionales para la regulación de las corrientes de aire hacia las zonas de climatización adicionales. La ventaja de una carcasa prevista exclusivamente para la versión básica y una prevista exclusivamente para la versión ampliada es que los canales de aire pueden ser concebidos para el caso de utilización especial y que no hay que montar a mano paredes de separación adicionales. Esencialmente, no son necesarios cálculos estáticos y cálculos para el recorrido del flujo hasta la separación de la corriente de aire y, en su caso, también hasta una variación de la sección transversal del flujo de las corrientes de aire separadas por la pared de separación. Es válido lo mismo para la disposición de los actuadores para las válvulas, los cuales están formadas iguales en ambas versiones. Además, se pueden utilizar para ambas versiones esencialmente los mismos componentes, los componentes que se diferencian, como por ejemplo la válvula de deshielo adicional en la versión de varias válvulas, son relativamente económicos, con lo cual resulta, también en el caso de carcasas diferentes, una ventaja de precio notable en comparación con las instalaciones de climatización para vehículo automóvil convencionales.

Lista de signos de referencia

1

instalación de climatización para vehículo automóvil

2

soplador

3

filtro

4

evaporador

5

primera válvula de mezcla

6

espacio de mezcla

7

segunda válvula de mezcla

8

calefactor

9

calefactor adicional

10

carcasa

11

zona

12

pared de separación

13

pared exterior

14

válvula de mezcla (zona de fondo)

15

válvula

16

válvula de deshielo.

Claims (8)

1. Instalación de climatización, en particular instalación de climatización para vehículo automóvil, estando formada de manera diferente una parte de la carcasa (10) para instalaciones de climatización de zonas diferentes, y siendo por lo menos igual la disposición de un soplador (2), de un evaporador (4) y de un calefactor (8) en las instalaciones de climatización de zonas diferentes, estando la carcasa (10) de la instalación de climatización (1) formada de manera variada para diferentes versiones y/o pudiendo ser modificada mediante piezas montables o intercambiables, y estando prevista para una estructuración de varias zonas de la instalación de climatización (1), en una zona de la carcasa (10), una derivación para la zona de fondo, la cual pasa por delante del calefactor (8), estando formada la derivación en una zona la cual no es utilizada en una instalación de climatización (1) de menos zonas, caracterizada porque en la instalación de climatización (1) de varias zonas está prevista, dispuesta en la parte de la carcasa (10) formada variada o en la pieza montable o intercambiable, está prevista una válvula de deshielo (16) para el funcionamiento de deshielo, la cual posibilita en el funcionamiento de deshielo una introducción de la corriente de aire trasera caliente en la corriente de aire delantera caliente.

2. Instalación de climatización según la reivindicación 1, caracterizada porque la instalación de climatización (1) presenta por lo menos una válvula de mezcla (14), la cual está formada como válvula de mariposa.

3. Instalación de climatización según la reivindicación 2, caracterizada porque la válvula de mezcla (14) formada como válvula de mariposa es la válvula de mezcla para la zona de fondo.

4. Instalación de climatización según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque las válvulas de mezcla (5, 7, 14) para la zona delantera y la trasera están formadas como válvulas de mariposa.

5. Instalación de climatización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la instalación de climatización (1) de varias zonas está prevista, dispuesta en la parte de la carcasa (10) formada de manera variada o en la pieza montable o intercambiable, una válvula de mezcla (14) para la regulación de la temperatura del aire para la zona de fondo.

6. Instalación de climatización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la instalación de climatización (1) de varias zonas están previstas, dispuestas en la parte de la carcasa (10) formada de manera variada o en la pieza montable o intercambiable, unas válvulas (15) para la distribución del aire para la ventilación y la zona de los pies en la zona de fondo.

7. Instalación de climatización según la reivindicación 6, caracterizada porque en la instalación de climatización (1) de varias zonas unas válvulas (15, 16) dispuestas en la parte de la carcasa (10) formada de manera variada o en la pieza montable o intercambiable están acopladas para la distribución del aire para la ventilación y la zona de los pies en la zona de fondo y para el funcionamiento del deshielo.

8. Instalación de climatización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el estado montado en un vehículo automóvil de la instalación de climatización (1) la derivación está situada espacialmente discurriendo por debajo del calefactor (8).