CN112549896A - 用于控制车辆内部的温度的加热装置、空调系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制车辆14内部的温度的加热装置1，加热装置具有加热设备2，加热设备2具有空气入口3和空气出口4、以及具有薄膜7和与薄膜7相关的输送设备8的薄膜门5，薄膜7构造成具有通道6，输送设备8构造为使薄膜7相对于空气出口4移动，使得空气出口4可以借助于薄膜7被释放或关闭。本发明还公开了一种用于控制车辆内部的温度的空调单元9和具有这种空调系统的车辆14。

Description

用于控制车辆内部的温度的加热装置、空调系统和车辆

技术领域

本发明涉及用于控制车辆内部的温度的加热装置和空调系统，以及还涉及一种车辆。

背景技术

用于车辆的空调系统通常具有用于冷却所供应的空气的蒸发器和用于加热所供应的空气的加热装置，加热装置相对于空气在车辆内部方向上的流动方向布置在蒸发器的下游。加热装置在大多数情况下是在加热的传热介质(例如发动机冷却剂)和所供应的空气之间的热交换器的形式。

蒸发器和加热装置之间的流动路径可以通过温度混合风门部分地或完全地打开或关闭。通过改变温度混合风门的位置，从而确定流过加热装置的空气的比例，也就是说可以确定流入车辆内部的空气的混合温度。

如图1a和1b所示，已知的温度混合风门呈可枢转或可滑动的形式。可枢转的温度混合风门特别地具有大的空间需求，这可以通过可横向滑动的温度混合风门来减小，但是仍然存在问题。

在US 2007/0137833 A1中，另外已知的是除了温度混合风门之外，还提供了一种薄膜门，该薄膜门在蒸发器和温度混合风门之间具有用于控制车辆内部的左侧和右侧的温度的开口。通过收卷或放开薄膜门，可以确定开口的位置，从而可以改变到达温度混合风门的空气量。尽管由此可以在很大程度上彼此独立地控制车辆内部的左侧和右侧的温度，但是借助于可枢转的或可横向滑动的温度混合风门，空间需求仍然比已知的解决方案中更大。

在出版物JP H07-309 119 A、JP H03-273 923 A、JP H09-323 528 A和KR 2001 0054 926 A中也已知用于车辆空调系统的薄膜门，但是它们同样构造成使得相应的布置有很大的空间需求。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供可以减轻上述缺点以及可以提供具有小的空间需求的空调系统的可行性。

该目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了本发明的有利的改进方案。

本发明的第一方面涉及一种用于控制车辆(例如乘用车的)内部的温度的加热装置。加热装置可以是空调系统的一部分，也就是说布置在空调系统的空气流动路径中，或者也可以单独使用。

加热装置具有带有空气入口和空气出口的加热设备，并且用于加热流过加热设备的空气。加热设备可以是热交换器的形式，用于在加热的传热介质(例如发动机冷却剂)和所供应的空气之间进行热传递。替代地，加热设备可以是电可操作的加热设备的形式。空气入口和空气出口优选地彼此平行地布置。

加热装置另外具有薄膜门，该薄膜门带有薄膜和与该薄膜相关的输送设备，该薄膜具有通道。输送设备构造成使薄膜相对于空气出口移动，使得空气出口可以借助于薄膜被释放或关闭。换句话说，可以改变空气出口区域的大小，也就是说改变通过通道释放的空气出口的面积。

薄膜可以理解为片状材料，与面积范围相比其仅具有非常小的厚度。薄膜在面积范围的至少一个方向上是柔性的以及因此可以被构造为能够卷起或卷绕。

输送设备可以具有一个或多个输送辊，其中至少一个输送辊是可驱动的形式。输送设备可以使薄膜相对于在优选平行于空气输出口延伸的输送平面中的空气输出口移动，也就是说垂直于空气流动方向(z方向)。薄膜的移动优选仅在一个方向上发生，也就是说在x或y方向上发生。输送设备可以配置为使薄膜向前和向后移动。这意味着在加热设备的安装状态下，薄膜可以例如从上至下或从左至右移动，或者在每种情况下反之亦然。

输送设备和薄膜可以一起形成辊轴帘，也就是说，在薄膜移动期间，薄膜被卷绕到输送辊上或从输送辊上解绕。该实施例特别节省空间。

替代地，输送设备的输送辊可以是偏转辊的形式，薄膜以曲折的方式在其上延伸，其中避免了薄膜与其自身接触。由此可以减少对薄膜的损坏。

空气出口取决于通道的位置或多或少(也就是部分地或完全地)地被释放或关闭。为此，将薄膜布置成非常靠近空气出口，优选与空气出口接触，使得空气能够优选仅仅通过通道离开加热设备。

这样做的优点是加热装置可以是非常紧凑的形式，以及因此可以以节省空间地方式布置。

通过改变空气出口面积的大小，可以确定多少加热的空气离开加热设备。因此，通过将其与未被加热的空气混合，例如可以建立空气进入车辆内部的混合温度。

除了温度以外，空气出口面积的大小还会影响压力条件和离开加热装置的空气的流速。在其他方面恒定的流动横截面的情况下，空气出口面积的减小导致加热设备中的压力增加，并且因此导致空气的压力相关的加热。因此可以选择加热设备的较低的热输出以达到特定的温度，从而可以节省能量。

根据不同的实施例变型，加热设备可以具有带有薄膜和与薄膜相关的输送设备的薄膜门，薄膜具有通道，输送设备构造为使薄膜相对于空气入口移动，从而可以借助于薄膜释放或关闭空气入口。

换句话说，可以改变空气入口面积的大小，也就是说改变由通道释放的空气入口的面积。布置在空气入口处的薄膜门可以对应于在空气出口处的上述薄膜门形成。

通过改变空气入口面积的大小，可以确定多少加热的空气进入加热设备。因此，与在空气出口处的薄膜门一起，可以更有针对性地影响加热设备中的空气的加热以及压力和流动条件。

空气出口和空气入口优选地可以通过带有薄膜的共同的薄膜门被释放或关闭，薄膜围绕加热设备延伸。

例如，薄膜可以是环状薄膜的形式，其例如借助于输送辊围绕加热设备被引导。有利地，因此仅需要共用的输送设备，并且与具有两个薄膜门的加热装置相比，加热装置可以具有更紧凑的形式。

根据其他的实施例变型，薄膜，也就是在空气出口处的薄膜门的薄膜和/或在空气入口处的薄膜门的薄膜或共同的薄膜门的薄膜，可以具有是不同的形式和/或不均匀分布的多个通道。

不同形式的可以指通道的几何形状和/或大小，也就是说通道可以具有不同的几何形状，例如圆形形式和三角形形式，和/或不同的大小，例如小直径的圆形形式和大直径的圆形形式。

替代地或附加地，通道可以在薄膜的表面上不均匀地分布，也就是说，薄膜可以具有大量通道的区域和具有少量通道的区域。

由于通道的不均匀形式和/或分布，可以选择性地释放或关闭空气入口和空气出口，从而产生不同体积的空气流。换句话说，空气入口或空气出口面积在空气入口或空气出口上不均匀地分布。例如，取决于薄膜的输送方向，空气入口或空气出口的顶部或右侧区域可以比空气入口或空气出口的底部或左侧区域更大程度地打开或关闭，由于体积流量不同，这相应地影响温度控制，也就是说影响混合温度的建立。

这有利地使得可以例如通过将从空气出口开口的顶部或右侧区域流出的空气输送到顶部区域(仪表板，挡风玻璃等)或者车辆内部的右侧区域(乘客侧)，同时将从空气出口的底部或左侧区域流出的空气输送到底部区域(脚部区域)或左侧区域(驾驶员侧)来选择性地控制车辆内部的温度。

薄膜可以具有例如两个、三个或更多个不同形式的区域，例如，完全闭合、完全打开，具有较小空气出口面积的通道、具有较大空气出口面积的通道等。

根据另外的实施例变型，薄膜门，也就是在空气出口处的薄膜门和/或在空气入口处的薄膜门或共同的薄膜门，具有带有通道并且与输送设备相关的多个薄膜，其中空气出口和/或空气入口可以借助于薄膜彼此独立地被释放或关闭。通过将输送设备与每个薄膜相关联，可以使薄膜彼此独立地移动。

每个薄膜可以具有一个或多个通道。每个薄膜优选地具有多个通道，这些通道具有不同的形式和/或不均匀地分布。

薄膜门优选具有两个薄膜，薄膜进一步优选彼此直接邻接并且布置在同一平面中。

通过使用多个薄膜，可以有利地在车辆内部的温度控制中实现进一步的自由度。取决于特定的布置，可以将两个薄膜之一布置为例如关闭或释放空气出口的用作控制内部的顶部或右侧区域的温度的区域，而另一薄膜布置为关闭或释放空气出口的用作控制内部的底部或左侧区域的温度区域。

结合每个薄膜的不同形式和/或不均匀分布的多个通道，可以通过具有小空间需求的紧凑的加热装置相互独立地控制车辆内部的顶部、底部、右侧和左侧的每个区域的温度。

根据另外的实施例变型，薄膜，也就是上述薄膜中的一个、多于一个或全部，可以是金属薄膜或塑料薄膜。

金属薄膜具有高热负荷能力的优点。

塑料薄膜的优点是低热膨胀和低导热率，因此仅有小量热量从空气传递到薄膜。这降低了加热装置或配备有加热装置的空调系统内的内部热吸收的风险。

本发明的另一方面涉及一种用于控制车辆内部的温度的空调系统，空调系统包括具有蒸发器、根据权利要求1至6之一所述的加热设备和可关闭的旁路的壳体，蒸发器被构造为冷却供应给蒸发器的空气，加热设备布置在蒸发器的下游，以及可关闭的旁路绕过加热设备。

空调系统可以另外具有风扇，该风扇用作产生空气流，然后将该空气流供应给蒸发器。在接通的运行状态中，蒸发器冷却通过将热量耗散到冷却介质而提供的空气。

空气通过蒸发器后，进入加热装置或旁路，从而绕过加热装置。通过改变穿过旁路和加热装置的两个分流，可以建立混合温度，在进行温度控制之后，将具有混合温度的空气流供应到车辆内部。

以上提到的关于加热装置提到的优点相应地与空调系统相关联。

本发明的另一方面涉及一种具有根据以上描述的空调系统的车辆。

车辆可以被理解为是指任何可移动的运输工具，也就是陆地车辆和水运工具或飞机，例如乘用车。以上提到的关于空调系统和加热装置的优点相应的与车辆相关联。

附图说明

下面将参考附图和相关描述更详细地解释本发明。在附图中：

图1a、1b示出了根据现有技术的具有温度混合风门的空调系统；

图2示出了示例性实施例的加热装置；

图3示出了处于冷却模式的示例性实施例的空调系统；

图4示出了处于混合温度模式的空调系统；

图5示出了处于加热模式的空调系统；

图6示出了另一示例性实施例的空调系统；

图7示出了示例性实施例的薄膜门；

图8示出了另一示例性实施例的薄膜门；

图9示出了另一示例性实施例的加热装置；以及

图10示出了示例性实施例的车辆。

具体实施方式

图1a中示出的现有技术中已知的空调系统6具有壳体10，在壳体10中布置有蒸发器11，并且在蒸发器11的下游布置有加热装置1。空调系统6可以布置在车辆14中，并且用于控制车辆内部的温度。

流入壳体10的空气12首先到达蒸发器11，在此取决于蒸发器11的运行状态可以冷却或不冷却空气12。离开蒸发器11之后，空气12通过枢转形式的温度混合风门15被引导到加热装置1和/或穿过旁路13，到加热装置1或到旁路13的流动路径借助于温度混合风门15被打开或关闭。通过调节流动条件，也就是说调节通过加热装置1的空气流和通过旁路13的空气流，可以建立离开空调系统6的空气12的混合温度。

图1a中示出的空调系统6的缺点是空间需求大，这是由于蒸发器11和加热装置1之间需要的间隔所导致的，以便能够在它们之间布置温度混合风门15。

图1b示出了现有技术中已知的另一空调系统6。与图1a所示的空调系统不同，该空调系统的温度混合风门15不是可枢转的形式，而是可滑动的形式，也就是说是滑动门的形式。尽管与图1a相比可以减少空间需求，但是空间需求仍然很大。

为了减少空间需求，提出了一种改进的加热装置1，其在图2中以示例性实施方式示意性地示出。

加热装置1具有加热设备2，其在示例性实施例中为热交换器的形式。为此目的，加热设备2被提供有加热的传热介质16，其可以是例如加热的发动机冷却剂。来自加热的传热介质16的热量被传递到流过加热设备2的空气12。然后，冷却的传热介质16再次离开加热设备2。

加热设备2具有空气入口3和空气出口4，冷空气从空气入口3流入，以及热空气从空气出口4流出。空气入口3和空气出口4彼此平行地布置。

加热装置1还具有带有薄膜7和输送设备8的薄膜门5，其中薄膜7被布置成与空气入口3和空气出口4接触。薄膜7可以是金属薄膜或塑料薄膜的形式。薄膜7具有多个通道6，从而通过借助于输送设备8移动薄膜7，可以使空气入口3和空气出口4部分地或完全地释放或关闭。

在图2的图示中，可见的通道6为大的矩形通道的形式。作为选择地，通道6也可以是其他形式和/或不均匀地分布在薄膜7的表面上，例如如图7至9所示。

输送设备8由多个输送辊形成，薄膜7在加热设备2的周围以曲折的方式围绕多个输送辊被引导。

图2中所示的加热装置1的特点在于非常紧凑的结构，从而可以以节省空间地的方式布置。

图3以侧视图示出了示例性实施例中的空调系统6。空调系统6具有壳体10，在壳体10中布置有蒸发器11和加热装置1。蒸发器11根据需要用于冷却通过将热量从空气12传递到冷却介质而供应的空气12。供给到蒸发器11的空气流可以通过风扇(未示出)产生。

在流过蒸发器11之后，空气12向上行进至加热装置1，加热装置1例如可以如以上关于图2所描述地构造。在图3所示的冷却模式中，薄膜门5的薄膜7的通道6的位置被设置成使得空气入口3和空气出口4被关闭。因此，空气12被引导通过旁路13并且不能通过加热设备2加热。

图4示出了处于混合温度模式的图3的空调系统6。这意味着一部分空气12未经处理地流过旁路13，而剩余的空气12进入加热装置1并且被加热。在加热装置1的下游，两个分流再次结合，并且建立了混合温度，可以通过改变两个分流来调节混合温度。

流过加热装置1的空气12的比例是通过相应地定位薄膜7的通道6来释放或关闭空气入口3和空气出口4而确定的。例如，如图4所示，空气入口3和空气出口4可以部分地释放。通过借助于输送设备8移动薄膜7来定位薄膜7。

借助于空调系统6，可以另外产生具有不同温度的两个空气流12a、12b。空气12a大体上包括预先流过旁路13的空气12，因为加热装置1的顶部区域中的空气入口3和空气出口4是关闭的。因此，空气12a比较冷。

相反，空气12b大体上包括预先流过加热装置1的空气12，因为加热装置1的底部区域中的空气入口3和空气出口4至少部分地打开。因此，空气12b比较热。

空气流12a、12b可以在不同的位置处被引入到车辆内部，从而例如可以在驾驶员侧和乘客侧或者在顶部区域和底部区域中设置不同的温度。为了防止空气流12a、12b混合，可以设置分隔装置(未示出)。

图5示出了处于加热模式的图3和图4的空调系统6。为了加热车辆内部，蒸发器被停用并且空气入口3和空气出口4尽可能地被释放。因此，空气12流过加热装置1，从而被加热。旁路13可以可选地借助于关闭装置(未示出)关闭。

图6示出了空调系统6的替代实施例变型。与图3至图5的空调系统6相比，在此仅空气出口4可以被释放或关闭。

薄膜7与输送设备8一起以辊轴帘的形式形成薄膜门5，也就是说，薄膜7可以在加热设备2的两侧卷绕在辊上或从辊上解绕，由此通道6的位置相应地改变。

图7示出了示例性实施例中的薄膜门5。薄膜门5的薄膜7具有多个不同形式的通道6。除了圆形形式的通道6之外，还存在另一个大的大体上矩形形式的通道6。另外，由于薄膜7的顶部区域不具有任何通道6，所以通道6不均匀地分布。

通过借助于输送设备8移动薄膜7，可以确定在空气入口3或空气出口4上是否设置了通道以及设置了哪些通道。因此，可以改变通过加热设备2的空气流并且可以影响空气12的混合温度。

图8示出了另一示例性实施例的薄膜门5。薄膜门5具有两个构造有通道6的薄膜7a、7b，其中每个薄膜与单独的输送设备8a、8b相关联以允许相互独立的运动。薄膜7a、7b的每个形成为对应于图7的薄膜门5的薄膜7。

图8的薄膜门5允许空气入口3或空气出口4按区域释放或关闭，从而可以产生不同温度的空气流12a、12b。除了参照图4描述的产生具有不同温度的两个空气流12a、12b之外，现在甚至可以达到四个不同的温度。例如，这可以在车辆内部的顶部/右侧、顶部/左侧、底部/右侧和底部/左侧区域中设置不同的温度。

图9示出了具有带有两个薄膜7a、7b的薄膜门5的加热装置1。加热装置1允许控制车辆内部的温度，其中通过图9所示的通道6的定位，可以在底部区域(许多通道6)的左侧获得高温，并且可以在顶部区域(较少通道6)中获得较低的温度，而在右侧，可以在底部区域(较少通道6)中获得较低的温度，而在顶部区域(许多通道6)中可以获得较高的温度。另外，还可以通过相应地调节顶部/底部或右侧/左侧的压差来改变空气流。

图10示出了在示例性实施例中的具有空调系统9的车辆14。可以如上所述设计空调系统9。车辆14可以是乘用车。

附图标记列表

1 加热装置

2 加热设备

3 空气入口

4 空气出口

5 薄膜门

6 通道

7、7a、7b 薄膜

8、8a、8b 输送设备

9 空调系统

10 壳体

11 蒸发器

12、12a、12b 空气

13 旁路

14 车辆

15 温度混合风门

16 传热介质

Claims (10)

1.一种用于控制车辆(14)内部温度的加热装置(1)，其具有：

-具有空气入口(3)和空气出口(4)的加热设备(2)，以及

-具有薄膜(7)和与所述薄膜(7)相关的输送设备(8)的薄膜门(5)，所述薄膜(7)构造成具有通道(6)，所述输送设备(8)构造为使所述薄膜(7)相对于所述空气出口(4)移动，以便所述空气出口(4)可以借助于所述薄膜(7)被释放或关闭。

2.根据权利要求1所述的加热装置(1)，具有：

-具有薄膜(7)和与所述薄膜(7)相关的输送设备(8)的薄膜门(5)，所述薄膜(7)构造成具有通道(6)，所述输送设备(8)构造为使所述薄膜(7)相对于所述空气入口(3)移动，以便所述空气入口(3)可以通过所述薄膜(7)被释放或关闭。

3.根据权利要求2所述的加热装置(1)，其中所述空气出口(4)和所述空气入口(3)可以借助于具有薄膜(7)的共同的薄膜门(5)被释放或关闭，所述薄膜(7)围绕所述加热设备(2)延伸。

4.根据前述权利要求之一所述的加热装置(1)，其中所述薄膜(7)具有多个通道(6)，所述多个通道(6)具有不同的形式和/或不均匀地分布。

5.根据前述权利要求之一所述的加热装置(1)，其中所述薄膜门(5)具有多个薄膜(7a、7b)，所述多个薄膜(7a、7b)构造成具有通道(6)并且具有相关的输送设备(8a、8b)，以及其中所述空气出口(4)和/或所述空气入口(3)可以通过所述薄膜(7a、7b)彼此独立地被释放或关闭。

6.根据权利要求5所述的加热装置(1)，其中所述薄膜门(5)具有两个薄膜(7a、7b)，所述两个薄膜(7a、7b)构造成具有通道(6)并且具有相关的输送设备(8a、8b)，其中所述薄膜(7a、7b)与所述车辆(14)的驾驶员侧和所述车辆(14)的乘客侧分别相关联。

7.根据前述权利要求之一所述的加热装置(1)，其中所述薄膜(7)是金属薄膜或塑料薄膜。

8.根据前述权利要求之一所述的加热装置(1)，其中所述薄膜(7)布置成与所述空气出口(4)和/或所述空气入口(3)接触。

9.一种用于控制车辆内部的温度的空调系统(9)，所述空调系统(9)具有带有蒸发器(11)、根据前述权利要求之一所述的加热装置(1)以及可关闭的旁路(13)的壳体(10)，所述蒸发器(11)被构造为冷却供应给所述蒸发器(11)的空气(12)，所述加热装置(1)布置在所述蒸发器(11)的下游，以及所述可关闭的旁路(13)用于绕过所述加热装置(1)。

10.一种具有根据权利要求9所述的空调系统(9)的车辆(14)。

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