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HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG
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Gebiet der vorliegenden Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zur Heizung, Belüftung und Klimatisierung (engl. „heating, ventilation, and air conditioning“; hierin auch kurz: HVAC) eines Fahrzeugs, die den Luftströmungspfad darin vereinfachen und einen geringen Einbauraum einnehmen kann.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Eine HVAC-Vorrichtung für die Innenklimatisierung eines Fahrzeugs ist in dem Fahrzeug vorgesehen, um eine Klimatisierung durch Kühlen, Heizen, Lüften und Entfeuchten eines Innenraums des Fahrzeugs durchzuführen.
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Wie in 1 gezeigt, ist die HVAC-Vorrichtung an der Vorderseite eines Fahrzeugs vorgesehen, d.h. an einem Abschnitt, an dem sich ein Armaturenbrett 151 und ein Bodenpaneel 152 treffen. Die HVAC-Vorrichtung ist vertikal mit einem Verdampferkern 121, der ein Wärmetauscher zum Kühlen ist, einem internen Kondensator 122, der ein Wärmetauscher zum Heizen ist, und einem Hochspannung-PTC (Positiver Temperaturkoeffizient) 123 versehen und ist in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Der Verdampferkern 121, der interne Kondensator 122 und der Hochspannung-PTC 123 sind innerhalb eines Gehäuses 111 in einer Richtung annähernd senkrecht zum Boden angeordnet, und die von einem Gebläse 141 eingeblasene Luft strömt nacheinander durch den Verdampferkern 121, den internen Kondensator 122 und den Hochspannung-PTC 123 und wird in einem passenden Zustand ausgestoßen. Das Gehäuse 111 weist eine Temperaturklappe 131, eine Bodenklappe 132, eine Lüftungsklappe 133 und eine Entfrostungsklappe 134 auf, um einen Strömungspfad und eine Ausgaberichtung der Luft gemäß einem Klimatisierungsmodus zu steuern. Um klimatisierte Luft zu einer zweiten Reihe zu leiten, ist an einer Seite des Gehäuses 111 ein Zweite-Reihe-Kanal 112 vorgesehen, der durch eine Zweite-Reihe-Klappe 135 geöffnet oder geschlossen wird.
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Während der Kühlung, wie in 3 gezeigt, blockiert die Temperaturklappe 131 den Luftstrom zum internen Kondensator 122 und zum Hochspannung-PTC 123, und die Lüftungsklappe 133 und die Zweite-Reihe-Klappe 135 sind geöffnet. Luft, die durch den Verdampferkern 121 strömt, wird zur ersten und zweiten Reihe geleitet, um den Raum zu kühlen.
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Während des Heizvorgangs ist, wie in 4 gezeigt, die Temperaturklappe 131 geöffnet, damit Luft durch den internen Kondensator 122 und den Hochspannung-PTC 123 strömen kann, und sind die Bodenklappe 132 und die Zweite-Reihe-Klappe 135 geöffnet. Die Luft wird durch den Verdampferkern 121, den internen Kondensator 122 und den Hochspannung-PTC 123 erwärmt und dann der ersten und zweiten Reihe zugeführt, um den Raum zu heizen.
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Die HVAC-Vorrichtung gemäß der konventionellen Technik ist in einer Richtung senkrecht zum Boden vorgesehen, bei welcher, während des Heizens, die Luft umgeleitet wird, um durch den internen Kondensator 122 und den Hochspannung-PTC 123 hindurchzutreten, und selbst wenn sie der ersten und zweiten Reihe zugeführt wird, ist der Strömungspfad stark gekrümmt und kompliziert, was den Lüftungswiderstand erhöht und die Luftmenge reduziert.
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Da der Verdampferkern 121, der interne Kondensator 122 und der Hochspannung-PTC 123 senkrecht zum Boden angeordnet sind und sich der interne Kondensator 122 und der Hochspannung-PTC 123 weiter hinten im Fahrzeug und im Abstand zum Verdampferkern 121 befinden, ist die HVAC-Vorrichtung zwangsläufig größer. Um einen Innenraum (insbesondere einen Raum, in dem sich die Füße eines Fahrgastes befinden) eines Fahrzeugs sicherzustellen und ein schlankes Cockpit zu realisieren, sollte die Größe der HVAC-Vorrichtung reduziert werden, was jedoch in der HVAC-Vorrichtung gemäß der konventionellen Technik nicht erreicht werden konnte. Da der Verdampferkern 121, der interne Kondensator 122 und der Hochspannung-PTC 123 vertikal angeordnet sind, ist der Raum S zwischen einem unteren Endabschnitt des Gehäuses 111 und einem Bodenpaneel 152 klein, was es schwierig macht, genügend Platz für die Füße des Fahrgastes zu schaffen.
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Weiter, da die vom Gebläse 141 geblasene Luft um die bzw. an der Rückseite des Verdampferkerns 121 herumgeführt wird, ist der Lüftungswiderstand hoch, und die Luft strömt ungleichmäßig durch den Verdampferkern 121. Daher besteht das Problem, dass die Kühleffizienz des Verdampferkerns 121 verringert wird.
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Weiter, da der Zweite-Reihe-Kanal 112 von der Innenseite des Fahrzeugs aus mit dem Gehäuse 111 verbunden ist, besteht außerdem das Problem, dass ein Abschnitt, mit dem der Zweite-Reihe-Kanal 112 verbunden ist, in einem Fahrzeug ohne Konsole (bspw. Mittelkonsole) oder in dem die Konsole verschiebbar ist, freiliegt. Ein Elektrofahrzeug muss keine Konsole aufweisen oder die Konsole kann in Längsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar sein. Dementsprechend ist ein Abschnitt, an dem der Zweite-Reihe-Kanal 112 mit dem Gehäuse 111 verbunden ist, zum Fahrzeuginnenraum hin offen, was die Ästhetik beeinträchtigt.
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Die Informationen, die dieser Hintergrund der vorliegenden Offenbarung angibt, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und dürfen nicht als Anerkennung oder als irgendeine Form der Andeutung verstanden werden, dass diese Informationen den einem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
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KURZERLÄUTERUNG DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung für Heizung, Belüftung und Klimatisierung (HVAC-Vorrichtung) für ein Fahrzeug (bspw. Elektrofahrzeug wie PkW, Kleinbus, etc.) bereitzustellen, die miniaturisiert sein kann und den Innenraum vergrößert, indem der Verdampferkern, der interne Kondensator und der Hochspannung-PTC in einer Richtung parallel zum Boden (bspw. Fahrzeugbodenpaneel) installiert sind, um einen kleinen Raum einzunehmen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug so bereitzustellen, dass die Leistung der Klimaanlage verbessert wird, indem der Lüftungswiderstand verringert wird durch Vereinfachen des Strömungspfads der Luft während des Heizens.
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Um das obige Ziel zu erreichen, weist die HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf: Ein Gehäuse, einen Verdampferkern (bspw. ein im Wesentlichen plattenförmiger Wärmetauscher), der parallel zum Boden (bspw. Gehäuseboden und/oder Fahrzeugboden) innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs mit dem Boden innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, eine Heizeinheit (bspw. ein im Wesentlichen plattenförmiger Wärmetauscher und/oder Zusatzheizer, bspw. PTC-Heizer), die über dem (bspw. oberhalb vom) Verdampferkern vorgesehen ist, wobei der Verdampferkern und die Heizeinheit parallel zum Boden innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs mit dem Boden vorgesehen sind (wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff „parallel“ eine „zumindest im Wesentlichen parallele Anordnung“, bspw. mit einem Winkel von kleiner oder gleich 20°, bspw. kleiner oder gleich 10°).
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann im Inneren des Gehäuses ein Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad, durch den Luft, die durch die Heizeinheit strömt, zu einer Seite (bspw. in Richtung) der zweiten Reihe (bspw. zweite Sitzreihe bzw. Rücksitzreihe) strömt, und ein Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad geformt sein, durch den Luft, die durch den Verdampferkern strömt, zu der Seite der zweiten Reihe strömt, wobei sie die Heizeinheit umgeht, ohne durch sie hindurchzutreten.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann im Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad eine Temperaturklappe zum Öffnen oder Schließen des Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad vorgesehen sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können der Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad und der Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad an einer zu einem Armaturenbrett bzw. Armaturenträger zugewandten Fläche ausgebildet und mit einem Zweite-Reihe-Kanal verbunden sein, um klimatisierte Luft einer zweiten Reihe (bspw. Sitzreihe) zuzuführen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Öffnungs- und Schließabschnitt der zweiten Reihe, an dem der Zweite-Reihe-Kanal angeschlossen sein kann, im Gehäuse vorhanden sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann am vorderen Endabschnitt der Heizeinheit eine Führung (bspw. ein Leitblech) zur Verteilung und Führung der durch den Verdampferkern strömenden Luft zur ersten Reihe oder zur zweiten Reihe ausgebildet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad zwischen der Führung und dem Verdampferkern geformt sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad in einem an das Armaturenbrett bzw. Armaturenträger angrenzenden Abschnitt ausgebildet sein, um den vorderen Endabschnitt der Heizeinheit von einem oberen Abschnitt des Gehäuses aus zu umgehen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können ein Entfrostungsauslass, der klimatisierte Luft zu einer Front- bzw. Windschutzscheibe ausgibt und sich mit einer Entfrostungsklappe öffnet oder schließt, und ein Lüftungsauslass, der klimatisierte Luft in einen Innenraum eines Fahrzeugs ausgibt und sich mit einer Lüftungsklappe öffnet oder schließt, an einer oberen Fläche bzw. Seite des Gehäuses ausgebildet sein, und der Verdampferkern und die Heizeinheit können unterhalb des Entfrostungsauslasses und des Lüftungsauslasses angeordnet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann an einer Seite des Gehäuses ein Bodenauslass, der klimatisierte Luft zu/an einem Fahrzeugboden ausgibt und der mit einer Bodenklappe geöffnet oder geschlossen wird, ausgebildet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Temperaturklappe zwischen dem Verdampferkern und der Heizeinheit vorgesehen sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann an einem oberen Teil des Verdampferkerns ein Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad, durch den die durch den Verdampferkern strömende Luft zur Heizeinheit strömt, und ein Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad, durch den die durch den Verdampferkern strömende Luft die Heizeinheit umgeht, ausgebildet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Temperaturklappe selektiv den Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad und den Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad öffnen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Heizeinheit einen internen Kondensator, der über dem (bspw. oberhalb vom) Verdampferkern vorgesehen ist, sowie einen PTC aufweisen, der über dem internen Kondensator vorgesehen ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Bodenfläche des Gehäuses als eine geneigte Fläche ausgebildet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann an einem unteren Abschnitt der geneigten Fläche ein Abfluss (bspw. Kondenswasserabfluss) ausgebildet sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Gebläsekanal geformt sein, durch den von einem Gebläse geblasene Luft zum Gehäuse strömt, wobei der Gebläsekanal tiefer als der (bspw. unterhalb vom) Verdampferkern mit dem Gehäuse verbunden sein kann.
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Gemäß der in der vorliegenden Offenbarung eingerichteten HVAC-Vorrichtung eines Fahrzeugs kann durch die horizontale bzw. zum Boden parallele Anordnung des Verdampferkerns, des internen Kondensators und des Hochspannung-PTC eine Miniaturisierung erreicht werden.
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Je kleiner eine Klimaanlage wird, desto größer wird der Innenraum eines Fahrzeugs.
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Außerdem wird der Lüftungswiderstand im Inneren der Klimaanlageneinheit verringert, was die Klimatisierungsleistung verbessert.
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Da sich der mit dem Gehäuse verbundene Abschnitt des Zweite-Reihe-Kanals zwischen dem Armaturenbrett bzw. Armaturenträger (bspw. Trennwand zwischen Fahrgastraum und z.B. Motorraum) und der Klimaanlage befindet, ist er nicht sichtbar, auch wenn keine Konsole oder eine Schiebekonsole verwendet wird, was die Ästhetik verbessert.
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Die Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung haben weitere Merkmale und Vorteile auf, die aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin enthalten sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu erläutern, oder die in diesen Zeichnungen ausführlicher dargestellt sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC-Vorrichtung) für ein Fahrzeug der verwandten Technik zeigt.
- 2 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Gebläse in der HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug in der verwandten Technik vorgesehen ist.
- 3 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug der verwandten Technik während des Kühlens arbeitet.
- 4 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug in der verwandten Technik während des Heizens arbeitet.
- 5 ist eine schematische Darstellung, die eine HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 6 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung während des Kühlens arbeitet.
- 7 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung während des Heizens arbeitet.
- 8 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Gebläse in der HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorgesehen ist.
- 9 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Hauptabschnitts, die eine Bodenfläche eines Gehäuses in der HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Die beigefügten Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu und zeigen eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale, die die Grundprinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie hierin ausgewiesen sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die speziell beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung festgelegt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder gleichwertige Teile der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, soll die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen, die vorliegende Offenbarung auf diese beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken. Andererseits soll die vorliegende Offenbarung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Offenbarung gemäß den beigefügten Ansprüchen vorhanden sein können.
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Nachfolgend wird eine HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Eine HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist ein Gehäuse 11, einen Verdampferkern 21, der innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs parallel zum Boden angeordnet ist, einen internen Kondensator 22, der über dem Verdampferkern 21 angeordnet ist, und einen PTC 23 auf, der über dem internen Kondensator 22 angeordnet ist. Der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 sind innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs parallel zum Boden angeordnet.
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Das Gehäuse 11 weist einen Innenraum auf, in dem sich der Verdampferkern 21 und eine Heizeinheit befinden. Die in das Gehäuse 11 eingeleitete Luft strömt durch einen Teil oder die Gesamtheit des Verdampferkerns 21 und der Heizeinheit(en), um die Luft auf eine von einem Fahrgast oder von einer Klimaanlage eingestellte Temperatur zu klimatisieren.
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Der Verdampferkern 21 ist im Inneren des Gehäuses 11 angeordnet. Der Verdampferkern 21 ist parallel zum Boden innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Im Verdampferkern 21 tauschen das Kältemittel und die durch den Verdampferkern 21 strömende Luft Wärme aus, um die Temperatur der durch den Verdampferkern 21 strömenden Luft zu senken.
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Die Heizeinheit weist den internen Kondensator 22 und den Hochspannung-PTC 23 auf.
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Der interne Kondensator 22 ist im Gehäuse 11 über dem Verdampferkern 21 angeordnet. Der interne Kondensator 22 ist ein Wärmetauscher, in dem Kältemittel und Luft Wärme austauschen, um die Temperatur der durch den internen Kondensator 22 strömenden Luft zu erhöhen, und ist wie der Verdampferkern 21 parallel zum Boden angeordnet.
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Der Hochspannung-PTC 23 ist über dem internen Kondensator 22 angebracht. Wenn elektrische Energie an den Hochspannung-PTC 23 angelegt wird, erhöht der Hochspannung-PTC 23 die Temperatur der durch den Hochspannung-PTC 23 strömenden Luft. Verglichen mit der Tatsache, dass der interne Kondensator 22 die Temperatur der Luft steigert, wenn Kältemittel zirkuliert, kann der Hochspannung-PTC 23 die Temperatur der Luft sofort steigern, wenn Leistung angelegt wird. Weiter ist der Hochspannung-PTC 23 parallel zum Boden angeordnet.
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Da der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 in Vertikalrichtung übereinandergestapelt sind, muss die durch den Verdampferkern 21 strömende Luft keinen Umweg nehmen, um in den internen Kondensator 22 und den Hochspannung-PTC 23 zu strömen. Durch die Vereinfachung des Strömungspfades wird daher der Lüftungswiderstand reduziert.
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Der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 sind parallel zum Boden angeordnet. Dabei bedeutet eine Anordnung parallel zum Boden, dass der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 innerhalb eines vorbestimmten Winkels parallel zum Boden angeordnet sind. Beispielsweise können der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 innerhalb eines Winkels von (z.B. bis zu) 20 Grad zum Boden als „parallel zum Boden“ angeordnet verstanden werden.
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Zwischen dem Verdampferkern 21 und dem internen Kondensator 22 ist eine Temperaturklappe 31 angeordnet. Die Temperaturklappe 31 steuert, ob die durch den Verdampferkern 21 strömende Luft zum internen Kondensator 22 strömt oder den internen Kondensator 22 umgeht.
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Die Temperaturklappe 31 ist verschiebbar zwischen dem Verdampferkern 21 und dem internen Kondensator 22 angebracht. Die Temperaturklappe 31 ist weiter an einer Rückseite des Fahrzeugs und unterhalb des internen Kondensators 22 verschiebbar angebracht.
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Zwischen dem Verdampferkern 21 und dem internen Kondensator 22 ist in einem Bereich, in dem die Temperaturklappe 31 nicht vorgesehen ist, d. h. unterhalb des internen Kondensators 22, eine Führung 11a ausgebildet. Die Führung 11 a ist in dem verbleibenden Bereich weiter an der Vorderseite des Fahrzeugs ausgebildet, in dem die Temperaturklappe 31 nicht vorgesehen ist. Die Führung 11a verteilt und leitet die durch den Verdampferkern 21 strömende Luft am vorderen Endabschnitt des internen Kondensators 22 zur ersten oder zweiten Reihe.
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Außerdem sind eine Bodenklappe 32, eine Lüftungsklappe 33 und eine Entfrostungsklappe 34 ausgebildet, um einen Bodenauslass 13, einen Lüftungsauslass 14 bzw. einen Entfrostungsauslass 15 zu öffnen oder zu schließen. Der Entfrostungsauslass 15 und der Lüftungsauslass 14 sind am oberen Abschnitt des Gehäuses 11 ausgebildet und führen klimatisierte Luft zur ersten Reihe und/oder zu einer Innenfläche einer Frontscheibe (bspw. Windschutzscheibe) zu. Der Bodenauslass 13 ist an einer Seite (bspw. in Fahrzeugquerrichtung) des Gehäuses 11 ausgebildet, und die klimatisierte Luft wird zu einer ersten Reihe (bspw. Sitzreihe, z.B. zu den Vordersitzen des Fahrzeugs) auf dem Bodenpaneel 52 zugeführt.
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Da der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 parallel zum Boden angeordnet und gestapelt sind, befinden sich der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 unterhalb des Entfrostungsauslasses 15 und des Lüftungsauslasses 14.
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Das Gehäuse 11 ist mit einem Strömungspfad zum Leiten von klimatisierter Luft während des Kühlens und Heizens zur ersten bzw. zweiten Reihe ausgebildet. Das heißt, im Gehäuse 11 sind ein Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b zum Heizen der ersten Reihe, ein Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11 c zum Kühlen der ersten Reihe, ein Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11 d zum Heizen der zweiten Reihe und ein Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11e zum Kühlen der zweiten Reihe ausgebildet.
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Der Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b ist am oberen Abschnitt des Verdampferkerns 21 geformt. Die Luft strömt nacheinander durch den Verdampferkern 21, den internen Kondensator 22 und den Hochspannung-PTC 23. Dementsprechend wird der Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b zu einem Pfad, über den der ersten Reihe (bspw. Sitzreihe) erwärmte Luft zugeführt wird.
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Der Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11c wird zu einem Pfad, durch den Luft, die durch den Verdampferkern 21 strömt, unter Umgehung des internen Kondensators 22 gekühlte Luft zur ersten Reihe geleitet wird.
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Der Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b und der Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11c werden durch die Temperaturklappe 31 separiert, und der Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b und der Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11c werden gemäß einer Position der Temperaturklappe 31 geöffnet.
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Der Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d wird zu einem Pfad, durch den Luft, die durch den Hochspannung-PTC 23 strömt, zu einem Zweite-Reihe-Kanal 12 im Inneren des Gehäuses 11 strömt. Der Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d ist im Inneren des Gehäuses 11 ausgebildet und so geformt, um am oberen Teil des Gehäuses 11 in Richtung einer Vorderseite des Gehäuses 11 zu umgehen. Das heißt, der Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11 d ist in einem Bereich neben einem Armaturenbrett bzw. Armaturenträger 51 ausgebildet, um die vorderen Endabschnitte des internen Kondensators 22 und des Hochspannung-PTC 23 oben im Gehäuse 11 zu umgehen. Eine Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 ist im Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d vorgesehen. Die Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 wird gemäß einem Modus der Klimatisierung der Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 geöffnet oder geschlossen. Beispielsweise wird die Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 geöffnet, wenn erwärmte Luft in die zweite Reihe geblasen wird, und geschlossen, wenn gekühlte Luft eingeblasen wird.
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Zwischen der Führung 11a und dem Verdampferkern 21 ist ein Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11 e eingerichtet. Die vom Verdampferkern 21 gekühlte Luft wird der zweiten Reihe direkt über den Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11e zugeführt.
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Der Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11e ist mit dem Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d verbunden, um an den Zweite-Reihe-Kanal 12 angeschlossen zu sein.
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Der Zweite-Reihe-Kanal 12 für die Zufuhr klimatisierter Luft zur zweiten Reihe ist mit dem Gehäuse 11 verbunden. Der Zweite-Reihe-Kanal 12 ist mit einer Fläche bzw. Seite verbunden, die einem Armaturenbrett 51 des Gehäuses 11 zugewandt ist.
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Da der Zweite-Reihe-Kanal 12 mit der Fläche verbunden ist, die dem Armaturenbrett 51 des Gehäuses 11 zugewandt ist, ist ein Verbindungsabschnitt vom Innenraum eines Fahrzeugs unsichtbar, so dass keine Konsole angebracht werden muss oder die Ästhetik in einem Fahrzeug, in dem eine Konsole verschiebbar ist, verbessert wird.
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Eine Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 ist an einem Abschnitt vorgesehen, mit dem der Zweite-Reihe-Kanal 12 im Gehäuse 11 verbunden ist. Da die Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 so gesteuert wird, dass sie unabhängig geöffnet oder geschlossen werden kann, wird sie nur dann geöffnet, wenn die zweite Reihe die Klimatisierung benötigt, andernfalls ist sie geschlossen. So kann im Modus „Entfrostung“ oder im Modus „Nur Fahrersitz“, in dem Feuchtigkeit von der Innenseite einer Frontscheibe entfernt wird, die Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 geschlossen sein, da die klimatisierte Luft nicht zur zweiten Reihe geleitet werden muss. Alternativ kann durch Steuern des Öffnungsbetrags der Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 auch individuell gesteuert werden, so dass die Luftmengen der ersten und der zweiten Reihe unterschiedlich sind. Darüber hinaus wird auch die Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 zusammen mit der Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 gesteuert, so dass es auch möglich ist, die Temperaturen der ersten und zweiten Reihe individuell zu steuern.
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Weiter ist eine Bodenfläche des Gehäuses 11 als geneigte Fläche ausgebildet. Da die Bodenfläche des Gehäuses 11 als geneigte Fläche mit einem vorbestimmten Neigungswinkel α ausgebildet ist, kann das im Verdampferkern 21 entstandene Kondenswasser leicht zu einer Seite entlang der geneigten Fläche bewegen. Am tiefsten Punkt des Bodenabschnitts des Gehäuses 11, d. h. am unteren Endabschnitt der geneigten Fläche, ist ein Ablauf 11f ausgebildet, so dass das Kondenswasser leicht nach außen abgeleitet werden kann.
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Da der Verdampferkern 21, der interne Kondensator 22 und der Hochspannung-PTC 23 parallel zum Boden angeordnet sind, wird ein Raum S zwischen der Unterseite des Gehäuses 11 und einem Bodenpaneel 52 des Fahrzeugs vergrößert. Dementsprechend wird der Raum vergrößert, in dem sich die Füße der Fahrgäste befinden (können), was den Komfort erhöht.
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Ein Gebläse 41 bläst in einen unteren Abschnitt des Gehäuses 11. Ein Gebläsekanal 42 ist vorgesehen, um die vom Gebläse 41 geblasene Luft vom Gebläse 41 zum Gehäuse 11 zu leiten.
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Die vom Gebläse 41 geblasene Luft strömt in die bzw. zur Bodenfläche des Gehäuses 11 und strömt von der Bodenfläche des Gehäuses 11 nach oben. Zu diesem Zweck ist der Gebläsekanal 42 unterhalb des Verdampferkerns 21 an das Gehäuse 11 angeschlossen.
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Ein Betrieb der HVAC-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit der obigen Konfiguration ist wie folgt.
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6 zeigt einen Betriebszustand während der Kühlung.
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Wenn eine Klimaanlageneinheit vom Fahrzeuginsassen oder einer Klimaanlage des Fahrzeugs in einem Kühlmodus betrieben wird, tritt die vom Gebläse 41 geblasene Luft nur durch den Verdampferkern 21 und wird zur ersten Reihe und/oder zur zweiten Reihe geblasen.
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Wenn die Klimaanlageneinheit im Kühlmodus betrieben wird, schließt die Temperaturklappe 31 den Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b und schließt die Zweite-Reihe-Temperaturklappe 36 den Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d. Dementsprechend strömt die vom Verdampferkern 21 gekühlte Luft durch den Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11c und den Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11 e.
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Die vom Gebläse 41 eingeblasene Luft wird gekühlt, während sie durch den Verdampferkern 21 strömt, und wird der ersten Reihe des Fahrzeugs durch den Erste-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11c und den Lüftungsauslass 14 in einem Gekühlt-Zustand zugeführt. In der Zwischenzeit strömt ein Teil der durch den Verdampferkern 21 geblasenen Luft durch den Zweite-Reihe-Kühlung-Strömungspfad 11e und wird der zweiten Reihe des Fahrzeugs durch den Zweite-Reihe-Kanal 12 zugeführt.
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Beispielsweise verschließt Im Kühlmodus die Bodenklappe 32 den Bodenauslass 13.
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7 zeigt einen Betriebszustand während des Heizens.
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Wenn die Klimaanlageneinheit durch den Fahrzeuginsassen oder die Klimaanlage des Fahrzeugs in einem Heizmodus betrieben wird, strömt die vom Gebläse 41 geblasene Luft durch den Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b und den Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d. Die vom Gebläse 41 geblasene Luft strömt durch den Verdampferkern 21, den internen Kondensator 22 und den Hochspannung-PTC 23 und wird auf eine vom Fahrgast eingestellte Temperatur oder eine von der Klimaanlage eingestellte Temperatur klimatisiert. Ein Teil der klimatisierten Luft wird zum Bodenauslass 13 geleitet, in dem die Bodenklappe 32 durch den Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b geöffnet wird, um die erste Reihe des Fahrzeugs zu heizen. Darüber hinaus wird der Rest der klimatisierten Luft der zweiten Reihe des Fahrzeugs über den Zweite-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11d und den Zweite-Reihe-Kanal 12 zugeführt, und die zweite Reihe des Fahrzeugs wird geheizt. Da im vorliegenden Fall der Erste-Reihe-Heizung-Strömungspfad 11b nacheinander durch den Verdampferkern 21, den internen Kondensator 22 und den Hochspannung-PTC 23 gebildet ist, ohne diese zu umgehen, kann eine Verringerung des Lüftungswiderstands und eine Erhöhung des Luftvolumens erreicht werden. Dementsprechend kann der Innenraum des Fahrzeugs schnell aufgeheizt oder die Leistung des Gebläses 41 reduziert werden.
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In einem Zustand, in dem die zweite Sitzreihe nicht beheizt oder gekühlt werden muss, wie z. B. im Modus „Entfrostung“ oder „Nur Fahrersitz“, erfolgt das Heizen oder Kühlen, während die Zweite-Reihe-Öffnen-/Schließen-Klappe 35 geschlossen ist.
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Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „oben“, „unten“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“, „innen“, „außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „einwärts / nach innen“, „auswärts / nach außen“, „vorwärts / nach vorne“ und „rückwärts / nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben. Es ist weiter klar, dass sich der Begriff „verbinden“ oder seine Abwandlungen sowohl auf die direkte als auch auf die indirekte Verbindung beziehen.
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Der Begriff „und/oder“ kann eine Kombination aus einer Mehrzahl zusammengehöriger aufgelisteter Punkte oder einen beliebigen aus einer Mehrzahl zusammengehöriger aufgelisteter Punkte aufweisen. Zum Beispiel weist „A und/oder B“ alle drei Fälle auf, wie „A“, „B“ und „A und B“.
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Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie sind nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die vorliegende Offenbarung auf die genauen offenbart Formen zu beschränken, und natürlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Offenbarung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit der Fachmann in der Lage ist, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung soll durch die beigefügten Ansprüche und deren Abwandlungen definiert werden.