DE3514359C2 - Vorrichtung zum Beheizen und/oder Klimatisieren des Innenraums eines Fahrzeuges - Google Patents
Vorrichtung zum Beheizen und/oder Klimatisieren des Innenraums eines FahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen und/oder
Klimatisieren des Innenraumes eines Fahrzeuges mit einem Zu
führkanal für Zuluft und mehreren in den Innenraum mündenden
Austrittsöffnungen, mit einem Heizkörper, der in zwei Abschnit
te unterteilt ist, die in Abstand nebeneinander in einem Kanal
abschnitt angeordnet sind und zwischen sich eine Durchtritts
öffnung für den direkten Durchtritt der Zuluft belassen, und
mit verstellbaren Mitteln zum Verteilen der durchströmenden
Luftmenge.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (FR
15 24 563) ist eine Luftklappe vorgesehen, die der Durchtritts
öffnung zwischen den beiden Abschnitten des Heizkörpers zuge
ordnet ist und mit der diese Durchtrittsöffnung verschlossen
oder (auch teilweise) freigegeben werden kann. Nach den beiden
Abschnitten der Heizkörper und der Durchtrittsöffnung befindet
sich eine Mischkammer, an die sich ein zweigeteilter Kanal an
schließt. Bei der bekannten Bauart werden in diesen beiden Ka
nälen Luftströmungen mit gleichen Temperaturen erzeugt.
Es ist auch bekannt (US 44 82 009), vier Zonen zu schaffen, die
mit Luftströmungen unterschiedlicher Temperatur versorgt wer
den. Bei dieser Bauart werden zunächst zwei Kanäle geschaffen,
die mit unterschiedlich temperierten Luftströmen versorgt wer
den können. Diese zwei Kanäle werden jeweils in zwei weitere
Kanäle aufgespalten, so daß insgesamt vier Kanäle vorhanden
sind. Zwei dieser vier Kanäle können durch Klappen ganz oder
teilweise miteinander verbunden oder gegeneinander abgesperrt
werden, so daß dort die ursprünglich zwei unterschiedlich tem
perierten Luftströme wieder gemischt werden, um nochmals unter
schiedlich temperierte Luftströme zu erhalten. Im Prinzip sind
zwei voneinander unabhängig temperierte Luftströme vorhanden,
während sich die übrigen zwei durch Mischen dieser zwei unter
schiedlich temperierten Luftströme ergeben.
Bei modernen Fahrzeugen wird heute eine Temperaturschichtung im
Innenraum gefordert, d. h. das Erzeugen unterschiedlicher Tempe
raturwerte über die Höhe des Innenraums.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich in strömungs
günstiger Weise zwei unterschiedlich temperierte Bereiche
schaffen lassen, beispielsweise Bereiche für die beiden Seiten
eines Fahrzeuginnenraums, die auf unterschiedliche Werte ge
kühlt oder beheizt oder unterschiedlich mit Zuluft versorgt
werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem Kanalabschnitt
die Zuströmung zu den Abschnitten des Heizkörpers und der
Durchtrittsöffnung absperren oder (auch teilweise) ergebende
Absperrelemente angeordnet sind, daß eine wenigstens annähernd
mittig zu der Durchtrittsöffnung verlaufende Trennwand vorgese
hen ist, die die Durchtrittsöffnung in der Breite in zwei Öff
nungen unterteilt und das anschließend an die Abschnitte des
Heizkörpers und die Durchtrittsöffnung eine die aus tretende
Luftströme in der Höhe unterteilende Trennwand angeordnet ist,
wobei den vier dadurch gebildeten Kanälen eigene Absperrelemen
te zugeordnet sind.
Durch diese Maßnahmen werden vier Kanäle geschaffen, in denen
jeweils eine unterschiedliche Temperatur eingestellt werden
kann und die vier Zonen zugeführt werden können. In diesen vier
Zonen können Temperaturen eingestellt werden, die jeweils völ
lig unabhängig von der Temperatur in einer der anderen Zonen
sind. Dadurch ist es möglich, auf jeder Fahrzeugseite des Fahr
zeuginnenraums voneinander unabhängige Temperaturschichten zu
verwirklichen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß
der Heizkörper mit einer Heizmediumregelung ausgerüstet ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Abschnitte des
Heizkörpers unabhängig voneinander mit Heizmedium versorgbar
sind. Dadurch eröffnen sich weitere Möglichkeiten zur unter
schiedlichen Temperierung der einzelnen Zonen.
Wenn luftseitig geregelte Heizkörper vorgesehen werden, die
ständig mit dem warmen Heizmedium durchströmt sind, so ist es
zweckmäßig, einen zusätzlichen luftseitigen Bypass an dem Heiz
körper vorbei vorzusehen.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausfüh
rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer Unterteilung der Luft nach dem Heiz
körper in der Höhe,
Fig. 2 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie
V-V durch den oberen Bereich der Fig. 1 und
Fig. 3 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie
VI-VI durch die Vorrichtung der Fig. 1 im
unteren Bereich.
Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung zum Beheizen oder
Kühlen eines Personenkraftwagens besitzt ein vorzugsweise aus
mehreren Teilen und vorzugsweise aus Kunststoff hergestelltes
Gehäuse 20, in welchem ein Verdampfer 2 einer im übrigen nicht
näher dargestellten Kälteanlage und ein aus zwei Abschnitten 3
und 4 bestehender Heizkörper angeordnet sind. Der Heizkörper
ist mit einer nicht näher dargestellten Heizmediumregelung aus
gerüstet, d. h. einer Regelung, die bei Heizbedarf das Heizme
dium, vorzugsweise das Kühlmittel einer Brennkraftmaschine, dem
Heizkörper zuführt. Wird in Abwandlung der dargestellten Aus
führungsform der Verdampfer 2 weggelassen, so ist eine reine
Heizeinrichtung verwirklicht.
Das Gehäuse 20 bildet in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer
einen Zuführkanal 1, welchem ein nicht dargestelltes Luftgeblä
se zugeordnet ist, das die zuzuführende Zuluft als Frischluft
aus der Umgebung oder als Umluft ansaugt.
Die beiden Abschnitte 3 und 4 des Heizkörpers sind in einem Ab
stand seitlich nebeneinander angeordnet, so daß zwischen ihnen
eine Durchtrittsöffnung 10 belassen wird. Die Strömungsquer
schnitte der Abschnitte 3 und 4 des Heizkörpers und der Durch
trittsöffnung 10 sind wenigstens annähernd gleich groß bemes
sen, d. h. jeder der Abschnitte 3 und 4 und die Durchtrittsöff
nung 10 weisen etwa ein Drittel des Gesamtquerschnittes auf.
Das Gehäuse 20 bildet zwischen dem Verdampfer 1 und den Ab
schnitten 3 und 4 des Heizkörpers und der Durchtrittsöffnung 10
einen Kanalabschnitt 9, in welchem als Luftverteilelemente zwei
Luftklappen 5 und 6 angeordnet sind, die um vertikale Achsen 11
und 12 verschwenkbar im Bereich der Ränder der Durchtrittsöff
nung 10 an den Abschnitten 3 und 4 des Heizkörpers angelenkt
sind. Den Luftklappen 5 und 6 sind von den Seitenwänden des Ge
häuses 20 gebildete Dichtungskanten 18 und 19 sowie eine mitt
lere, an den Verdampfer 2 anschließende Dichtungsleiste 17 zu
geordnet.
Durch die Stellung der Luftklappen 5 und 6 lassen sich in ein
facher Weise verschiedene Betriebszustände für die Vorrichtung
verwirklichen. Sind die beiden Luftklappen 5 und 6 so
geschwenkt, daß sie an der mittleren Dichtungsleiste 17 anlie
gen, so ist die Durchtrittsöffnung 10 gegenüber dem Verdampfer
2 gesperrt. In dieser Stellung läßt sich ein reiner Heizbe
trieb der Vorrichtung durchführen. Die Kälteeinrichtung ist ab
geschaltet, so daß der Verdampfer 2 die einströmende Zuluft
nicht beeinflußt. Der Heizkörper mit den Abschnitten 3 bis 4
ist mit einem Heizmedium beaufschlagt, so daß die durch die Ab
schnitte 3 und 4 strömende Zuluft zu Warmluft aufgeheizt wird.
Bei einer ersten Ausführungsform sind die Abschnitte 3 und 4
des Heizkörpers gleichmäßig mit dem Heizmedium beaufschlagt.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Heizkörper 3 und 4
unabhängig voneinander mit unabhängigen Mengen des Heizmediums
beaufschlagt, so daß durch die beiden Abschnitte 3 und 4 eine
unterschiedliche Aufheizung der zuströmenden Zuluft erfolgt.
Sind die Luftklappen 5 und 6 in
ihre andere Endstellung verschwenkt, in welcher sie an den
Dichtungskanten 18 und 19 des Gehäuses 20 anliegen, so sperren sie
damit die Abschnitte 3 und 4 des Heizkörpers gegenüber der Zu
luft ab. Die Zuströmung zu der Durchtrittsöffnung 10 ist voll
ständig geöffnet. In dieser Stellung läßt sich ein reiner Kühl
betrieb verwirklichen, bei welchem die Kälteeinrichtung des
Verdampfers 2 eingeschaltet ist. Die gesamte gekühlte Zuluft
strömt über die Durchtrittsöffnung 10 zwischen den beiden Ab
schnitten 3 und 4 des Heizkörpers ab.
In Zwischenstellungen der Luftklappen 5 und 6, wie dies bei
spielsweise in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, läßt sich ein Mischbe
trieb verwirklichen, da die den Verdampfer 2 durchströmende
Zuluft auf die Abschnitte 3 und 4 des Heizkörpers sowie die
Durchtrittsöffnung 10 durchströmende Teilmengen aufgeteilt
wird. Die Luftklappen 5
und 6 können unabhängig voneinander verstellt werden.
Das Gehäuse 20 besitzt im Bereich des Ver
dampfers 2 und des aus den Abschnitten 3 und 4 bestehenden
Heizkörpers einen Kanalabschnitt 9 mit flachem rechteckigem
Querschnitt, der von dem Verdampfer einerseits und den aus den
Abschnitten 3 und 4 bestehenden Heizkörpers andererseits be
grenzt wird. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind
der Verdampfer 2 und die Abschnitte 3 und 4 des Heizkörpers in
zueinander parallelen vorzugsweise vertikalen Ebenen angeord
net. Der Verdampfer 2 besitzt ein größeres Volumen und einen
größeren Strömungsquerschnitt als die beiden Abschnitte 3 und 4
des Heizkörpers zusammen. In dem Kanalabschnitt 9 ist eine Ver
tiefung für eine Kondenswasserabscheidung vorgesehen.
In Strömungsrich
tung nach der Durchtrittsöffnung 10 ist eine vertikale Trenn
wand 15 angeordnet, die die Durchtrittsöffnung 10 in zwei ne
beneinander liegende Öffnungen unterteilt. Jeder dieser Öff
nungen ist eine Luftklappe 7 und 8 zugeordnet, die an dem vor
deren Ende der Trennwand 15 mit Gelenken oder Scharnieren be
festigt sind und die den zugehörigen Teil der Durchtrittsöff
nung 10 durch entsprechendes Verstellen ganz oder teilweise
verschließen können.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Gehäuse 20 nach dem aus
den in Abstand nebeneinander liegenden Abschnitten 3 und 4 ge
bildeten Heizkörper und der Durchtrittsöffnung durch eine hori
zontale Trennwand 16 unterteilt. Dadurch ergeben sich in Strö
mungsrichtung nach dem Heizkörper und der Durchtrittsöffnung 10
insgesamt vier voneinander getrennte Kanäle 24, 25, 26 und 27,
die zu unterschiedlichen Luftaustrittsöffnungen geführt werden.
Die Luftklappen 7 und 8 sind in der Höhe im Bereich der Trenn
wand 16 unterteilt, so daß die Kanäle 24 und 25 Luftklappen 7
und 8 und die darunterliegenden Kanäle 26 und 27 Luftklappen 7′
und 8′ aufweisen. Alle diese Luftklappen 5, 6, 7, 8, 7′ und 8′
sind individuell und unabhängig voneinander verstellbar. Die
Kanäle 24 bis 27 werden derart mit Austrittsöffnungen verbun
den, daß die Kanäle 24 und 26 einer Fahrzeugseite und die Kanä
le 25 und 27 der anderen Fahrzeugseite zugeordnet sind. Die Ka
näle 24 und 25 führen dabei zu oberen, etwa im Bereich des
Armaturenbrettes eines Personenkraftwagens liegenden Austritts
öffnungen, während die Kanäle 26 und 27 zu im Bereich des Fuß
raums befindlichen Austrittsöffnungen führen.
Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, lassen sich durch diese
Anordnung bei entsprechender Stellung der Luftklappen 5, 6, 7,
8, 7′ und 8′ vier Zonen unterschiedlich temperieren. Fig. 2
zeigt, daß durch die Stellung der Luftklappe 5 ein relativ gro
ßer Anteil von Zuluft durch den Verdampfer 2 und den Abschnitt
3 des Heizkörpers dem Kanal 24 zugeführt wird. Gleichzeitig
strömt von dem Verdampfer über die Durchtrittsöffnung 10 bei
geöffneter Luftklappe 7 ein Kaltluftanteil in den Kanal 24. In
den Kanal 25 strömt von dem Verdampfer durch den Abschnitt 4
des Heizkörpers ein Zuluftanteil, der zur Warmluft aufgeheizt
wird. Durch die Durchtrittsöffnung 10 strömt weiterhin bei
geöffneter Luftklappe 8 ein Anteil von Kaltluft. In beiden
Kanälen 24 und 25 ist somit ein Kaltluft-Warmluft-Gemisch
vorhanden, das jedoch aufgrund der Stellung der Luftklappen 5
und 6 unterschiedlich temperiert ist.
In dem unteren, in der Zeichnung linken Kanal 26 der Fig. 3 ist
nur Warmluft vorhanden, da der zu ihm führende Bereich der
Durchtrittsöffnung 10 durch die Luftklappe 7′ verschlossen ist.
In dem rechten unteren Kanal 27 liegt ein Kaltluft-Warmluft-Ge
misch vor, bei welchem jedoch der Kaltluftanteil aufgrund der
Stellung der Luftklappe 8′ im Vergleich zu dem Kaltluft-Warm
luft-Gemisch des Kanals 25 verringert ist. Durch die vorstehend
beschriebene Stellung der Luftklappen 5, 6, 7, 8 und 7′, 8′ er
gibt sich nicht nur eine unterschiedliche Temperierung in vier
Zonen, sondern auch eine Temperaturschichtung in der Höhe. Der
der linken Seite zugeordnete und zu Luftaustrittsöffnungen im
Fußbereich führende Kanal 26 führt nur Warmluft. Der ebenfalls
der linken Seite zugeordnete′, zu Luftaustrittsöffnungen im Be
reich eines Armaturenbrettes führende Kanal 24 führt ein Kalt
luft-Warmluft-Gemisch, so daß für den linken Bereich eine Tem
peraturschichtung eingestellt ist. Entsprechendes gilt auch für
den rechten Bereich. Der Luftaustrittsöffnungen im Fußbereich
zugeordnete Kanal 27 führt ein Kaltluft-Warmluft-Gemisch mit
einem relativ großen Anteil an Warmluft und einem relativ ge
ringen Anteil an Kaltluft. Der ebenfalls der rechten Seite zu
geordnete Kanal 25 führt dagegen ein Kaltluft-Warmluft-Gemisch
mit einem größeren Anteil an Kaltluft aufgrund der stärkeren
Öffnung der Luftklappe 8.
In dem Vorstehenden ist erläutert worden, daß der Heizkörper in
zwei Abschnitte 3 und 4 aufgeteilt ist, die in Abstand zeitlich
nebeneinander angeordnet sind. Dies ist selbstverständlich auch
so zu verstehen, daß zwei jeweils selbständige Heizkörper ent
sprechend den Abschnitten 3 und 4 vorgesehen werden können, die
nicht durch irgendwelche Verbindungselemente zu einer Bauein
heit zusammengefügt sein müssen.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Beheizen und/oder Klimatisieren des In
nenraums eines Fahrzeuges mit einem Zuführkanal für Zuluft und
mehreren in den Innenraum mündenden Austrittsöffnungen, mit
einem Heizkörper, der in zwei Abschnitte unterteilt ist, die in
Abstand nebeneinander in einem Kanalabschnitt angeordnet sind
und zwischen sich eine Durchtrittsöffnung für den direkten
Durchtritt der Zuluft belassen und mit verstellbaren Mitteln
zum Verteilen der durchströmenden Luftmenge, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem Kanalabschnitt die Zuströmung zu den Ab
schnitten (3, 4) des Heizkörpers und der Durchtrittsöffnung
(10) absperrende oder (auch teilweise) freigebende Absperrele
mente (5, 6) angeordnet sind, daß eine wenigstens annähernd
mittig zu der Durchtrittsöffnung (10) verlaufende Trennwand
(15) vorgesehen ist, die die Durchtrittsöffnung (10) in der
Breite in zwei Öffnungen unterteilt und daß anschließend an die
Abschnitte (3, 4) des Heizkörpers und die Durchtrittsöffnung
(10) eine die austretenden Luftströme in der Höhe unterteilende
Trennwand (16) angeordnet ist, wobei den vier dadurch gebildeten
Kanälen eigene Absperrelemente (7, 8, 7′, 8′) zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Kanalabschnitt (9) zwei Verteilklappen (5, 6) angeordnet
sind, die um im Bereich der Ränder der Durchtrittsöffnung (10)
befindliche Achsen (11, 12) verschwenkbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Durchtrittsöffnung (10) wenigstens annähernd den
gleichen Querschnitt aufweist wie die beiden vorzugsweise
gleich groß bemessenen Abschnitte (3, 4) des Heizkörpers.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die der Durchtrittsöffnung (10) zugeordne
ten Absperrelemente (7, 8, 7′, 8′) entsprechend der die Luft
ströme in der Höhe unterteilenden Trennwand (16) unterteilt
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Absperrelemente (5, 6, 7, 8, 7′, 8′)
unabhängig voneinander verstellbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absperrelemente (5, 6, 7, 8, 7′, 8′)
und/oder ihre Betätigungseinrichtungen an den Böden oder den
Wasserkästen der Abschnitte (3, 4) des Heizkörpers untergebracht
und vorzugsweise in diese integriert sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Heizkörper (3, 4) mit einer Heizmedium
regelung ausgerüstet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abschnitte (3, 4) des Heizkörpers unabhängig voneinander
mit Heizmedium versorgbar sind.
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