SE504372C2 - Klimatanläggning och förfarande för reglering av klimatanläggning - Google Patents

Description

504 372 10 15 20 25 30 Kort beskrivning av uppfinningen Ovarmämnda ändamål har enligt uppfmningen emåtts genom att en klirnatanläggning av det i kravets 1 ingress angivna slaget uppvisar de i kravets kärmetecknande del angivna särdragen och genom att ett förfarande av det i kravets 6 ingress angivna slaget innefattar de i detta krav angivna speciella åtgärdema.

Uppfinningen är således tillämpbar vid en sådan klimatanläggning som är försedd med en värmeväxlare för uppvärmning av luften vid kall väderlek. Vid varm väderlek utnyttjas den egenskapen, som vanligen uppfattas som negativ, att värmeväatlaren utövar ett strömningsmotstånd för den luft som passerar genom denna, medan någon upphettning av luften då ej sker, eftersom värmevärrlaren då är avstängd. Strömningsmotståndet genom värmeväxlaren sänker luftflödets hastighet vilket upplevs som en högre temperatur. Genom reglerorganen som är anordnade individuellt för varje zons utblåsningsöppning regleras hur stor del av luften som passerar värmeväxlaren och hur stor del som förbishuntas, och därmed den resulterande utblåsningshastigheten som bestämmer hur temperaturen uppfattas. Genom att utnyttja en i anläggningen redan befintlig värmeväxlares strömningsmotstånd för individuell påverkan av utblåsningsluftens hastighet erhålles en avsevärd förenkling av anläggningens konstruktion där behovet av separata fläktar har kunnat elimineras.

Som reglerorgan utnyttjas lärnpligtvis sarnrna reglerorgan som reglerar luftpassagen förbi/genom värmeväxlaren vid kall väderlek då värmeväxlaren värmer luften.

Lärnpligtvis är en grenledning anordnad till varje utlopp där värmeväxlaren täcker en del av varje grenlednings genomströmningsarea, och ett spjäll reglerar luftens fórbi- resp. genomströmning.

Reglerorganen kan utföras med enkel tilUfrånfunktion eller såsom kontinuerligt reglerbara.

Ytterligare uppfinningen utmärkande fördelar och egenskaper samt fördelaktiga utfóringsforrner av uppfinningen framgår av efterföljande beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utfóringsforrn. Beskrivningsexemplet göres med hänvisning till bifogade figur. 10 15 20 25 30 504 372 Figurförteckning Fig 1 är en principskiss genom en klimatanläggning i enlighet med uppfinningen.

Beskrivningsexempel Fig 1 visar schematiskt luftkanalerna i en klimatanläggning i ett fordon, exempelvis i personbil. I en huvudledning 2 strömmar luft, som trycksatts exempelvis av en fläkt 1, i pilens A riktning och delas sedan upp i ett luftflöde i vardera grenledning 3 och 4. Vardera grenledningen mynnar i varsin zon av bilens kupéutrymme 7 genom respektive utblåsningsöppning 5 och 6, anordnade t.ex. vid passagerarplatsen och förarplatsen. I kanalsystemet är anordnad en värmeväxlare 8 genom vilken kylvätska från fordonets drivmotor kan cirkulera via till- och frånledningar 9, 10. Därvid är tilledningen 9 försedd med en ventil 1 1 fór såväl kontinuerlig reglering som helt avstängning av kylvätsketillforseln.

Värmeväxlaren 8 sträcker sig in i båda grenledningarna 3, 4 och upptar en del av vardera grenledningens genomströnntingsarea.

Genom ett spjäll 12, 13 i vardera grenledningen 3, 4 kan luftflödet i respektive grenledning styras att i olika omfattning passera genom motsvarande del av värmeväxlaren 8. Vardera grenledningen 3,4 innefattar på detta sätt dels en ledningsdel 31,41 där genomsuömmande luft tempereras av värmeväxlaren, dels en ledningsdel 32,42 där luften ej tempereras av värmeväxlaren. Spj ällen 12, 13 regleras oberoende av varandra och oberoende av ventilen ll till värmeväxlaren 8. Vardera spjället 12, 13 ligger i ett mot figuren vinkelrätt plan och kan vridas kring en mot figuren vinkelrät axel vid sin nedströmsände. Vid kall väderlek då värmeväxlaren 8 är aktiverad genom att ventilen 11 är öppen för att medge cirkulation av kylvätska genom värmeväxlaren reglerar spj ällen 12, 13 hur stor del av vardera luftflödet ska ledas genom de olika ledningsdelama 31,32,41,42 och därmed hur stor andel av luftflödet som ska uppvärmas genom passage genom värmeväxlaren. De tempererade delarna av luftflödet blandas sedan med de fórbishuntade, icke tempererade delarna av luftflödet nedströms värmeväxlaren, så att den resulterande lufttemperaturen vid respektive utblåsningsöppning 5, 6 blir beroende av motsvarande spjälls 12, 13 inställningsläge. Denna aspekt av klimatanläggníngens funktion för att åstadkomma olika lufttemperaturer på den genom utblåsningsöppningarna 5,6 utströmrnande luften är i sig välkänd och allmänt tillämpad. 504 372 10 15 20 25 30 4 Vid varm väderlek, då temperaturen i fordonets kupé ej behöver uppvärmas utan om möjligt i stället behöver sänkas, är värmeväxlaren deaktiverad genom att ventilen ll är stängd. Även i detta driftstillstånd utnyttjas enligt uppfinningen spjällen 12, 13 för att styra en del av luftflödet genom de respektive ledníngsdelarna 31 ,32,41,42 av grenledningama 3, 4.

Värmeväxlaren utgör, beroende på dess konstruktiva utformning, ett mer eller rnindre stort strömningsmotstånd så att tryck och hastighet för den del av luftflödet som passerar genom denna, dvs genom de tempererade ledningsdelama 31,41, sänkes. Idet i figuren visade exemplet är det undre spjället 12 i ett läge där all luft i motsvarande grenledning 3 leds genom den icke tempererade ledningdelen 32, och således förbishuntas värmeväxlaren 8.

Luften strömmar därvid genom grenledningen 3 till dess utlopp 5 med full hastighet.

Det övre spjället 13 är inställt i ett mellanläge så att en del av luften i motsvarande grenledning 4 tvingas att passera den tempererade ledningsdelen 41, (fastän egentligen ingen temperering förekommer), och således genom motsvarande del av värmeväxlaren 8 så att dess hastighet därmed sänkes. Denna luft blandas sedan nedströms värmeväxlaren 8 med den förbishuntade luften som passerar genom den icke tempererade ledningsdelen 42.

Luftens hastighet när den når grenledningens 4 utlopp 6 blir därmed reducerad i beroende av hur stor del av luften som genom spjället 13 leds genom den tempererade ledningsdelen 41 och genom värmeväxlaren 8. I det visade exemplet åstadkommes således maximal subjektiv kyleffekt i den zon ibilens kupé 7 i vilken den nedre grenledningens 3 utlopp 5 mynnar, medan den subjektiva kyleffekten i zonen vid det andra utloppet 6 ligger på en mellannivå.

Om det övre spjället 13 i grenledningen 4 inställes i det uppåtvinklade läge som representeras av den streckade linjen 13' tvingas all luft i denna grenledning 4 att passera genom den tempererade ledningdelen 41 och genom värmeväxlaren 8, vilket leder till lägsta möjliga hastighet för den genom motsvarande utlopp 6 strömmande luften och därmed lägsta subjektiva kyleffekt i motsvarande zon av kupén 7.

Om ett större reglerområde önskas än vad som uppnås genom utnyttjande av det tryckfall som värmeväxlaren 8 maximalt kan åstadkomma, kan vardera kanalen 3, 4 kompletteras med ett enkelt strypspjäll 14 resp. 15. Genom dessa kan den individuella utblåsningshastigheten genom vardera öppningen 5, 6 regleras ner ytterligare. I altemativa utföringsforrner kan dessa strypspjäll 14,15 utgöras av s k panelmunstycken som direkt kan regleras av föraren/passageraren 10 15 20 25 504 372 5 Den individuella kylningen uppnås således genom individuellt reglerad utströrnningshastighet genom respektive utlopp 5,6. Ett gemensamt organ, fläkten 1 används för alstrande av luftflödet och redan befintliga organ, som reglerar uppvärmningen vid kall väderlek, spjällen 12, 13 och värmeväxlaren 8 utnyttjas för denna individuella reglering av utströmningshastigheten vid kall väderlek.

Med fördel är klimatanläggningen styrd automatiskt under inverkan av ett elektriskt styrsystem och de aktuella spjällen är därvid reglerade medelst elektriska servomotorer. I figuren är detta visat genom ett styrsystem 20, lämpligen i form av ett elektriskt, mikrodatorbaserat styrsystem, som via med prickade linjer visade ledningar är förbundet med servoorgan vid respektive spjäll 12-15, fläkt 1 och ventil 11. Styrsystemet 20 innefattar även lämpligen en reglagepanel av i sig känd utforrrming där en önskad, subjektiv temperatur på luften genom respektive utblåsningsöppning 5,6 manuellt kan inställas. Det enda som föraren /passageraren behöver reglera är att inställa en önskad "temperaturkänsla", varvid styrenheten 20 sedan i beroende därav reglerar såväl fläktens hastighet som inställningen av de aktuella spjällen 12-15 och ventilen 1 1. Det blir därvid den lägst valda temperaturen som bestämmer fläktens hastighet, och den luft som ska ledas till motsvarande utlopp fórbishuntas helt värmeväxlaren. För den som valt den högre temperaturen bringas luften att i mer eller mindre grad passera genom värmeväxlaren for att luften ska få en lägre strömningshastighet och därmed ge en känsla av att vara varmare än den luften som utströmmar genom det andra utsläppet, fastän luftens temperatur genom båda utsläppen i verkligheten är densamma. I det fall luften ska uppvärmas är värmeväxlaren i ett aktiverat tillstånd och den genomströmmande luften uppvärmes. I dylikt fall fungerar ldimatanläggningen på i sig känt sätt genom att spjällen 12,13 reglerar graden av uppvärmning på den genom utblåsningsutloppen 5,6 utströmmande luften.

Claims (10)

504 372 10 15 20 25 30 Patentkrav

1. l. Klimatanläggning, företrädesvis för ett fordon, innefattande luftledningsorgan (2, 3, 4) med minst två utlopp (5, 6) till ett utrymme (7) som skall klimatpåverkas individuellt från utloppen (5,6), en fläkt (1) för alstrande av luftflöde i luftledningsorganen (2, 3, 4), och en värmeväxlare (8) som genomströmmas av värmemedium för temperering av luftflödet , varvid luftledningorganen till vardera utloppet innefattar en ledningsdel (3 1,41) för tempererad luft och en ledningsdel (32,42) för icke tempererad luft , varvid värmeväxlaren är anordnad i ledningsdelarna (31,41) för tempererad luft, varvid värmeväxlaren är förbunden med reglerorgan (11) för reglering av medieströmning genom värmeväxlaren (8), och varvid individuella reglerorgan ( 12,13) är anordnade fór reglering av hur stor andel av luftflödet som ska passera genom ledningsdelarna (3 1,41) för tempererad luft respektive ledningsdelarna (32,42) för icke tempererad luft för individuell reglering av temperaturen på den genom utloppen (5,6) utströmmande luften kännetecknad av att när reglerorganet (1 l) för reglering av medieströmning genom värmeväxlaren (8) är i ett läge där medieströmningen genom värmeväxlaren (8) är avstängd, så är åtminstone ett av de individuella reglerorganen (12,13) anordnat att reglera och reducera det av fläkten (1) alstrade luftflödet till åtminstone ett av utloppen (5,6), och att denna reglering sker genom utnyttjande av värmeväxlarens (8) strömningsmotstånd i de tempererade ledningsdelarna (3 1,41), varvid reducering av det av fläkten (1) alstrade luftflödet till aktuellt utlopp (5,6) är anordnad genom reglering av hur stor andel av luften som leds genom den tempererade ledningsdelen (3 1 ,41) respektive icke tempererade ledningsdelen (32,42) till aktuellt utlopp (5,6).

2. Klimatanläggning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att de individuella reglerorganen (12, 13) innefattar inställbara spjäll som är anordnade i vardera grenledningen (3, 4), vilka spjäll (12, 13) är anordnade att reglera hur stor del av luftflödet som tvingas passera värmeväxlarorganen (8) respektive som förbishuntas desamma. 10 15 20 25 30 504 372 7

3. Klimatanläggning enligt något av patentkraven 1 eller 2, kännetecknad av att de individuella reglerorganen (12, 13) är kontinuerligt inställbara bringande från 0 till 100 % av luftflödet till respektive utlopp (5, 6) att passera värmeväxlarorganet (8).

4. Klimatanläggning enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknad av att ytterligare individuellt reglerbara reglerorgan (14, 15) är anordnade i luftflödet till vardera utlopp (5, 6) och att dessa är anordnade att strypa luftflödet till respektive utlopp (5,6).

5. Klimatanläggning enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknad av att de individuellt reglerbara reglerorganen (12,13) är förbundna med servoorgan vilka regleras under inverkan av ett elektriskt styrsystem (20).

6. Förfarande för reglering av en klimatanläggning avsedd för temperering av luften i ett utrymme, företrädesvis ett kupéutryrnme i ett fordon, innefattande luftledningsorgan (2,3,4) med minst två utlopp (5,6) till utrymmet (7), en fläkt (1) för alstrande av ett luftflöde i luftledningsorganen (2,3,4), och en värmeväxlaie (8) för att vid behov uppvärma luftflödet, varvid individuell temperaturreglering av luften som tilledes utloppen (5,6) åstadkommes medelst individuella reglerorgan (12,13) vilka reglerar hur stor andel av luften till respektive utlopp (5,6) som passerar genom värmeväxlaren (8) respektive förbiledes densamma kännetecknat av att när behov av uppvärmning saknas deaktiveras värrneväxlaren (8) så att ingen temperering sker av den genom värmeväxlaren (8) stömmande luften, och att subjektiv temperering av luften till åtminstone det ena utloppet (5,6) sker genom reglering av hur stor andel av luftflödet till detta utlopp (5,6) som leds genom värmeväxlaren (8), varvid värmeväxlarens (8) strömningsmotstånd utnyttjas för att reducera hastigheten på den till utloppet (5,6) avdelade andelen av luftflödet.

7. Förfarande enligt patentkrav 6 kännetecknat av att regleringen av hur stor andel av respektive luftflöde som leds genom värmeväxlaren (8), sker medelst inställning av de individuella reglerorganen (12, 13). 10 15 504 372 8

8. För-farande enligt patentkrav 6 eller 7 kännetecknat av att väsentligen hela luftflödet till det av utloppen (5,6) som ska tilledas den subjektivt kallare luften fórbiledes värmeväxlaren (8), och att luftflödet till det av utloppen (5,6) som ska tilledas den subjektivt varmare luften ledes genom värmeväxlaren (8), för att genom utnyttjande av värmeväxlarens (8) strömningsmotstånd reducera hastigheten på den till aktuellt utlopp (5,6) avdelade andelen av luftflödet.

9. Förfarande enligt patentkrav 8 varvid reglering av luftens hastighet till det av utloppen (5,6) som ska ge den subjektivt kallaste luften sker genom reglering av drivhastigheten på fläkten (I) kännetecknat av att den av fläkten (1) alstrade hastigheten hos luften till det av utloppen (5,6) som ska ge den subjektivt varmaste luften reduceras genom reglering medelst de individuella reglerorganen (l2,l3) av hur stor andel av denna luft som leds genom värmeväsclaren (8).

10. Förfarande enligt något av patentkraven 7- 9 kännetecknat av regleringen av de individuella reglerorganen (l2,13) sker kontinuerligt.