DE10112969A1 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Eine Klimaanlage mit einer zentralen Kühleinrichtung, die wenigstens ein Gehäuse, eine Filteranordnung sowie wenigstens einen Kühlkörper aufweist, sowie mit mehreren Luftführungskanälen, die zu verschiedenen Luftaustrittsbereichen des Fahrzeuginnenraumes hin verlegt sind, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Kühleinrichtung außerhalb des Fahrzeuginnenraumes angeordnet, und den Luftführungskanälen sind mehrere dezentral angeordnete Strömungsfunktionseinheiten zugeordnet, die jeweils wenigstens einen Heizkörper sowie wenigstens ein Stellelement für eine Steuerung einer Temperierung der den jeweiligen Luftführungskanal durchströmenden Luft aufweisen. DOLLAR A Einsatz für Personenkraftwagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer zentralen Kühleinrichtung, die wenigstens ein Geblä­ se, eine Filteranordnung sowie wenigstens einen Kühlkörper aufweist, sowie mit mehreren Luftführungskanälen, die zu ver­ schiedenen Luftaustrittsbereichen des Fahrzeuginnenraumes hin verlegt sind.

Es ist bekannt (DE 198 14 581 A1), bei einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ein zentrales Kältemodul in einem Motorraum anzuordnen. Das Kältemodul umfasst einen Verdichter, einen Kondensator, ein Drosselorgan und einen Verdampfer. Im Fahr­ zeuginnenraum sind mehrere dezentrale Wärmeübertragungseinhei­ ten verteilt angeordnet, die jeweils neben einem Wärme­ übertrager ein Gebläse und einen zwischen dem Gebläse und der entsprechenden Luftaustrittsdüse in dem Fahrzeuginnenraum ver­ laufenden Luftführungskanal aufweisen. Die Steuerung der Durchströmung der Wärmeübertrager mittels Wärmeübertragungsme­ dien erfolgt durch das zentrale Kältemodul bzw. durch die Hit­ ze des Motors im Motorraum.

Aus der DE 197 43 427 A1 ist es bekannt, Ausströmbereiche ei­ ner Heizungs- und Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges im Cock­ pitbereich des Fahrzeuginnenraumes mit Wärmeübertragern zu versehen, wobei die Wärmeübertrager als dezentrale, beheiz- oder kühlbare Ausströmgitter der Heizungs- oder Klimaanlage dienen.

Die DE 41 23 949 A1 offenbart einen Personenkraftwagen, der ein in einem Türschweller untergebrachtes Heiz- oder Klimage­ rät aufweist. Das Heiz- oder Klimagerät weist einen Verdamp­ fer, einen Wärmeübertrager sowie ein Gebläse auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die individuelle Klimatisierungen an unterschiedlichen Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum mit einfachen Mitteln ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kühleinrichtung außerhalb des Fahrzeuginnenraumes angeordnet ist, und dass den Luftführungskanälen mehrere dezentral angeordnete Strö­ mungsfunktionseinheiten zugeordnet sind, die jeweils wenigs­ tens einen Heizkörper sowie wenigstens ein Stellelement für eine Temperatursteuerung der den jeweiligen Luftführungskanal durchströmenden Luft aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine individuelle Klimatisierung verschiedener Zo­ nen des Fahrzeuginnenraumes möglich, da die verschiedenen Luftführungskanäle mittels der jeweils zugeordneten Heizkör­ per individuell temperiert werden können. Erfindungsgemäß wird gekühlte Luft von der Kühleinrichtung aus zu den Luft­ führungskanälen geführt, wo die gekühlte Luft mittels der Strömungsfunktionseinheiten individuell und unabhängig von den übrigen Luftführungskanälen temperiert werden kann. Durch die zentrale Anordnung der Kühleinrichtung außerhalb des Fahrzeuginnenraumes ergibt sich im Fahrzeuginnenraum gegen­ über dem Stand der Technik zusätzlicher nutzbarer Raum, da beim Stand der Technik die zentrale Kühleinrichtung im Cockpitbereich und damit innerhalb des Fahrzeuginnenraumes posi­ tioniert war.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Kühleinrichtung - in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen - vor einer Stirn­ wand der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Dadurch befindet sich die Kühleinrichtung, d. h. Gebläse, Filteranordnung und Kühl­ körper, in einem vor der Stirnwand befindlichen Raum, vor­ zugsweise dem Motorraum. Die Filteranordnung kann aus einem oder aus mehreren Filtern bestehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Stellelemen­ te derart angeordnet, dass sie die die Luftführungskanäle durchströmende Luftmenge und/oder die Durchströmung eines Wärmeübertragungsmediums des Heizkörpers steuern. Somit ist eine luft- oder eine wasserseitige Regelung möglich. Falls entsprechende Stellelemente in den Luftführungskanälen ange­ ordnet sind, so sind sie vorzugsweise als Luftklappen gestal­ tet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist den Stellelemen­ ten eine Steuereinheit zugeordnet, die abhängig von vorgege­ benen Parametern Luft- oder Wärmeübertragungsmedium-Durch­ strömungen der Stellelemente einzeln, gruppenweise oder ge­ meinsam regelt. Die elektronische Steuereinheit ermöglicht somit für jede Sitzposition eine individuelle Klimatisierung. Jeder Mitfahrer kann individuell seine gewünschte Temperie­ rung einstellen, unabhängig von seiner Sitzposition im Front- oder Fondbereich. Die Steuereinheit ermöglicht daher sowohl luft- als auch wasserseitige Regelungen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Fahrzeuginnen­ raum im Stirnwandbereich ein in Fahrzeugquerrichtung verlau­ fender Verteilungskanalabschnitt, der mit der Kühleinrichtung verbunden ist, vorgesehen, der mit einer der Anzahl der Strö­ mungsfunktionseinheiten entsprechenden Anzahl von über die Länge des Verteilungskanalabschnittes verteilt angeordneten Abzweigstutzen versehen ist, an den jeweils die Strömungs­ funktionseinheiten angeschlossen sind. Der Verteilungskanal­ abschnitt einschließlich seiner Abzweigstutzen sowie der zu­ geordneten Strömungsfunktionseinheit kann somit unterhalb des Cockpits angeordnet und als Baueinheit einschließlich der Strömungsfunktionseinheiten vormontiert sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jede Strömungs­ funktionseinheit ein Gehäuse auf, in dem der wenigstens eine Heizkörper integriert ist, und das mit einem Eintrittsquer­ schnitt und einem Austrittsquerschnitt versehen ist, die an die angrenzenden Kanalabschnitte für die Luftdurchströmung angepasst sind. Dadurch ist eine einfache Verbindung, insbe­ sondere durch eine Steckverbindung, mit Abzweigstutzen oder Kanalabschnitten der entsprechenden Luftführungskanäle er­ zielbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Klimaanlage,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Klimaanlage nach Fig. 1 und

Fig. 3 schematisch die Klimaanlage nach den Fig. 1 und 2.

Ein Personenkraftwagen, der in einem Frontbereich einen Mo­ torraum M aufweist, und der mit einem Fahrzeuginnenraum F versehen ist, ist in dem Motorraum M mit einem Antriebsmotor 1 versehen. Der Motorraum M ist durch eine Stirnwand S. die Teil der Fahrzeugkarosserie ist, von dem Fahrzeuginnenraum F getrennt.

Die Klimaanlage weist eine zentrale Kühleinrichtung 2, 3, 4 auf, die - in Fahrtrichtung gesehen - vor der Stirnwand S, vorzugsweise im Motorraum oder einem zwischen der Stirnwand und dem Motorraum liegenden Aggregatraum, untergebracht ist. Die Kühleinrichtung weist ein Gebläse 2, einen Filter 3 und einen Verdampfer 4 auf, der als Kühlkörper dient. Der Ver­ dampfer 4 ist gemäß Fig. 1 in einem Gehäuse untergebracht, das die Stirnwand S durchsetzt und sich hinter der Stirnwand in einen horizontal und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Verteilungskanalabschnitt 16 fortsetzt. Der Verteilungskanal­ abschnitt 16 weist insgesamt zehn Abzweigstutzen auf, an die Strömungsfunktionseinheiten 6 bis 15 anschließen. Jede Strö­ mungsfunktionseinheit 6 bis 15 weist ein Gehäuse auf, in dem ein Heizkörper 18, 19 sowie wenigstens ein Stellelement un­ tergebracht sind, das bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel jeweils als luftseitig regelbares Stellelement in Form einer Luftklappe 20, 21 ausgeführt ist. Die Heizkörper 19, 21 sind in dem Gehäuse jeder Strömungsfunktionseinheit 6 bis 15 integriert. Gleiches gilt auch für die Stellelemente in Form der Luftklappen. Durch die Luftklappen 20, 21 ist die durch die Luftführungskanäle, deren Teil die Strömungsfunktionsein­ heiten 6 bis 15 sind, strömende Luftmenge regelbar, wodurch auch gesteuert werden kann, ob und um welchen Grad die von der Kühleinrichtung geförderte, gekühlte Luft durch den je­ weiligen Heizkörper aufgeheizt werden soll.

Die Heizkörper 18, 19, die in jeder Strömungsfunktionseinheit 6 bis 15 integriert sind, werden in grundsätzlich bekannter Weise von einem Wärmeübertragungsmedium durchflossen, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 1 im Motorraum M ist. Hierzu sind alle Wärmeübertrager, d. h. Heizkörper der Strömungsfunktionsein­ heiten 6 bis 15 mit Hilfe entsprechender Leitungen 17 an den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors 1 angeschlossen. Die entsprechende Steuereinheit 5 des Kühlkreislaufes weist eine Pumpe auf, die das durch den Verbrennungsmotor 1 aufgeheizte Kühlmittel zu den Heizkörpern fördert und das Wärmeübertragungsmittel, d. h. Kühlmittel, auch wieder zum Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors 1 zurückfördert.

Wie anhand der Fig. 1 erkennbar ist, befinden sich die Strö­ mungsfunktionseinheiten 6 bis 15 in unmittelbarer Nähe des Verteilungskanalabschnittes 16, indem ihre Gehäuse direkt an die entsprechenden Abzweigstutzen angefügt sind. An die aus­ gangsseitigen Kanalquerschnitte der Strömungsfunktionseinhei­ ten 6 bis 15 sind entsprechend angepasste Kanalabschnitte der Luftführungskanäle angefügt, die insbesondere durch Steckver­ bindungen mit den Strömungsfunktionseinheiten 6 bis 15 ver­ bunden sind. Die entsprechenden Luftführungskanalabschnitte führen zu Ausströmelementen des Fahrzeuginnenraumes, die durch Belüftungsdüsen gebildet sein können, die an unter­ schiedlichen Stellen der Front- und Fondbereiche des Fahr­ zeuginnenraumes F in diesen münden. Beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel dient die Strömungsfunktionseinheit 6 zur Temperierung der an einer linken Seitendüse ausströmenden Luft und die Strömungsfunktionseinheit 7 sowohl zur Temperie­ rung im Fondbereich unten als auch zur Temperierung im Be­ reich der B-Säule im Fußraum. Die Strömungsfunktionseinheit 8 führt temperierte Luft zu einem Defrostausströmer und zu ei­ ner Düse im Fußraum vorne. Die Strömungsfunktionseinheit 9 dient zur Fondbelüftung. Die beiden Strömungsfunktionseinhei­ ten 10 und 11 dienen zur Beschickung der Mitteldüsen im Cock­ pitbereich. Die Strömungsfunktionseinheit 12 dient - entspre­ chend symmetrisch gegenüberliegend - zur Fondbelüftung auf der rechten, d. h. Beifahrerseite. Die Strömungsfunktionsein­ heit 13 dient zur entsprechend rechten Temperierung des Fuß­ raumes und der Defrostausströmer im Windschutzscheibenbe­ reich. Die Strömungsfunktionseinheit 14 dient zur Temperie­ rung im Bereich der B-Säule und im Bereich des Fußraumes hin­ ten und die Strömungsfunktionseinheit 15 dient zur Temperie­ rung der rechten Seitendüse.

Die Strömungsfunktionseinheiten 7, 8, 13, 15 weisen jeweils zwei Luftauslässe auf, denen jedoch lediglich ein einzelner, gemeinsamer Heizkörper zugeordnet ist. Dabei dienen die Strö­ mungsfunktionseinheiten 7 und 14 sowohl zur Temperierung im B-Säulenbereich links und rechts als auch zur Temperierung des hinteren Fußraumes, ebenfalls links und rechts getrennt. Die Strömungsfunktionseinheiten 8 und 13 dienen zur Temperie­ rung der links- und rechtsseitigen Defrostausströmer unter­ halb der Windschutzscheiben sowie zur Temperierung des vorde­ ren Fußraumes, jeweils links- und rechtsseitig getrennt.

Jeder Heizkörper ist auch wasserseitig regelbar, indem die Durchströmung der Leitungen 7 mittels des Wärmeübertragungs­ medium durch entsprechende, nicht näher dargestellte Stellor­ gane gesteuert wird.

In nicht näher dargestellter Weise sind sowohl die wassersei­ tigen als auch die luftseitigen Stellorgane durch eine zent­ rale Steuereinheit regelbar, die auf vorgegebene, individuel­ le Einstellungen im Bereich der Sitzpositionen des Fahrzeu­ ginnenraumes reagiert und so die individuelle Einstellung der Temperierung im Bereich jeder Sitzposition ermöglicht.

Claims (7)

1. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer zentralen Kühleinrichtung, die wenigstens ein Gebläse, eine Filteran­ ordnung sowie wenigstens einen Kühlkörper aufweist, sowie mit mehreren Luftführungskanälen, die zu verschiedenen Luftaus­ trittsbereichen des Fahrzeuginnenraumes hin verlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (2, 3, 4) außerhalb des Fahrzeuginnenrau­ mes (F) angeordnet ist, und dass den Luftführungskanälen (16) mehrere dezentral angeordnete Strömungsfunktionseinheiten (6 bis 15) zugeordnet sind, die jeweils wenigstens einen Heiz­ körper (18, 19) sowie wenigstens ein Stellelement (20, 21) für eine Temperatursteuerung der den jeweiligen Luftführungs­ kanal durchströmenden Luft aufweisen.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (2, 3, 4) - in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen - vor einer Stirnwand (S) der Fahr­ zeugkarosserie angeordnet ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente derart angeordnet sind, dass sie die die Luftführungskanäle durchströmende Luftmenge und/oder die Durchströmung eines Wärmeübertragungsmediums des Heizkörpers steuern.

4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Stellelementen eine Steuereinheit zugeordnet ist, die abhängig von vorgegebenen Parametern Luft- oder Wärme­ übertragungsmedium-Durchströmungen der Stellelemente einzeln, gruppenweise oder gemeinsam regelt.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeuginnenraum (F) im Stirnwandbereich ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Verteilungskanalabschnitt, der mit der Kühleinrichtung (2, 3, 4) verbunden ist, vorgesehen ist, der mit einer der Anzahl der Strömungsfunktionsein­ heiten (6 bis 15) entsprechenden Anzahl von über die Länge des Verteilungskanalabschnittes verteilt angeordneten Ab­ zweigstutzen versehen ist, an die jeweils die Strömungsfunk­ tionseinheiten (6 bis 15) angeschlossen sind.

6. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Strömungsfunktionseinheit (6 bis 15) ein Gehäuse aufweist, in dem der wenigstens eine Heizkörper (18, 19) in­ tegriert ist, und das mit einem Eintrittsquerschnitt und ei­ nem Austrittsquerschnitt versehen ist, die an die angrenzen­ den Kanalabschnitte für die Luftdurchströmung angepasst sind.

7. Klimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ein- und Austrittsquerschnitten des Gehäu­ ses und den angrenzenden Kanalabschnitten eine Steckverbin­ dung vorgesehen ist.