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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugtemperiersystem mit einem Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer von zu erwärmender Luft umströmbaren Kondensator-Wärmetauscheranordnung und wenigstens einer von zu kühlender Luft umströmbaren Verdampfer-Wärmetauscheranordnung. Ferner betrifft die Erfindung ein mit einem derartigen Fahrzeugtemperiersystem ausgestattetes Fahrzeug, wie z.B. Omnibus.
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Die
DE 10 2014 219 042 A1 offenbart ein beispielsweise auf dem Dach eines Omnibusses anzubringendes Fahrzeugtemperiersystem, bei welchem zu erwärmende Luft so geführt wird, dass sie eine Kondensator-Wärmetauscheranordnung umströmt, während zu kühlende Luft so geführt wird, dass sie eine Verdampfer-Wärmetauscheranordnung umströmt. Je nachdem, ob der Innenraum eines mit einem derartigen Temperiersystem ausgestatteten Fahrzeugs zu kühlen oder zu heizen ist, wird die gekühlte Luft, also die die Verdampfer-Wärmetauscheranordnung umströmende Luft, in den Innenraum des Fahrzeugs eingeleitet, oder wird die erwärmte Luft, also die Kondensator-Wärmetauscheranordnung umströmende Luft, in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet. Der jeweils andere Luftstrom wird so geführt, dass er zur Umgebung hin abgegeben wird. Durch eine Mehrzahl von Sperr/Freigabe-Klappen können die Luftströme im Bereich der Kondensator-Wärmetauscheranordnung und im Bereich der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung so geführt werden, dass sie entweder von der Umgebung oder aus dem Innenraum des Fahrzeugs in Richtung zur jeweiligen Wärmetauscheranordnung geleitet werden und, von der jeweiligen Wärmetauscheranordnung kommend, entweder in Richtung zu einer die Luft zur Umgebung hin fördernden Gebläseanordnung oder zu einer die Luft in den Fahrzeuginnenraum fördernden Gebläseanordnung geleitet werden. Die als Axialgebläse ausgebildeten Gebläseanordnungen sind dabei zwischen den beiden Wärmetauscheranordnungen angeordnet, so dass auch die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft im Bereich zwischen den beiden Wärmetauscheranordnungen in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet wird und in Querrichtung des Fahrzeuginnenraums in jeweiligen seitlichen Randbereichen aus dem Innenraum abgezogen wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugtemperiersystem sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug, beispielsweise Omnibus, vorzusehen, welches bei einfacher Bauweise eine verbesserte Strömungsführung in den bzw. aus dem Innenraum eines Fahrzeugs ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeugtemperiersystem, umfassend:
- – einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer von zu erwärmender Luft umströmbaren Kondensator-Wärmetauscheranordnung und wenigstens einer von zu kühlender Luft umströmbaren Verdampfer-Wärmetauscheranordnung,
- – in Zuordnung zu der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung, einen ersten Kondensator-Zuströmbereich und einen zweiten Kondensator-Zuströmbereich sowie einen ersten Kondensator-Abströmbereich und einen zweiten Kondensator-Abströmbereich,
- – in Zuordnung zu der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung, einen ersten Verdampfer-Zuströmbereich und einen zweiten Verdampfer-Zuströmbereich sowie einen ersten Verdampfer-Abströmbereich und einen zweiten Verdampfer-Abströmbereich,
- – eine Kondensator-Gebläseanordnung zum Fördern von durch die wenigstens eine Kondensator-Wärmetauscheranordnung zu erwärmender Luft zu dem ersten Kondensator-Abströmbereich und dem zweiten Kondensator-Abströmbereich,
- – eine Verdampfer-Gebläseanordnung zum Fördern von durch die wenigstens eine Verdampfer-Wärmetauscheranordnung zu kühlender Luft zu dem ersten Verdampfer-Abströmbereich und dem zweiten Verdampfer-Abströmbereich.
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Durch die Zuordnung der Gebläseanordnungen zu jeweiligen Wärmetauscheranordnungen, so dass durch die Kondensator-Gebläseanordnung ausschließlich der Luftstrom generiert bzw. gefördert wird, welcher zum Umströmen der Kondensator-Wärmetauscheranordnung vorgesehen ist, während durch die Verdampfer-Gebläseanordnung ausschließlich derjenige Luftstrom generiert bzw. gefördert wird, welcher zum Umströmen der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung vorgesehen ist, wird es möglich, die beiden Gebläseanordnungen so zu positionieren, dass die Strömungsführung verbessert an den Luftstrombedarf in einem Fahrzeuginnenraum angepasst ist, insbesondere Luft aus einem in Querrichtung mittigen Bereich des Fahrzeuginnenraums abgezogen werden kann. Ferner ermöglicht die Zuordnung der Gebläseanordnungen zu den beiden Wärmetauscheranordnungen die vereinfachte Unterbringung dieser Baugruppen in Bereichen, in welchen diese der Beaufschlagung durch Feuchtigkeit, insbesondere Regen, von außen weniger ausgesetzt sind.
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Bei einer hinsichtlich der Strömungsführung bzw. der Unterbringung der Gebläseanordnung besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Kondensator-Gebläseanordnung im Strom der zu erwärmenden Luft stromabwärts der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung angeordnet ist, oder/und dass die Verdampfer-Gebläseanordnung im Strom der zu kühlenden Luft stromabwärts der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung angeordnet ist.
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Die Kondensator-Gebläseanordnung oder/und die Verdampfer-Gebläseanordnung können jeweils wenigstens ein Radialgebläse umfassen, also ein Gebläse, welches die zu fördernde Luft bezüglich einer Drehachse eines Förderrads der jeweiligen Gebläseanordnung im Wesentlichen nach radial außen abgibt. Derartige Gebläse zeichnen sich insbesondere durch einen hohen Wirkungsgrad und eine stabile Fördercharakteristik aus.
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Um eine definierte Zuführung der thermisch zu behandelnden Luft zu den Wärmetauscheranordnungen bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass eine erste Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung zum wahlweisen Absperren und Freigeben des ersten Kondensator-Zuströmbereichs und des zweiten Kondensator-Zuströmbereichs vorgesehen ist, oder/und dass eine erste Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung zum wahlweisen Sperren und Freigeben des ersten Verdampfer-Zuströmbereichs und des zweiten Verdampfer-Zuströmbereichs vorgesehen ist.
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Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung kann dadurch erhalten werden, dass ein die erste Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung und die erste Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung bereitstellendes erstes Sperr/Freigabe-Organ vorgesehen ist, wobei das erste Sperr/Freigabe-Organ in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung den ersten Kondensator-Zuströmbereich und den zweiten Verdampfer-Zuströmbereich freigibt und den zweiten Kondensator-Zuströmbereich und den ersten Verdampfer-Zuströmbereich absperrt, und wobei das erste Sperr/Freigabe-Organ in seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung den ersten Kondensator-Zuströmbereich und den zweiten Verdampfer-Zuströmbereich absperrt und den zweiten Kondensator-Zuströmbereich und den ersten Verdampfer-Zuströmbereich freigibt. Es kann also mit einem einzigen zu verstellenden Sperr/Freigabe-Organ eine definierte Luftzufuhr bzw. ein definiertes Absperren gegen die Luftzufuhr für beide Wärmetauscheranordnungen erreicht werden.
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Bei einer hinsichtlich der Ansteuerung besonders einfach und somit vorteilhaft auszugestaltenden Ausgestaltungsart kann vorgesehen sein, dass das erste Sperr/Freigabe-Organ wenigstens eine um eine Schwenkachse schwenkbare Sperr/Freigabe-Klappe umfasst.
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Zur Bereitstellung einer definierten Strömungsabfuhr aus dem Bereich der Kondensator-Wärmetauscheranordnung wird vorgeschlagen, dass eine zweite Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung zum wahlweisen Absperren und Freigeben des ersten Kondensator-Abströmbereichs und des zweiten Kondensator-Abströmbereichs vorgesehen ist.
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Insbesondere dann, wenn die Kondensator-Gebläseanordnung stromabwärts der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung angeordnet ist, kann für eine zuverlässige Vorgabe der Strömungsrichtung der die Kondensator-Wärmetauscheranordnung umströmenden Luft beispielsweise dadurch gesorgt werden, dass die zweite Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung in Zuordnung zu der Kondensator-Gebläseanordnung wenigstens ein zweites Sperr/Freigabe-Organ umfasst, wobei das wenigstens eine zweite Sperr/Freigabe-Organ in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung die Kondensator-Gebläseanordnung zum Austritt von Luft in Richtung zum ersten Kondensator-Abströmbereich freigibt und gegen den Austritt von Luft in Richtung zum zweiten Kondensator-Abströmbereich absperrt, und wobei das wenigstens eine zweite Sperr/Freigabe-Organ in seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung die Kondensator-Gebläseanordnung zum Austritt von Luft in Richtung zum zweiten Kondensator-Abströmbereich freigibt und gegen den Austritt von Luft in Richtung zum ersten Kondensator-Abströmbereich absperrt.
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Da vorzugsweise die Kondensator-Gebläseanordnung wenigstens ein Radialgebläse umfasst, kann eine definierte Strömungsführung der das Radialgebläse verlassenden Luft in einfacher Weise dadurch bereitgestellt werden, dass das wenigstens eine zweite Sperr/Freigabe-Organ in Zuordnung zu dem wenigstens einen Radialgebläse der Kondensator-Gebläseanordnung ein dieses in einem Umfangsbereich von vorzugsweise etwa 180° umgebendes und bezüglich diesem in Umfangsrichtung verstellbares Luftleitelement umfasst, wobei in der ersten Sperr/Freigabe-Stellung des wenigstens einen zweiten Sperr/Freigabe-Organs das Luftleitelement das Radialgebläse in einem ersten Umfangsbereich umgibt und in dem ersten Umfangsbereich aus dem Radialgebläse austretende Luft in Richtung zum ersten Kondensator-Abströmbereich leitet, und wobei in der zweiten Sperr/Freigabe-Stellung des wenigstens einen zweiten Sperr/Freigabe-Organs das Luftleitelement das Radialgebläse in einem zweiten Umfangsbereich umgibt und in dem zweiten Umfangsbereich aus dem Radialgebläse austretende Luft in Richtung zum zweiten Kondensator-Abströmbereich leitet, wobei vorzugsweise der erste Umfangsbereich und der zweite Umfangsbereich sich im Wesentlichen nicht überlappen.
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Wenn dabei ein Radialabstand einer Luftleitfläche des Luftleitelements zu einem Luftaustrittsbereich des Radialgebläses in Umfangsrichtung zu einem Luftabgabeendbereich des Luftleitelements zunimmt, kann ein eine bessere Strömungsverteilung mit sich bringender Diffusoreffekt erzielt werden.
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Im Bereich der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung kann für eine definierte Strömungsführung dadurch gesorgt werden, dass eine zweite Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung zum wahlweisen Abperren und Freigeben des ersten Verdampfer-Abströmbereichs und des zweiten Verdampfer-Abströmbereichs vorgesehen ist.
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Auch hier kann vorteilhafterweise insbesondere dann, wenn die Verdampfer-Gebläseanordnung stromabwärts der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung angeordnet ist, vorgesehen sein, dass die zweite Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung in Zuordnung zu der Verdampfer-Gebläseanordnung wenigstens ein drittes Sperr/Freigabe-Organ umfasst, wobei das wenigstens eine dritte Sperr/Freigabe-Organ in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung die Verdampfer-Gebläseanordnung zum Austritt von Luft in Richtung zum ersten Verdampfer-Abströmbereich freigibt und gegen den Austritt von Luft in Richtung zum zweiten Verdampfer-Abströmbereich absperrt, und wobei das wenigstens eine dritte Sperr/Freigabe-Organ in seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung die Verdampfer-Gebläseanordnung zum Austritt von Luft in Richtung zum zweiten Verdampfer-Abströmbereich freigibt und gegen den Austritt von Luft in Richtung zum ersten Verdampfer-Abströmbereich absperrt.
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Da auch die Verdampfer-Gebläseanordnung wenigstens ein Radialgebläse umfassen kann, wird ferner vorgeschlagen, dass das wenigstens eine dritte Sperr/Freigabe-Organ in Zuordnung zu dem wenigstens einen Radialgebläse der Verdampfer-Gebläseanordnung ein dieses in einem Umfangsbereich von vorzugsweise etwa 180° umgebendes und bezüglich diesem in Umfangsrichtung verstellbares Luftleitelement umfasst, wobei in der ersten Sperr/Freigabe-Stellung des wenigstens einen dritten Sperr/Freigabe-Organs das Luftleitelement das Radialgebläse in einem ersten Umfangsbereich umgibt und in dem ersten Umfangsbereich aus dem Radialgebläse austretende Luft in Richtung zum ersten Verdampfer-Abströmbereich leitet, und wobei in der zweiten Sperr/Freigabe-Stellung des wenigstens einen dritten Sperr/Freigabe-Organs das Luftleitelement das Radialgebläse in einem zweiten Umfangsbereich umgibt und in dem zweiten Umfangsbereich aus dem Radialgebläse austretende Luft in Richtung zum zweiten Verdampfer-Abströmbereich leitet, wobei vorzugsweise der erste Umfangsbereich und der zweite Umfangsbereich sich im Wesentlichen nicht überlappen.
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Zum Erzeugen eines Diffusoreffekts bei der Ableitung von Luft aus dem Bereich des Radialgebläses kann vorgesehen sein, dass ein Radialabstand einer Luftleitfläche des Luftleitelements zu einem Luftaustrittsbereich des Radialgebläses in Umfangsrichtung zu einem Luftabgabeendbereich des Luftleitelements zunimmt.
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Um die Möglichkeit bereitzustellen, die Luft aus einem Fahrzeuginnenraum in einem in Querrichtung mittigen Bereich abziehen zu können, wird vorgeschlagen, dass der erste Kondensator-Zuströmbereich, der erste Verdampfer-Zuströmbereich, der zweite Kondensator-Zuströmbereich und der zweite Verdampfer-Zuströmbereich zwischen der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung und der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung angeordnet sind.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, vorzugsweise Omnibus, umfassend einen Fahrzeuginnenraum und ein Fahrzeugtemperiersystem, vorzugsweise mit erfindungsgemäßem Aufbau, zum Einleiten thermisch behandelter Luft in den Fahrzeuginnenraum, wobei das Fahrzeugtemperiersystem umfasst:
- – einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer von zu erwärmender Luft umströmbaren Kondensator-Wärmetauscheranordnung und wenigstens einer von zu kühlender Luft umströmbaren Verdampfer-Wärmetauscheranordnung,
- – in Zuordnung zu der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung, einen ersten Kondensator-Zuströmbereich und einen zweiten Kondensator-Zuströmbereich sowie einen ersten Kondensator-Abströmbereich und einem zweiten Kondensator-Abströmbereich, wobei über den zweiten Kondensator-Zuströmbereich Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zu der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung geleitet wird und über den zweiten Kondensator-Abströmbereich Heizluft von der Kondensator-Wärmetauscheranordnung in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird
- – in Zuordnung zu der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung, einen ersten Verdampfer-Zuströmbereich und einen zweiten Verdampfer-Zuströmbereich sowie einen ersten Verdampfer-Abströmbereich und einen zweiten Verdampfer-Abströmbereich, wobei über den zweiten Verdampfer-Zuströmbereich Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zu der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung geleitet wird und über den zweiten Verdampfer-Abströmbereich Kühlluft von der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird,
wobei dem Fahrzeuginnenraum eine Kühllufteinleitkanalanordnung mit wenigstens einer in einer Höhenrichtung in einem oberen Bereich des Fahrzeuginnenraums angeordneten Kühlluftausströmstelle zum Einleiten von Kühlluft in den Fahrzeuginnenraum zugeordnet ist, oder/und
wobei dem Fahrzeuginnenraum eine Heizlufteinleitkanalanordnung mit wenigstens einer in einer Höhenrichtung in einem unteren Bereich des Fahrzeuginnenraums angeordneten Heizluftausströmstelle zum Einleiten von Heizluft in den Fahrzeuginnenraum zugeordnet ist, oder/und
wobei dem Fahrzeuginnenraum eine Luftableitkanalanordnung mit wenigstens einer in einer Querrichtung in einem zentralen Bereich des Fahrzeuginnenraums angeordneten Luftableitstelle zum Ableiten von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zugeordnet ist.
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Mit einem derartigen Aufbau eines Fahrzeugs wird die Luft jeweils dort zugeführt, wo sie auch unter Berücksichtigung ihrer thermischen Behandlung einen besonders effizienten Temperiereffekt im Fahrzeuginnenraum erzeugt. So wird durch Zuführen der gekühlten Luft in einem oberen Bereich, also z.B. über einer Höhenmitte des Fahrzeuginnenraums bzw. in einem deckennahen Bereich, dafür gesorgt, dass diese aufgrund der größeren Dichte nach unten sinkt und kein Staubereich der kalten Luft entsteht. In entsprechender Weise wird durch Zuführen der erwärmten Luft in einem unteren Bereich, also z.B. unter der Höhenmitte des Fahrzuginnenraums bzw. in einem bodennahen Bereich, dafür gesorgt, dass diese aufgrund ihrer geringeren Dichte nach oben steigt und ebenfalls das Auftreten eines Staubereichs vermieden ist. Durch das Abziehen der Luft in einem in Querrichtung zentralen Bereich wird die Möglichkeit geschaffen, die Luft dort zuzuführen, wo insbesondere in einem Omnibus die mit der Luft in Wechselwirkung zu bringenden Personen positioniert sind.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrzeugs wird weiter vorgeschlagen, dass der zweite Kondensator-Zuströmbereich und der zweite Verdampfer-Zuströmbereich in der Querrichtung des Fahrzeuginnenraums zwischen der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung und der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung angeordnet sind, oder/und dass die Luftableitkanalanordnung in der Querrichtung des Fahrzeuginnenraums im Wesentlichen zwischen der wenigstens einen Kondensator-Wärmetauscheranordnung und der wenigstens einen Verdampfer-Wärmetauscheranordnung angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine prinzipartige Seitenansicht eines Fahrzeugtemperiersystems;
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2 das Fahrzeugtemperiersystem der 1 in einem anderen Stellzustand eines ersten Sperr/Freigabe-Organs;
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3 eine teilweise explosionsartig dargestellte Ansicht des Fahrzeugtemperiersystems der 1;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Radialgebläses mit einem diesem zugeordneten Sperr/Freigabe-Organ;
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5 eine prinzipartige Darstellung des Radialgebläses der 4 zum Erläutern der Funktionalität des diesem zugeordneten Sperr/Freigabe-Organs;
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6 eine prinzipartige Darstellung eines Fahrzeugs im Querschnitt mit einem Fahrzeugtemperiersystem gemäß 1.
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In den 1 bis 3 ist ein Fahrzeugtemperiersystem allgemein mit 10 bezeichnet. Das Fahrzeugtemperiersystem 10 ist beispielsweise zur Anbringung auf dem Dach eines Omnibusses ausgebildet. Als wesentlichen Bestandteil umfasst das Fahrzeugtemperiersystem 10 einen Kältemittelkreislauf, von welchem in den Figuren eine Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 und eine Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 jeweils in einem im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Gehäuseteil 16 bzw. 18 angeordnet dargestellt sind. Es ist selbstverständlich, dass ein derartiger Kältemittelkreislauf auch weitere Systembereiche, wie z. B. einen Kompressor, ein Verdampferventil sowie die verschiedenen Systembereiche verbindende Leitungen umfasst. In Zuordnung zu der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 ist eine ein Radialgebläse 20 umfassende Kondensator-Gebläseanordnung 22 vorgesehen. In entsprechender Weise ist in Zuordnung zu der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 eine ein Radialgebläse 24 umfassende Verdampfer-Gebläseanordnung 26 vorgesehen. In nachfolgend beschriebener Art und Weise wird im Betrieb der Gebläseanordnungen 22, 26 Luft zum Umströmen der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 bzw. der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 gefördert.
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Die der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 zugeordnete Kondensator-Gebläseanordnung 22 ist nach oben durch ein Gehäuseteil 28 und seitlich in Richtung von der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 weg durch ein Gehäuseteil 30 abgedeckt. In entsprechender Weise ist die der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 zugeordnete Verdampfer-Gebläseanordnung 60 nach oben durch ein Gehäuseteil 32 und zur Seite durch ein Gehäuseteil 34 abgedeckt. In einem zwischen den beiden die Wärmetauscheranordnungen 12, 14 aufnehmenden U-förmigen Gehäuseteilen 16, 18 liegenden Bereich ist, diese oben überdeckend, ein Gehäuseteil 36 vorgesehen, welches in Verbindung mit regenrinnenartigen Endbereichen 38, 40 der Gehäuseteile 16, 18 den Eintritt von Wasser in den zwischen den beiden Wärmetauscheranordnungen 12, 14 liegenden Volumenbereich verhindert.
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Zwischen den beiden U-förmigen Gehäuseteilen 16, 18 ist im oberen Bereich ein Öffnungsbereich 42 gebildet, über welchen der zwischen den beiden Wärmetauscheranordnungen 12, 14 gebildete Volumenbereich zur Umgebung hin offen ist. Im unteren Bereich ist zwischen den beiden U-förmigen Gehäuseteilen 16, 18 ein Öffnungsbereich 44 gebildet, über welchen der zwischen den Wärmetauscheranordnungen 12, 14 gebildete Volumenbereich beispielsweise zum Innenraum eines Fahrzeugs, beispielsweise Omnibus, offen ist.
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Über einen ersten Kondensator-Zuströmbereich 46 kann Umgebungsluft, also Frischluft, in Richtung zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 strömen. Über einen ersten Verdampfer-Zuströmbereich 48 kann Umgebungsluft in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 strömen. Über einen zweiten Kondensator-Zuströmbereich 50 kann Umluft, also beispielsweise die aus einem Fahrzeuginnenraum abgezogene Luft, in Richtung zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 strömen. Über einen zweiten Verdampfer-Zuströmbereich 52 kann Umluft in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 strömen.
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Ein als um eine zur Zeichenebene der 1 orthogonal stehende Schwenkachse schwenkbare Sperr/Freigabe-Klappe ausgebildetes erstes Sperr/Freigabe-Organ 54 bildet mit einem Klappenbereich 56 eine erste Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung 58. Mit einem Klappenbereich 60 bildet das erste Sperr/Freigabe-Organ 54 eine erste Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung 62. In 1 ist das erste Sperr/Freigabe-Organ 54 in seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung gezeigt, in welcher der erste Kondensator-Zuströmbereich 46 im Wesentlichen gegen den Durchtritt von Luft, z.B. Umgebungsluft, abgesperrt ist, während der erste Verdampfer-Zuströmbereich 48 für den Durchtritt von Luft, z.B. Umgebungsluft, zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 freigegeben ist. Entsprechend ist in dieser zweiten Sperr/Freigabe-Stellung des ersten Sperr/Freigabe-Organs 54 der zweite Kondensator-Zuströmbereich 50 für den Durchtritt von Luft, z.B. Umluft, freigegeben, während der zweite Verdampfer-Zuströmbereich 52 gegen den Durchtritt von Luft abgesperrt ist. Dies bedeutet, dass in dieser zweiten Sperr/Freigabe-Stellung im Betrieb der beiden Gebläseanordnungen 22, 26 Umgebungsluft in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 geleitet wird, diese umströmt und dabei gekühlt wird, während Umluft in Richtung zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 geleitet wird, diese umströmt und dabei erwärmt wird.
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Die 2 zeigt das erste Sperr/Freigabe-Organ 54 in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung. In dieser Stellung ist der erste Kondensator-Zuströmbereich 46 für den Durchtritt von Luft in Richtung zu der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 freigegeben, während der erste Verdampfer-Zuströmbereich 48 gegen den Durchtritt von Luft im Wesentlichen abgesperrt ist. Entsprechend ist der zweite Kondensator-Zuströmbereich 50 gegen den Durchtritt von Luft abgesperrt, während der zweite Verdampfer-Zuströmbereich 52 für den Durchtritt von Luft in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 12 freigegeben ist. In dieser ersten Sperr/Freigabe-Stellung des ersten Sperr/Freigabe-Organs 54 wird Umgebungsluft in Richtung zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 geleitet und nimmt dort Wärme auf, während Umluft in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 12 geleitet wird und dort gekühlt wird.
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Dem Radialgebläse 20 der Kondensator-Gebläseanordnung 22 ist ein im Wesentlichen eine zweite Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung 64 bereitstellendes zweites Sperr/Freigabe-Organ 66 zugeordnet. Dieses umgibt das Radialgebläse 20 in einem Umfangsbereich von etwa 180° und ist beispielsweise um eine zur Drehachse A eines Förderrads 67 des Radialgebläses 20 im Wesentlichen parallele bzw. zu dieser konzentrischen Drehachse verdrehbar. Die Funktionalität dieses zweiten Sperr/Freigabe-Organs 66 wird im Folgenden mit Bezug auf die 5 beschrieben.
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In 5a) ist das zweite Sperr/Freigabe-Organ 66 in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung gezeigt. In dieser ersten Sperr/Freigabe-Stellung kann die vom Radialgebläse 20 geförderte Luft zu einem ersten Kondensator-Abströmbereich 68 strömen, welcher im Wesentlichen zwischen den beiden Gehäuseteilen 28 und 30 gebildet ist. Das zweite Sperr/Freigabe-Organ 66 umgibt dabei das Radialgebläse 20 in seinen in 5a) rechts liegenden ersten Umfangsbereich 70. Das zweite Sperr/Freigabe-Organ 66 umfasst beispielsweise ein Luftleitelement 72 mit einer sichelartig bzw. spiralartig ausgebildeten Luftleitfläche 74, deren Radialabstand zum Außenumfang des Radialgebläses 20 in Richtung zu einem Luftabgabeendbereich 76 des Luftleitelements 72 zunimmt. Dadurch wird ein eine gleichmäßigere Abströmung ermöglichender Diffusoreffekt erzeugt.
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Wird, ausgehend von der ersten Sperr/Freigabe-Stellung der 5a), das Luftleitelement 72 entgegen dem Uhrzeigersinn um etwa 180° verschwenkt, so gelangt es in die in 5b) dargestellte Positionierung, in welcher es einen zweiten Umfangsbereich 78 des Radialgebläses 20 umgibt und das zweite Sperr/Freigabe-Organ 66 somit in seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung ist. In dieser zweiten Sperr/Freigabe-Stellung ist der Luftaustritt in Richtung zum ersten Kondensator-Abströmbereich 68 im Wesentlichen unterbunden, während die vom Radialgebläse 20 geförderte Luft im Wesentlichen vollständig in Richtung zu einem zweiten Kondensator-Abströmbereich 80 gefördert wird, der im Wesentlichen zwischen den Gehäuseteilen 16 und 30 gebildet ist.
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Der Verdampfer-Gebläseanordnung 26 bzw. dem Radialgebläse 24 derselben ist ein drittes Sperr/Freigabe-Organ 82 zugeordnet. Das dritte Sperr/Freigabe-Organ 82 stellt im Wesentlichen eine zweite Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung 84 bereit. Dieses kann hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktionalität dem zweiten Sperr/Freigabe-Organ 66 entsprechen, kann also auch ein Luftleitelement 72 mit einer Luftleitfläche 74 und einem Luftabgabeendbereich 76 umfassen. Ähnlich wie in 5 dargestellt, kann auch das Luftleitelement 72 dieser zweiten Verdampfer/Sperr-Freigabe-Anordnung 84 so verschwenkt bzw. verdreht werden, dass es das Radialgebläse 24 in seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung und seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung in verschiedenen Umfangsbereichen umgibt. In seiner ersten Sperr/Freigabe-Stellung leitet das dritte Sperr/Freigabe-Organ Luft in einen ersten Verdampfer-Abströmbereich 86, welcher im Wesentlichen zwischen den Gehäuseteilen 32 und 34 gebildet ist. In seiner zweiten Sperr/Freigabe-Stellung leitet das dritte Sperr/Freigabe-Organ 82 Luft in einen im Wesentlichen zwischen den Gehäuseteilen 18 und 34 gebildeten zweiten Verdampfer-Abströmbereich 88.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass in Zuordnung zu der ersten Kondensator-Sperr/Freigabe-Anordnung 58 sowie der ersten Verdampfer-Sperr/Freigabe-Anordnung 62, also im Wesentlichen in Zuordnung zum ersten Sperr/Freigabe-Organ 54, ein beispielsweise elektromotorischer Stellantrieb vorgesehen sein kann, dessen Erregung dazu führt, dass die verschiedenen Sperr/Freigabe-Stellungen eingenommen werden können. In entsprechender Weise sind in Zuordnung zu den zweiten und dritten Sperr/Freigabe-Organen 66, 82 beispielsweise elektromotorische Stellantriebe vorgesehen, durch welche diese zwischen ihren ersten und zweiten Sperr/Freigabe-Stellungen bewegt werden können. Durch Ansteuerung dieser Stellantriebe in aufeinander abgestimmter Weise können verschiedene Betriebszustände des Fahrzeugtemperiersystems 10 erlagt werden. Beispielsweise ist in 1 ein Betriebszustand dargestellt, in welchem die aus einem Fahrzeuginnenraum über den Öffnungsbereich 44 abgezogene und über den zweiten Kondensator-Zuströmbereich 50 zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 geförderte Luft in Richtung zum zweiten Kondensator-Abströmbereich abgegeben wird. Es wird also im Wesentlichen Umluft erwärmt und in erwärmtem Zustand wieder in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet. Die durch den Öffnungsbereich 42 über den ersten Verdampfer-Zuströmbereich 48 zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 geleitete Luft wird durch das Umströmen der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 gekühlt und in gekühltem Zustand über die Verdampfer-Gebläseanordnung 26 und den ersten Verdampfer-Abströmbereich 86 wieder zur Umgebung abgegeben.
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Die 2 zeigt einen Betriebszustand, bei welchem durch das Verstellen des ersten Sperr/Freigabe-Organs 54 in seinen erste Sperr/Freigabe-Stellung 54 Frischluft, also Umgebungsluft, durch den ersten Kondensator-Zuströmbereich 46 in Richtung zur Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 geleitet wird und über die Kondensator-Gebläseanordnung 22 und den zweiten Kondensator-Abströmbereich 80 in erwärmtem Zustand in Richtung zum Fahrzeuginnenraum abgegeben wird. Die aus dem Fahrzeuginnenraum abgezogene Luft strömt über den zweiten Verdampfer-Zuströmbereich 52 in Richtung zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 12, wird dort gekühlt und wird über die Verdampfer-Gebläseanordnung 26 zur Umgebung abgegeben. Werden beispielsweise bei dem in 2 dargestellten Betriebszustand das zweite Sperr/Freigabe-Organ 66 und das dritte Sperr/Freigabe-Organ 68 jeweils in ihre anderen Sperr/Freigabe-Stellungen gebracht, so wird die über den Öffnungsbereich 42 und den ersten Kondensator-Zuströmbereich 46 zugeführte Luft in der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 erwärmt und durch die Kondensator-Gebläseanordnung 22 über den ersten Kondensator-Abströmbereich 68 zur Umgebung abgegeben. Die über den Öffnungsbereich 44 und den zweiten Verdampfer-Zuströmbereich 52 zur Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 12 geleitete Luft wird dort gekühlt und über die Verdampfer-Gebläseanordnung 26 und den zweiten Verdampfer-Abströmbereich 88 in gekühltem Zustand wieder in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet.
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Die voranstehenden Ausführungen zeigen, dass durch Ansteuerung der verschiedenen Stellantriebe für die Sperr/Freigabe-Organe verschiedenste Kombinationen an Strömungsführungen möglich sind. Insbesondere im Bereich der Luftzuführung zu den beiden Wärmetauscheranordnungen 12, 14 ist es auch möglich, durch entsprechende Positionierung des ersten Sperr/Freigabe-Organs 54 sowohl Umgebungsluft, also Frischluft, als auch Umluft zu den Wärmetauscheranordnungen 12, 14 zu leiten. Hier kann durch Einstellung der Winkellage auch der jeweilige Anteil an Frischluft und Umluft eingestellt werden, so dass beispielsweise ein Gemisch aus Frischluft und Umluft in der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 erwärmt und in erwärmtem Zustand in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet werden kann oder im Bereich der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 ein Gemisch aus Frischluft und Umluft gekühlt und in gekühltem Zustand in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet werden kann.
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In 6 ist in prinzipieller Art und Weise die Zuordnung eines vorangehend beschriebenen Fahrzeugtemperiersystems 10 zu einem nur schematisch dargestellten Fahrzeug 90 erkennbar. Das im Querschnitt dargestellte Fahrzeug 90 kann beispielsweise ein Omnibus sein, dessen Fahrzeuginnenraum 92 durch das Fahrzeugtemperiersystem 10 klimatisiert werden soll. Vorteilhafterweise ist dabei das Fahrzeugtemperiersystem 10 auf einem Dach des Fahrzeugs 90 angebracht.
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Deutlich erkennbar ist in 6, dass durch das Vorsehen der zur Luftzufuhr dienenden Öffnungsbereiche 42, 44 zwischen den beiden Wärmetauscheranordnungen 12, 14 die aus dem Fahrzeuginnenraum 92 abgezogene Luft, also die Umluft, über eine in einer Querrichtung Q des Fahrzeuginnenraums 92 näherungsweise mittig positionierte und beispielsweise in einer zur Zeichenebene der 6 orthogonal stehenden Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Luftableitkanalanordnung 94 abgezogen werden kann, die beispielsweise in Längsrichtung des Fahrzeugs 90 verteilt mehrere Luftableitstellen 96 aufweisen kann. Dieses Abziehen von Luft aus dem in Querrichtung Q zentralen Bereich des Fahrzeuginnenraums 92 wird insbesondere auch dadurch ermöglicht, dass die beiden Gebläseanordnungen 22, 26 bezogen auf die Luftströmungsrichtung stromabwärts der diesen jeweils zugeordneten Wärmetauscheranordnungen 12, 14 angeordnet sind. Die vermittels der Verdampfer-Wärmetauscheranordnung 14 gekühlte Luft wird bei entsprechender Luftführung in einem in 6 rechts liegenden Bereich über die Verdampfer-Gebläseanordnung 26 in eine beispielsweise in einem Dachbereich, also in einem in einer Höhenrichtung H oberen Bereich des Fahrzeuginnenraums 92, vorgesehene Kühllufteinleitkanalanordnung 98 abgegeben. Diese weist vorzugsweise eine Mehrzahl von beispielsweise in der Fahrzeuglängsrichtung aufeinander folgenden Kühlluftausströmstellen 100 auf, über welche die gekühlte Luft LK in den Fahrzeuginnenraum 92 in einem oberen Bereich desselben einströmt.
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Die in der Kondensator-Wärmetauscheranordnung 12 erwärmte Luft wird über die Kondensator-Gebläseanordnung 22 in der Darstellung der 6 in einem linken Bereich über eine Heizlufteinleitkanalanordnung 102 in den Fahrzeuginnenraum 92 eingeleitet. Dabei weist vorzugsweise die Heizlufteinleitkanalanordnung 102 eine oder mehrere in einen in der Höhenrichtung H unteren Bereich, also einem beispielsweise bodennahen Bereich des Fahrzeuginnenraums 92, führende Kanalbereiche 104 auf, welche beispielsweise in der Fahrzeuglängsrichtung aufeinander folgend eine Mehrzahl von Heizluftausströmstellen 106 bereitstellen. Über diese Heizluftausströmstellen 106 kann die erwärmte Luft LW somit in einem unteren Bereich in den Fahrzeuginnenraum 92 einströmen.
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Wenn die gekühlte Luft LK in einem oberen Bereich des Fahrzeuginnenraums 92 in diesen eingeleitet wird, ist gewährleistet, dass diese aufgrund ihrer größeren Dichte nach unten sackt und sich somit im gesamten Höhenbereich des Fahrzeuginnenraums 92 verteilt. Entsprechend steigt die in einem in Höhenrichtung H unteren Bereich in den Fahrzeuginnenraum 92 eingeleitete erwärmte Luft LW aufgrund ihrer geringeren Dichte nach oben und verteilt sich somit ebenfalls in Höhenrichtung. Es entstehen somit keine Staubereiche, in welchen kalte Luft bzw. erwärmte Luft sich verstärkt ansammeln.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass das vorangehend beschriebene und in den Figuren dargestellte Fahrzeugtemperiersystem 10 in verschiedenster Weise variiert werden kann. Es ist beispielsweise in 3 erkennbar, dass in Zuordnung zu jeder der Wärmetauscheranordnungen 12, 14 eine Mehrzahl von Radialgebläsen 20 bzw. 24 in der Kondensator-Gebläseanordnung 22 bzw. der Verdampfer-Gebläseanordnung 26 vorgesehen ist. Diese Anzahl an Radialgebläsen kann, abhängig von der Größe der jeweiligen Wärmetauscheranordnungen 12, 14 variieren. Auch könnten beispielsweise mehrere derartige Wärmetauscheranordnungen 12, 14 aufeinander folgend und diesen jeweils zugeordnet ein oder eine Mehrzahl von Radialgebläsen vorgesehen sein. Bei derartiger aufeinander folgender Anordnung mehrerer Wärmetauscheranordnungen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jedem derartigen Paar von Wärmetauscheranordnungen eigenständig arbeitende Sperr/Freigabe-Organe zugeordnet sind, so dass die einzelnen Paare einander zugeordneter Wärmetauscheranordnungen 12, 14 voneinander unabhängig arbeiten können. Bei derartiger Abfolge mehrerer Paare von Wärmetauscheranordnungen kann beispielsweise auch deren Zuordnung zu einer rechten bzw. einer linken Seite des Fahrzeugs alternierend vertauscht sein, so dass in einer Fahrzeuglängsrichtung bzw. einer Längsrichtung eines Fahrzeugtemperiersystems auf beiden Seiten jeweils Kondensator-Wärmetauscheranordnungen und Verdampfer-Wärmetauscheranordnungen einander alternierend abwechseln.
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Ferner ist es selbstverständlich, dass ein derartiges Fahrzeugtemperiersystem auch bei anderen Fahrzeugarten, wie z.B. Lastkraftwagen, insbesondere in Zuordnung zu einer Führerkabine oder dem Transportraum für Waren, eingesetzt werden kann, so dass, abhängig von den zu transportierenden Waren, diese entweder gekühlt oder warm gehalten werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014219042 A1 [0002]