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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Kondensators einer Klimaanlage an einem Kraftwagen, insbesondere an einem Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Anordnungen von Kondensatoren von Klimaanlagen an Kraftwagen, insbesondere Nutzfahrzeugen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Fahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Bei der Anordnung ist mittels des auch als Klimakondensator bezeichneten Kondensators ein Kältemittel zum Kühlen des Innenraums des Kraftwagens zu kondensieren. Mit anderen Worten wird während eines Betriebs der Klimaanlage mittels des Kondensators das Kältemittel gekühlt und dadurch kondensiert. Des Weiteren offenbart die
DE 196 16 436 C1 eine Heizungs- und/oder Klimaanlage für einen Nutzkraftwagen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eingegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter, insbesondere ein besonders effizienter, Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kondensator in einem von Luft durchströmbaren Strömungspfad zum Führen der den Strömungspfad durchströmenden Luft zu einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs stromauf eines in dem Strömungspfad angeordneten Luftfilters angeordnet ist, mittels welchem die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft zu filtern ist beziehungsweise gefiltert wird.
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Mit anderen Worten wird der genannte Strömungspfad genutzt, um die den Strömungspfad durchströmende Luft zu der Verbrennungskraftmaschine zu führen. Dabei ist der vorzugsweise als Nutzfahrzeug beziehungsweise als Nutzkraftwagen ausgebildete Kraftwagen mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Um die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb zu betreiben, wird die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere wenigstens ein beispielsweise als Zylinder ausgebildeter Brennraum der Verbrennungskraftmaschine, mit der Luft versorgt, die mittels des genannten Strömungspfads zu der Verbrennungskraftmaschine geführt wird. Der Strömungspfad gehört dabei zur erfindungsgemäßen Anordnung, da der auch als Klimakondensator bezeichnete Kondensator in dem Strömungspfad angeordnet ist. Außerdem ist der auch als Motorluftfilter bezeichnete Luftfilter in dem Strömungspfad angeordnet. Somit ist der Kondensator von der den Strömungspfad durchströmenden Luft an- und umströmbar, so dass beispielsweise im Rahmen der mittels des Kondensators zu bewirkenden beziehungsweise bewirkten Kondensation des Kältemittels ein besonders vorteilhafter und effektiver sowie effizienter Wärmeübergang von dem Kältemittel über den Kondensator an die das Kältemittel umströmende und den Strömungspfad durchströmende Luft erfolgen kann. Außerdem ist er Luftfilter von der den Strömungspfad durchströmenden Luft durchströmbar, so dass die den Strömungspfad durchströmende Luft mittels des Luftfilters gefiltert wird. Da beispielsweise der Kondensator stromauf des Luftfilters angeordnet ist, kann mittels des Kondensators eine Vorfilterung bewirkt werden. Im Rahmen der Vorfilterung wird die den Strömungspfad durchströmende Luft mittels des Kondensators gefiltert, woraufhin die Luft zu dem und insbesondere durch den Luftfilter strömen kann und mittels des Luftfilters, insbesondere erneut, gefiltert wird.
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Es wurde gefunden, dass sich durch die Anordnung des Kondensators in dem Strömungspfad, in welchem auch der Luftfilter angeordnet ist, eine verbrauchsoptimierte Positionierung des Kondensators realisieren lässt. Der Erfindung liegt aber insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Kraftwagen beziehungsweise bei herkömmlichen Anordnungen der jeweilige Kondensator vor einem Kühlerpaket angeordnet ist, welches einen Ladeluftkühler zum Kühlen von der Verbrennungskraftmaschine zuzuführender verdichteter Luft und einen Kühlmittelkühler zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine aufweist. Mittels des Kühlmittelkühlers wird beispielsweise ein insbesondere als Flüssigkeit ausgebildetes und dabei auch als Wasser oder Kühlwasser bezeichnetes Kühlmittel gekühlt, welches die Verbrennungskraftmaschine durchströmen und dadurch kühlen kann. Da das Kühlmittel beispielsweise als Flüssigkeit ausgebildet ist und auch als Wasser oder Kühlwasser bezeichnet wird, wird der Kühlmittelkühler auch als Wasserkühler oder Kühlwasserkühler bezeichnet. Unter der herkömmlicherweise vorgesehenen Anordnung des Kondensators vor dem Kühlerpaket ist insbesondere zu verstehen, dass das Kühlerpaket insbesondere bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftwagens von Luft umströmt wird, wobei üblicherweise der Kondensator in Strömungsrichtung der das Kühlerpaket an- und umströmenden Luft stromauf des Kühlerpakets angeordnet ist. Somit ist ein Gesamtkühlerpaket geschaffen, welches das genannte Kühlerpaket und den davor angeordneten Kondensator umfasst.
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Dem Gesamtkühlerpaket ist insbesondere ein Lüfter zugeordnet, mittels welchem Luft gefördert und dadurch ein Luftstrom bewirkt werden kann, welcher das Gesamtkühlerpaket an- und umströmt. Hierdurch kann das Gesamtkühlerpaket bedarfsgerecht und insbesondere auch im Stillstand des Kraftwagens mit Luft versorgt werden. Dabei wurde gefunden, dass üblicherweise der Kondensator bei einer Fahrt des Kraftwagens in der Ebene eine höhere Kühl- beziehungsweise Lüfteranforderung hat als der Ladeluftkühler und der Wasserkühler. Dies bedeutet, dass bei einer solchen Fahrt in der Ebene üblicherweise der Kondensator mit Hilfe des Lüfters und somit mit Hilfe des mittels des Lüfters bewirkbaren Luftstroms stärker gekühlt werden muss als der Ladeluftkühler und der Wasserkühler.
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In einem Standklimabetrieb, bei welchem die Klimaanlage während eines Stillstands des Kraftwagens betrieben wird, ist das Kühlerpaket noch warm, so dass der Kondensator üblicherweise vor dem warmen Kühlerpaket sitzt. Um bei einem solchen Standklimabetrieb eine hinreichende Kühlung des Kondensators zu gewährleisten, kommt ein zusätzlich zum Lüfter vorgesehener und beispielsweise als Elektrolüfter ausgebildeter weiterer Lüfter zum Einsatz, mittels welchem Abwärme abtransportiert und das Gesamtkühlerpaket durchlüftet wird. Dies ist jedoch ineffizient. Das zuvor genannte Problem der Ineffizienz kann nun durch die erfindungsgemäße Anordnung gelöst werden. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der Kondensator unabhängig von dem genannten Kühlerpaket angeordnet beziehungsweise montiert wird. Darüber wird der Kondensator derart angeordnet beziehungsweise montiert, dass er stromauf des Luftfilters in dem Strömungspfad, welcher als Luftpfad bezeichnet wird, angeordnet ist. Diese Anordnung ist besonders geeignet bei einer Frontluftansaugung, bei welcher die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft an der Front des Kraftwagens von der Verbrennungskraftmaschine angesaugt wird.
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Durch die beschriebene Anordnung des Kondensators in dem Strömungspfad stromauf des Luftfilters kann ein besonders hoher Luftdurchsatz durch den Kondensator realisiert werden, wobei der hohe Luftdurchsatz durch den Kondensator aus einem hohen Luftdurchsatz der auch als Motor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine resultiert. Zu einem hohen Luftdurchsatz kommt es insbesondere bei einer auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine mit einem großen Hubraum, wobei eine solche Verbrennungskraftmaschine beispielsweise bei Nutzfahrzeugen beziehungsweise Nutzkraftwagen zum Einsatz kommt. Der hohe Luftdurchsatz durchströmt beziehungsweise umströmt den Kondensator, wodurch dieser gekühlt wird. Dadurch kann der Kondensator auch bei einer geringen Fahrgeschwindigkeit hinreichend gekühlt werden, ohne dass der Kondensator mittels eines Luftdurchsatzes beispielsweise eines Elektrolüfters gekühlt werden muss. Somit kann beispielsweise auf den Betrieb oder auf einen Einsatz eines zusätzlichen beispielsweise als Elektrolüfter ausgebildeten Lüfters verzichtet werden, wodurch der Energieverbrauch besonders gering gehalten werden kann.
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Durch die im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen veränderte Positionierung des Kondensators kann es gegebenenfalls zu einer höheren Temperatur der auch als Verbrennungsluft oder Ansaugluft bezeichneten und den Strömungspfad durchströmenden Luft kommen, wobei die Luft beispielsweise stromab des Kondensators und stromab des Luftfilters mittels wenigstens eines Verdichters eines Abgasturboladers verdichtet und dadurch weiter erwärmt wird. Diese gegenüber herkömmlichen Anordnungen zunächst höhere Temperatur der Luft kann jedoch durch den zuvor genannten Ladeluftkühler kompensiert werden, da dieser dadurch, dass der Kondensator nicht mehr stromauf des Ladeluftkühlers sondern in dem Strömungspfad angeordnet ist, kompensiert werden, da der Ladeluftkühler die verdichtete Luft besonders effektiv beziehungsweise besonders stark kühlen kann. Dies resultiert insbesondere daraus, dass aufgrund der Anordnung des Kondensators in dem Strömungspfad der Ladeluftkühler im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen besser von Luft an- und umströmt werden kann, so dass in der Folge in der erfindungsgemäßen Anordnung die Luft mit der gleichen Temperatur in die Verbrennungskraftmaschine einströmen kann wie bei herkömmlichen Anordnungen.
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Insgesamt lassen sich durch die erfindungsgemäße Anordnung folgende Vorteile erzielen:
- - geringer Lüfter-Einsatz durch Zwangskühlung des Kondensators durch die Ansaugluft
- - bessere Kühlleistung des Kühlerpakets ohne den dem Kühlerpaket vorgesetzten Kondensator
- - im Standklimabetrieb ist der Kondensator nicht im Bereich des heißen Kühlerpakets
- - Der Elektrolüfter, welcher beispielsweise im Standklimabetrieb betrieben wird, fördert den Luftstrom durch einen Motorraum, in welchem die Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, und entfernt somit Abwärme der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere unter einem Fahrerhaus bei dem beispielsweise als Frontlenkerfahrzeug ausgebildeten Nutzfahrzeug. Hierdurch muss die beispielsweise als Standklimaanlage fungierende Klimaanlage den Innenraum des Kraftwagens mit weniger Energie kühlen als im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen.
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Der Kondensator dient dem Motorluftfilter als Vorfilter und somit insbesondere als Grobfilter, so dass Wechselintervalle des Luftfilters im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen verlängert werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines als Nutzfahrzeugs beziehungsweise als Nutzkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.
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Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht einen Kraftwagen 10, welcher als Nutzfahrzeug beziehungsweise als Nutzkraftwagen und dabei insbesondere als Frontlenkerfahrzeug ausgebildet ist. Der Kraftwagen umfasst einen in der Fig. nicht erkennbaren Rahmen sowie einen an dem Rahmen gehaltenen Aufbau 12, welcher als Fahrerhaus ausgebildet ist und somit einen Innenraum für den Fahrer des Kraftwagens bildet.
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Der Kraftwagen 10 umfasst eine in der Fig. nicht erkennbare Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Dabei ist der Kraftwagen 10 mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Während ihres befeuerten Betriebs saugt beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine Luft an, welche in die Verbrennungskraftmaschine und dabei insbesondere in wenigstens einen insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine einströmt. Die Luft, welche in die Verbrennungskraftmaschine einströmt, strömt durch einen Strömungspfad 14, welcher auch als Luftpfad bezeichnet wird. Somit wird die genannte Luft mittels des Strömungspfads 14 zu der Verbrennungskraftmaschine geführt und somit der Verbrennungskraftmaschine zugeführt.
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Der Kraftwagen 10 weist ferner eine Klimaanlage auf, welche wenigstens einen auch als Klimakondensator bezeichneten Kondensator 16 umfasst. Die Klimaanlage weist dabei einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf auf, mittels welchem beispielsweise wenigstens zwei Aggregatszustandsänderungen des Kältemittels bewirkt werden. Dabei wird der Kondensator 16 genutzt, um das Kältemittel zu kühlen und dadurch zu kondensieren. Das Kältemittel wird genutzt, um dem Innenraum des Kraftwagens 10 zuzuführende Luft, insbesondere über einen in dem Kältemittelkreislaufangeordneten Verdampfer, zu kühlen. Dadurch kann der Innenraum bedarfsgerecht temperiert werden.
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Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten Betrieb der Klimaanlage und somit des Kraftwagens insgesamt zu realisieren, ist eine Anordnung 18 des Kondensators 16 an dem Kraftwagen 10 vorgesehen, bei welcher der Kondensator 16 in dem von der auch als Ansaugluft oder Verbrennungsluft bezeichneten Luft durchströmbaren Strömungspfad 14 zum Führen der Verbrennungsluft zu der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Dabei ist in dem Strömungspfad 14 ein von der Verbrennungsluft durchströmbarer Luftfilter 20 angeordnet, mittels welchem die Verbrennungsluft gefiltert wird. Der Kondensator 16 ist dabei in Strömungsrichtung der den Strömungspfad 14 durchströmenden Luft stromauf des Luftfilters 20 angeordnet.
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Der Kraftwagen 10 weist ferner ein Kühlerpaket 22 auf, welches beispielsweise wenigstens einen Ladeluftkühler und einen als Wärmetauscher ausgebildeten und auch als Motorkühler bezeichneten Kühler umfasst. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst beispielsweise wenigstens einen Abgasturbolader, welcher eine vom Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Turbine und einen von der Turbine antreibbaren Verdichter aufweist. Der Verdichter ist beispielsweise in dem Strömungspfad 14 stromab des Luftfilters 20 angeordnet und wird genutzt, um die den Strömungspfad 14 durchströmende Verbrennungsluft zu verdichten. Durch das Verdichten der Luft wird diese erwärmt. Stromabwärts des Verdichters ist der genannte Ladeluftkühler angeordnet, mittels welchem der Verdichter und dadurch gewärmte Luft gekühlt wird.
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Der Motorkühler wird genutzt, um ein beispielsweise als Flüssigkeit ausgebildetes Kühlmittel zu kühlen. Das Kühlmittel kann die Verbrennungskraftmaschine durchströmen und dadurch kühlen, woraufhin das Kühlmittel mittels des Motorkühlers gekühlt werden kann. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Kondensator 16 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend vollständig, überdeckungsfrei bezüglich des Kühlerpakets 22 angeordnet ist, so dass der Kondensator 16 das Kühlerpaket 22 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend vollständig, nicht überdeckt beziehungsweise überlappt.
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Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Strömungspfad 14 einen Lufteinlass 24 aufweist, über welchen die Verbrennungsluft in den Strömungspfad 14 einströmen kann. Dabei ist durch den Lufteinlass 24 beispielsweise ein Markenlogo gebildet, das den Hersteller des Kraftwagens 10 symbolisiert. Darüber hinaus ist wenigstens ein oder mehrere Abschottelemente 26 vorgesehen, mittels welchem beziehungsweise welchen der Kondensator 16 gegen Abwärme von dem Kühlerpaket 22 abgeschottet ist. Insbesondere ist das jeweilige Abschottelement 26 als Luftleitelement, insbesondere als Luftleitblech, ausgebildet. Außerdem ist beispielsweise wenigstens eine oder mehrere Rückschlagklappen 28 vorgesehen, welche insbesondere für einen Standklimabetrieb genutzt werden.
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Des Weiteren ist beispielsweise in dem Strömungspfad 14 wenigstens ein Lüfter 30 angeordnet, mittels welchem ein Luftstrom durch den Strömungspfad 14 bewirkbar ist. Mit anderen Worten kann mittels des Lüfters 30 Luft gefördert und dadurch der genannte Luftstrom bewirkt werden. Der mittels des Lüfters 30 bewirkte Luftstrom kann beispielsweise den Kondensator 16 an- und umströmen, so dass der Kondensator 16 und über dieses das Kältemittel beispielsweise mittels des Luftstroms auch dann vorteilhaft gekühlt werden können, wenn sich der Kraftwagen 10 im Stillstand befindet. In Strömungsrichtung der den Strömungspfad 14 durchströmenden Verbrennungsluft ist der Lüfter 30 beispielsweise stromab des Kondensators 16 und stromauf des Luftfilters 20 angeordnet. Der Lüfter 30 ist beispielsweise als elektrisch betreibbarer Lüfter und somit als Elektrolüfter ausgebildet.
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Insbesondere in dem auch als Standbetrieb bezeichneten Standklimabetrieb kann der Elektrolüfter für eine hinreichende Luftdurchströmung eines Motorraums sorgen, in welchem die Verbrennungskraftmaschine sowie beispielsweise das Kühlerpaket 22 und/oder der Luftfilter 20 und/oder der Lüfter 30 und/oder der Kondensator 16 angeordnet ist. Der mittels des Lüfters 30 bewirkte Luftstrom wird beispielsweise in Strömungsrichtung des Luftstroms vor dem Luftfilter 20 durch die Rückschlagklappen 28 in den Motorraum ausgeblasen, da die Verbrennungskraftmaschine im Stillstand beziehungsweise dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist, keine Luft ansaugt. Somit ist eine hinreichende Durchströmung beziehungsweise Umströmung des Kondensators 16 mit Luft gewährleistet, wobei diese Durchströmung besonders bei Fahrzeugen, bei denen die Verbrennungskraftmaschine unter dem Fahrerhaus angeordnet ist, für die Kühlung eines Fahrerhausbodens von der Abwärme der Verbrennungskraftmaschine sorgt. Dadurch kann eine besonders effiziente Standklimaanlage realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftwagen
- 12
- Aufbau
- 14
- Strömungspfad
- 16
- Kondensator
- 18
- Anordnung
- 20
- Luftfilter
- 22
- Kühlerpaket
- 24
- Lufteinlass
- 26
- Abschottelemente
- 28
- Rückschlagklappen
- 30
- Lüfter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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