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DE102011008520B4 - Klimaanlage zur Steuerung eines Luftstroms in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Klimaanlage zur Steuerung eines Luftstroms in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs Download PDF

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DE102011008520B4
DE102011008520B4 DE102011008520.3A DE102011008520A DE102011008520B4 DE 102011008520 B4 DE102011008520 B4 DE 102011008520B4 DE 102011008520 A DE102011008520 A DE 102011008520A DE 102011008520 B4 DE102011008520 B4 DE 102011008520B4
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air
passage
air duct
duct
mixing space
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Dipl.-Ing. Bouchalat Karim-Mathieu
Vincenzo Venezia
Dipl.-Ing.(FH) Laux Holger
Dipl.-Ing. Schäfer Alfons
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Mahle International GmbH
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Mahle International GmbH
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Abstract

Klimaanlage für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:einer ersten Luftführung (121) zum Führen eines ersten Luftstroms (231), wobei die erste Luftführung eine Öffnung zu einem Mischraum (125) und einen ersten Durchlass zu einem Luftauslass (127) aufweist;einer zweiten Luftführung (123) zum Führen eines zweiten Luftstroms (233), wobei die zweite Luftführung (123) eine Öffnung zu dem Mischraum (125) aufweist;dem Mischraum (125) zum Mischen eines durch die Öffnung der ersten Luftführung (121) strömenden Anteils des ersten Luftstroms (231) und eines durch die Öffnung der zweiten Luftführung (123) strömenden Anteils des zweiten Luftstroms (233), um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen, wobei der Mischraum (125) einen zweiten Durchlass von dem Mischraum (125) zu dem Luftauslass aufweist; undeiner Steuereinrichtung zum Steuern eines von der ersten Luftführung (121) durch den ersten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils (343) des ersten Luftstroms (231) und eines von dem Mischraum (125) durch den zweiten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils (241) des gemischten Luftstroms, wobeidie Steuereinrichtung eine beweglich angeordnete Schichtungsklappe (116) aufweist, die zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden kann, um eine Temperaturschichtung im Innenraum des Fahrzeugs zu erreichen,bei der die Schichtungsklappe (116) ausgebildet ist, um in der ersten Position den ersten Durchlass vollständig zu verschließen und den zweiten Durchlass zumindest teilweise freizugeben, in der zweiten Position den zweiten Durchlass vollständig zu verschließen und den ersten Durchlass zumindest teilweise freizugeben und in einer sich zwischen der ersten und der zweiten Position befindlichen Zwischenposition den ersten Durchlass und den zweiten Durchlass jeweils zumindest teilweise freizugeben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug.
  • Eine Klimaanlage eines Fahrzeugs erzeugt unterschiedlich temperierte Luftströme, die in einem Mischraum zusammengeführt und an unterschiedlichen Austrittsebenen in den Innenraum des Fahrzeugs geleitete werden können. Um einen Luftstrom für den Fußraum des Fahrzeugs zu erzeugen, kann ein Kaltbypass zu einem Auslass zu dem Fußraum vorgesehen sein. Dabei besteht das Risiko einer Rückauswirkung auf andere Auslässe. Alternativ kann ein Warmluftbypass vorgesehen sein. Dabei hat die Warmluft jedoch nur einen unzureichenden Impuls gegenüber der Luft aus dem Mischraum.
  • Die FR 2 778 152 A1 offenbart eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, mit einer ersten Luftführung zum Führen eines ersten Luftstroms, wobei die erste Luftführung eine Öffnung zu einem Mischraum und einen ersten Durchlass zu einem Luftauslass aufweist, weiterhin mit einer zweiten Luftführung zum Führen eines zweiten Luftstroms, wobei die zweite Luftführung eine Öffnung zu dem Mischraum aufweist, wobei der Mischraum zum Mischen eines durch die Öffnung der ersten Luftführung strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines durch die Öffnung der zweiten Luftführung strömenden Anteils des zweiten Luftstroms dient, um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen. Weiterhin ist eine dritte Luftführung vorgesehen, welcher sich stromabwärtig des Heizkörpers der ersten Luftführung mit der Luft aus dem ersten Durchlass mischt, um mit diesem Luftstrom den Heckbereich des Fahrzeugs zu temperieren.
  • Die JP 2004-256 048 A offenbart eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, mit einer ersten Luftführung zum Führen eines ersten Luftstroms, wobei die erste Luftführung eine Öffnung zu einem Mischraum aufweist und einen ersten Durchlass zu einem Luftauslass aufweist, weiterhin mit einer zweiten Luftführung zum Führen eines zweiten Luftstroms, wobei die zweite Luftführung eine Öffnung zu dem Mischraum aufweist, wobei der Mischraum zum Mischen eines durch die Öffnung der ersten Luftführung strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines durch die Öffnung der zweiten Luftführung strömenden Anteils des zweiten Luftstroms dient, um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen. Weiterhin sind verschiedene Klappen vorgesehen, um einen Luftstrom von der ersten Luftführung nicht zum Mischraum sondern zu einem weiteren Luftauslass für den Heckbereich des Fahrzeugs zu führen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Klimaanlage zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Klimaanlage gemäß den Patentanspruch 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Ansatz kann bei einer Klimaanlage vorgesehen werden, bei der zwei unterschiedlich temperierte Luftströme in einem Mischraum zu einem gemischten Luftstrom zusammengeführt werden. Um einen zusätzlichen Luftstrom zu erzeugen, dessen Temperatur zwischen einer Temperatur des gemischten Luftstroms und einer Temperatur eines der ursprünglichen zwei Luftströme liegt, kann ein Anteil des gemischten Luftstroms mit einem Anteil eines der ursprünglichen Luftströme gemischt werden. Soll der zusätzliche Luftstrom beispielsweise in den Fußraum des Fahrzeugs geleitet werden, so kann die Temperatur des zusätzlichen Luftstroms auf einen Temperaturwert eingestellt werden, der zwischen der Temperatur des gemischten Luftstroms und dem wärmeren der ursprünglichen zwei Luftströme liegt. Wird der zusätzliche Luftstrom dagegen von dem kälteren der der ursprünglichen zwei Luftströme abgeleitet, so kann die Temperatur des zusätzlichen Luftstroms auf einen Temperaturwert eingestellt werden, der zwischen der Temperatur des gemischten Luftstroms und dem kühleren der ursprünglichen zwei Luftströme liegt.
  • Vorteilhafterweise kann dadurch eine variable Schichtung ohne großen Aufwand, günstig, mit viel Hub und ohne Rückwirkung auf andere Schichtungen erreicht werden. Der erfindungsgemäße Ansatz eignet sich insbesondere für die Erzeugung eines Luftstroms für den vorderen Fußraum eines Fahrzeugs. Erfindungsgemäß kann auf einen separaten Kanal für einen Kaltbypass oder einen Warmluftbypass verzichtet werden. Dadurch kann der Aufwand geringgehalten werden. Auch kann eine Rückauswirkung auf andere Auslässe vermieden werden und der Impuls der eingesetzten Warmluft ist im Verhältnis zu dem Impuls der eingesetzten Luft aus dem Mischraum hoch genug.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:
    • einer ersten Luftführung zum Führen eines ersten Luftstroms, wobei die erste Luftführung eine Öffnung zu einem Mischraum und einen ersten Durchlass zu einem Luftauslass aufweist;
    • einer zweiten Luftführung zum Führen eines zweiten Luftstroms, wobei die zweite Luftführung eine Öffnung zu dem Mischraum aufweist;
    • dem Mischraum zum Mischen eines durch die Öffnung der ersten Luftführung strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines durch die Öffnung der zweiten Luftführung strömenden Anteils des zweiten Luftstroms, um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen, wobei der Mischraum einen zweiten Durchlass von dem Mischraum zu dem Luftauslass aufweist; und
    • einer Steuereinrichtung zum Steuern eines von der ersten Luftführung durch den ersten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines von dem Mischraum durch den zweiten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteil des gemischten Luftstroms.
  • Mittels der Klimaanlage können Luftströme erzeugt werden, die zur Klimatisierung eines Innenraums des Fahrzeugs genutzt werden können. Die Luftströme können in unterschiedlichen Austrittsebenen in den Innenraum geleitet werden. Der Luftauslass kann somit in einen Kanal münden, der in den Innenraum des Fahrzeugs führt. Beispielsweise kann es sich um einen Luftauslass für den Fußraum des Fahrzeugs handeln. Der erste Luftstrom kann eine Temperatur aufweisen, die sich von einer Temperatur des zweiten Luftstroms unterscheidet. Beispielsweise kann der erste Luftstrom wärmer als der zweite Luftstrom sein. Die Klimaanlage kann ein Gehäuse aufweisen. Die erste und die zweite Luftführung können jeweils durch einen Kanal des Gehäuses gebildet sein. Die erste Luftführung kann durch eine Trennwand von der zweiten Luftführung getrennt sein. Der Mischraum kann eine Kammer innerhalb des Gehäuses sein. Die Luftführungen und der Mischraum können so zueinander angeordnet sein, dass die Luftführungen in den Mischraum münden. Die Öffnungen der Luftführungen in den Mischraum ermöglichen ein Einströmen von Luft aus den Luftführungen in den Mischraum hinein. Die Temperatur des gemischten Luftstroms in dem Mischraum liegt zwischen der Temperatur des ersten und des zweiten Luftstroms. Neben dem zweiten Durchlass zu dem Luftauslass kann der Mischraum einen oder mehrere weitere Luftauslässe aufweisen, beispielsweise zu einer Entfrosterebene und einer Belüftungsebene des Innenraums. Der erste Durchlass zu dem Luftauslass kann eine Durchgangsöffnung durch eine Wand der ersten Luftführung sein. Die Steuereinrichtung kann eine oder mehrere bewegliche Klappen umfassen, durch die der erste und der zweite Durchlass abhängig von einer Klappenstellung vollständig, teilweise oder gar nicht verschlossen werden können. Durch die Steuereinrichtung kann eine Zusammensetzung eines zusätzlichen Luftstroms durch den Luftauslass gesteuert werden. Die Zusammensetzung des zusätzlichen Luftstroms kann dabei so gesteuert werden, dass der zusätzliche Luftstrom entweder nur einen Anteil des ersten Luftstroms, nur einen Anteil des gemischten Luftstroms oder sowohl einen Anteil des ersten Luftstroms als auch einen Anteil des gemischten Luftstroms aufweist. Die Zusammensetzung kann abhängig von einer angestrebten Temperatur des zusätzlichen Luftstroms gesteuert werden. Die angestrebte Temperatur kann beispielsweise von einem Insassen des Fahrzeugs vorgegeben werden. Eine Ansteuerung der Steuereinrichtung kann manuell oder automatisch erfolgen. Vorteilhafterweise kann der durch den Luftauslass strömende Luftstrom auf eine zusätzliche Zwischentemperatur eingestellt werden, die zwischen den Temperaturen des ersten und des zweiten Luftstroms liegt und sich zusätzlich von der Temperatur des gemischten Luftstroms unterscheidet.
  • Erfindungsgemäß weist die Steuereinrichtung eine beweglich angeordnete Schichtungsklappe auf. Die Schichtungsklappe kann dabei zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden.
  • Dabei ist die erfindungsgemäße Schichtungsklappe derart ausgebildet, um in der ersten Position den ersten Durchlass vollständig zu verschließen und den zweiten Durchlass zumindest teilweise freizugeben, in der zweiten Position den zweiten Durchlass vollständig zu verschließen und den ersten Durchlass zumindest teilweise freizugeben und in einer sich zwischen der ersten und der zweiten Position befindlichen Zwischenposition den ersten Durchlass und den zweiten Durchlass jeweils zumindest teilweise freizugeben. Befindet sich die Schichtungsklappe in der ersten Position kann somit ausschließlich Luft aus dem Mischraum in den Luftauslass strömen. Befindet sich die Schichtungsklappe dagegen in der zweiten Position kann ausschließlich Luft aus der ersten Luftführung in den Luftauslass strömen. Befindet sich die Schichtungsklappe dagegen in der Zwischenposition so kann die Temperatur der durch den Luftauslass strömenden Luft auf eine Temperatur eingestellt werden, die zwischen der Temperatur des ersten Luftstroms und der Temperatur des gemischten Luftstroms liegt.
  • Die Schichtungsklappe kann eine Form aufweisen, die ein Ausströmen eines durch den ersten Durchlass in den Luftauslass eingeströmten Luftstroms aus dem zweiten Durchlass in den Mischraum hinein verhindert. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn sich die Schichtungsklappe in der Zwischenposition befindet. Die Form kann beispielsweise so gewählt sein, dass ein Vorbeiströmen von Luft an den Rändern der Schichtungsklappe verhindert wird. Dazu können die Ränder der Schichtungsklappe direkt mit Innenwänden eines Raums des Luftauslasses abschließen. Auf diese Weise können die durch die Durchlässe einströmenden Luftströme jeweils vollständig in den Lufteinlass hineingeleitet werden und es kann ein unerwünschtes Rückströmen von Luft verhindert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Schichtungsklappe eine Drehachse aufweisen, die entlang einer Schnittlinie zwischen einer Haupterstreckungsebene des ersten Durchlasses und einer Haupterstreckungsebene des zweiten Durchlasses verläuft. Auf diese Weise ist lediglich eine Schichtungsklappe erforderlich, mit der je nach Stellung sowohl der erste Durchlass als auch der zweite Durchlass verschlossen werden kann. Eine Steuerung des Luftstroms durch den Luftauslass kann damit einfach durch eine Drehung der Schichtungsklappe um die Drehachse realisiert werden.
  • Die erste Luftführung und die zweite Luftführung können nebeneinander angeordnet sein. Ebenso können der Mischraum und der Luftauslass nebeneinander angeordnet sein. Eine Breite des Mischraums kann sich im Wesentlichen über eine Breite der zweiten Luftführung und einen ersten Abschnitt einer Breite der ersten Luftführung erstrecken und eine Breite des Luftauslasses kann sich im Wesentlichen über einen an den ersten Abschnitt angrenzenden zweiten Abschnitt der Breite der ersten Luftführung erstrecken. Somit können die Luftführungen zusammen eine Breite aufweisen, die ungefähr der Breite entspricht, die der Mischraum und der Luftauslass zusammen einnehmen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der zweite Luftstrom ohne Umleitungen in den Mischraum eintreten kann und Anteile des ersten Luftstroms ohne Umleitungen in den Luftauslass und ohne oder nur mit geringen Umleitungen in den Mischraum strömen können.
  • Gemäß einer Ausführungsform können der erste Durchlass und der zweite Durchlass senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Klimaanlage und der Luftauslass kann parallel zu der Haupterstreckungsebene ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann ein durch den Luftauslass strömender Luftstrom aus der Haupterstreckungsebene der Klimaanlage herausgeführt werden.
  • Die Klimaanlage kann ferner einen Eingangskanal zum Führen eines Eingangsluftstroms und zum Aufteilen des Eingangsluftstroms in den ersten Luftstrom der ersten Luftführung und in den zweiten Luftstrom der zweiten Luftführung, einen Verdampfer, der zum Kühlen des Eingangsluftstroms in dem Eingangskanal angeordnet ist, eine Warmklappe zum Steuern des ersten Luftstroms durch die erste Luftführung, eine Kaltklappe zum Steuern des zweiten Luftstroms durch die zweite Luftführung, mindestens einen weiteren Durchlass von dem Mischraum zu mindestens einen weiteren Luftauslass und mindestens eine Klappe zum Steuern eines durch den mindestens einen weiteren Durchlass strömenden Anteil des gemischten Luftstroms aufweisen. Somit kann die Klimaanlage die Elemente einer herkömmlichen Klimaanlage aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Luftstroms in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, das die folgenden Schritte umfasst:
    • Führen eines ersten Luftstroms durch eine erste Luftführung zu einer ersten Öffnung eines Mischraums und zu einem ersten Durchlass zu einem Luftauslass;
    • Führen eines zweiten Luftstroms durch eine zweite Luftführung zu einer zweiten Öffnung des Mischraums;
    • Mischen eines durch die erste Öffnung strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines durch die zweite Öffnung strömenden Anteils des zweiten Luftstroms in dem Mischraum, um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen; und
    • Steuern eines von der ersten Luftführung durch den ersten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils des ersten Luftstroms und eines von dem Mischraum durch einen zweiten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteil des gemischten Luftstroms.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage;
    • 2 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Klimaanlage;
    • 3 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Klimaanlage;
    • 4 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Klimaanlage; und
    • 5 eine Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Klimaanlage.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
  • 1 zeigt eine Darstellung einer Klimaanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Klimaanlage weist ein Gehäuse auf, in dem ein Verdampfer 102, ein Heizkörper 104, ein Zusatzheizkörper 106, beispielsweise ein PTC-Heizkörper, eine Kaltklappe 108, eine Warmklappe 110, eine Defrostklappe 112, eine Belüftungsklappe 114 und eine Schichtungsklappe 116 angeordnet sind. Die Kaltklappe 108, die Warmklappe 110, die Defrostklappe 112, die Belüftungsklappe 114 und die Schichtungsklappe 116 können, wie dargestellt, jeweils zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegt werden.
  • In die Klimaanlage einströmende Luft wird über den Verdampfer 102 geleitet und bei Betrieb des Verdampfers 102 gekühlt. In Strömungsrichtung hinter dem Verdampfer 102 erstreckt sich ein Warmluftkanal als erste Luftführung 121 sowie ein Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123. In dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 sind der Heizkörper 104 und der Zusatzheizkörper 106 angeordnet. Wenn die Warmklappe 110 zumindest teilweise geöffnet ist, kann ein Warmluftstrom durch den Warmluftkanal als erste Luftführung 121 strömen. Wenn die Warmklappe 110 geschlossen ist, kann keine Luft von dem Verdampfer 102 in den Warmluftkanal als erste Luftführung 121 strömen. Bei Betrieb des Heizkörpers 104 und des Zusatzheizkörpers 106 wird der Warmluftstrom durch den Heizkörper 104 und den Zusatzheizkörper 106 erwärmt. Wenn die Kaltklappe 108 zumindest teilweise geöffnet ist, kann ein Kaltluftstrom durch den Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 strömen. Wenn die Kaltklappe 108 geschlossen ist, kann keine Luft von dem Verdampfer 102 in den Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 strömen. Der Warmluftkanal als erste Luftführung 121 und der Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 verlaufen parallel, weisen in etwa dieselbe Länge auf und sind durch eine Trennwand voneinander getrennt.
  • Der Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 mündet in einen Mischraum 125. Eine Hälfte des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 mündet ebenfalls in den Mischraum 125. Eine andere Hälfte des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 kann, je nach Stellung der Schichtungsklappe 116, durch einen Durchlass in eine Fußraumöffnung als Luftauslass 127 münden. Die Klimaanlage kann so verbaut sein, dass die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 seitlich verläuft. Je nach Stellung der Schichtungsklappe 116 kann auch von dem Mischraum 125 heraus Luft in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömen. Die Schichtungsklappe 116 ermöglicht somit eine variable Schichtung.
  • Der Mischraum 125 weist eine erste Öffnung auf, durch die Warmluft aus dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 in den Mischraum 125 strömen kann und eine zweite Öffnung, durch die Kaltluft aus dem Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 in den Mischraum 125 strömen kann. Ferner weist der Mischraum 125 einen Durchlass auf, durch den Luft aus dem Mischraum 125 in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömen kann. Ferner weist der Mischraum 125 einen Durchlass zu einem Entfrosterkanal und einen Durchlass zu einem Belüftungskanal auf. Je nach Stellung der Defrostklappe 112 kann Luft aus dem Mischraum 125 in den Entfrosterkanal einströmen oder nicht. Je nach Stellung der Belüftungsklappe 114 kann Luft aus dem Mischraum 125 in den Belüftungskanal einströmen oder nicht.
  • 2 zeigt eine Luftströmung bei einer geschlossenen Schichtungsklappe 116 der in 1 gezeigten Klimaanlage. In dem Zustand „Schichtungsklappe 116 zu“ wird die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 nur von dem Mischraum 125 aus versorgt.
  • Die Pfeile 231 deuten einen Verlauf des Warmluftstroms 231 durch den Warmluftkanal als erste Luftführung 121 an. Aufgrund der geschlossenen Schichtungsklappe 116 wird der gesamte Warmluftstrom 231 in den Mischraum 125 geleitet. Die Öffnung zu dem Mischraum 125 ist an der Seite der Trennwand zu dem Kaltluftkanal als zweite Luftführung 123 angeordnet, so dass der Warmluftstrom 231 am Ende des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 aus einer Hauptflussrichtung des Warmluftstroms 231 seitlich ausgelenkt wird. Der von der Schichtungsklappe 116 verschlossene Durchlass zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 verläuft quer zu der Hauptflussrichtung des Warmluftstroms 231. Ein Ende der Schichtungsklappe 116 ist an einer Seite des Durchlasses drehbar gelagert. Ein gegenüberliegendes freies Ende der Schichtungsklappe 116 grenzt an die gegenüberliegende Seite des Durchlasses an, so dass der Durchlass vollständig von der Schichtungsklappe 116 verschossen ist. Eine Zwischenwand des Gehäuses erstreckt sich zwischen dem Durchlass zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 und der Öffnung des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 in den Mischraum 125. Die Zwischenwand verläuft quer zu der Hauptflussrichtung des Warmluftstroms 231 und bildet eine Linie mit der geschlossenen Schichtungsklappe 116.
  • Die Pfeile 233 deuten einen Verlauf des Kaltluftstroms 233 durch den Kaltluftkanal als zweite Luftführung an. Der gesamte Kaltluftstrom 233 wird in den Mischraum 125 geleitet. Die Öffnung zu dem Mischraum 125 ist quer zu einer Hauptflussrichtung des Kaltluftstroms 233 angeordnet.
  • In dem Mischraum 125 wir der Warmluftstrom 231 mit dem Kaltluftstrom 233 vermischt. Aufgrund der Stellung der Schichtungsklappe 116 ist der Durchlass zwischen dem Mischraum 125 und der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 vollständig geöffnet. Der Durchlass zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 ist in einer Nische des Mischraums 125 angeordnet. Die Nische wird zum einen durch die Zwischenwand begrenzt, die sich zwischen dem Durchlass des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 und der Öffnung des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 in dem Mischraum 125 erstreckt und zum anderen durch einen der Zwischenwand gegenüberliegenden Wandabschnitt des Gehäuses der Klimaanlage. Der Wandabschnitt kann parallel zu der Zwischenwand verlaufen. Der Durchlass zwischen dem Mischraum 125 und der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 kann sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Durchlass des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 erstrecken.
  • Der Pfeil 241 deutet einen Luftstrom 241 aus dem Mischraum 125, durch die Nische, in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 hinein an. Der Luftstrom 241 verläuft quer zu einer Hauptrichtung des Warmluftstroms 231 und des Kaltluftstroms 233. Der Luftstrom 241 kann nahezu entgegengesetzt zu einer Strömungsrichtung des Warmluftstroms im Bereich der Öffnung des Warmluftkanals als erste Luftführung 121 zu dem Mischraum 125 verlaufen. Eine Temperatur des in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömenden Luftstroms 241 entspricht einer Temperatur des gemischten Luftstroms in dem Mischraum 125.
  • 3 zeigt eine Luftströmung der in 1 gezeigten Klimaanlage, wenn die Schichtungsklappe 116 maximal offen ist. Dies bewirkt eine maximal warme Schichtung in der Fußraumöffnung als Luftauslass 127. In dem Zustand „Schichtungsklappe 116 maximal offen“ wird die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 nur von Warmluft hinter dem Heizkörper 104 und dem Zusatzheizkörper 106 versorgt. Der Durchlass zwischen dem Mischraum 125 und der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 ist durch die Schichtungsklappe 116 verschlossen. Das heißt, dass ausschließlich ein Anteil des Warmluftstroms 231 in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömt, nämlich durch den nun maximal geöffneten Durchlass von dem Warmluftkanal als erste Luftführung zu der Fußraumöffnung als Luftauslass 127.
  • Der Pfeil 343 deutet einen Luftstrom aus dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 hinein an. Der Luftstrom 343 verläuft in etwa in Richtung einer Hauptrichtung des Warmluftstroms 231. Eine Temperatur des in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömenden Luftstroms 343 entspricht einer Temperatur des Warmluftstroms 231.
  • 4 zeigt eine Luftströmung der in 1 gezeigten Klimaanlage, wenn die Schichtungsklappe 116 teilweise offen ist. Insbesondere ist eine Stellung gezeigt, in der die Schichtungsklappe 116 zu 50% offen ist. Dies bewirkt eine neutrale Schichtung in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127. In dem Zustand „Schichtungsklappe 116 50% offen“ wird die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 sowohl von Warmluft aus dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 als auch mit Luft aus dem Mischraum 125 versorgt. Dies wird dadurch bewirkt, dass sowohl der Durchlass zwischen dem Mischraum 125 und der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 als auch der Durchlass zwischen dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 und der Fußraumöffnung als Luftauslass 127 durch die Schichtungsklappe 116 teilweise geöffnet sind. Somit wird die in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 einströmende Luft aus dem Mischraum 125 durch einen Warmluftbypass direkt aus dem Warmluftkanal als erste Luftführung erwärmt. Die Pfeile 241, 343 deutet die Luftströmungen in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 hinein an.
  • In der gezeigten Stellung öffnet die Schichtungsklappe 116 den Warmluftbypass von dem Warmluftkanal als erste Luftführung 121 zum Luftauslass 127, beispielsweise zum Fußraum, und steuert zugleich die Luftmenge vom Mischraum 125 zum Luftauslass 127.
  • Die Luft des Fußraums setzt sich somit aus den Luftströmen 241, 343 zusammen. Somit liegt die Temperatur des in die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 strömenden Luftstrom zwischen einer Temperatur de des Warmluftstroms 231 und einer Temperatur des gemischten Luftstroms in dem Mischraum 125.
  • Die Schichtungsklappe 116 ist örtlich getrennt vom Mischraum 125, so dass kein Einfluss auf die Mischverhältnisse und auf die Grundschichtung geübt wird. Die Trennung vom Mischraum 125 kann dadurch erfolgen, dass die Schichtungsklappe 116 etwas rückversetzt, beispielsweise in einer Nische oder einem Seitenkanal angeordnet ist.
  • Durch die Form der Schichtungsklappe 116 wird vermieden, dass Warmluft aus dem Bypass in den Mischraum 125 „rückströmt“.
  • Der erfindungsgemäße Ansatz ist insbesondere für die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 geeignet, kann jedoch auch bei den anderen Auslässen der Klimaanlage angewandt werden.
  • Das erfindungsgemäße Prinzip ist bei einer 3- bzw. 4-zonigen Anlage genauso darstellbar, wie es anhand der 1 bis 4 beschrieben ist.
  • 5 zeigt eine entsprechende Darstellung einer weiteren Klimaanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Neben den Elementen der anhand der 1 bis 4 beschriebenen Klimaanlage weist die Klimaanlage einen dritten Luftkanal 561 auf. Der Heizkörper 104 und der Zusatzheizkörper 106 erstrecken sich in den dritten Luftkanal 561 hinein, so dass ein Teil der Luft durch den dritten Luftkanal 561 durch den Heizkörper 104 und den Zusatzheizkörper 106 erwärmt werden kann und ein Teil der Luft durch den dritten Luftkanal 561 seitlich an dem Heizkörper 104 und dem Zusatzheizkörper 106 vorbeiströmen kann. Durch eine Stellung einer Luftklappe 563 kann ein Verhältnis von durch den Heizkörper 104 und den Zusatzheizkörper 106 strömenden und an dem Heizkörper 104 und dem Zusatzheizkörper 106 vorbeiströmenden Anteilen der durch den dritten Luftkanal 561 strömenden Luft eingestellt werden. Durch eine Luftklappe 565 kann der dritten Luftkanal 561 geöffnet oder geschlossen werden. Durch die Schichtungsklappe 116 ist weiterhin eine variable Schichtung, hier für die Fußraumöffnung als Luftauslass 127 front möglich.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Auch können die Formen und Anordnungen der beschriebenen Elemente der Klimaanlage variiert werden.

Claims (6)

  1. Klimaanlage für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen: einer ersten Luftführung (121) zum Führen eines ersten Luftstroms (231), wobei die erste Luftführung eine Öffnung zu einem Mischraum (125) und einen ersten Durchlass zu einem Luftauslass (127) aufweist; einer zweiten Luftführung (123) zum Führen eines zweiten Luftstroms (233), wobei die zweite Luftführung (123) eine Öffnung zu dem Mischraum (125) aufweist; dem Mischraum (125) zum Mischen eines durch die Öffnung der ersten Luftführung (121) strömenden Anteils des ersten Luftstroms (231) und eines durch die Öffnung der zweiten Luftführung (123) strömenden Anteils des zweiten Luftstroms (233), um einen gemischten Luftstrom zu erzeugen, wobei der Mischraum (125) einen zweiten Durchlass von dem Mischraum (125) zu dem Luftauslass aufweist; und einer Steuereinrichtung zum Steuern eines von der ersten Luftführung (121) durch den ersten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils (343) des ersten Luftstroms (231) und eines von dem Mischraum (125) durch den zweiten Durchlass in den Luftauslass strömenden Anteils (241) des gemischten Luftstroms, wobei die Steuereinrichtung eine beweglich angeordnete Schichtungsklappe (116) aufweist, die zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden kann, um eine Temperaturschichtung im Innenraum des Fahrzeugs zu erreichen, bei der die Schichtungsklappe (116) ausgebildet ist, um in der ersten Position den ersten Durchlass vollständig zu verschließen und den zweiten Durchlass zumindest teilweise freizugeben, in der zweiten Position den zweiten Durchlass vollständig zu verschließen und den ersten Durchlass zumindest teilweise freizugeben und in einer sich zwischen der ersten und der zweiten Position befindlichen Zwischenposition den ersten Durchlass und den zweiten Durchlass jeweils zumindest teilweise freizugeben.
  2. Klimaanlage gemäß Anspruch 1, bei der die Schichtungsklappe (116) eine Form aufweist, die ein Ausströmen eines durch den ersten Durchlass in den Luftauslass (127) eingeströmten Luftstroms aus dem zweiten Durchlass in den Mischraum (125) hinein verhindert.
  3. Klimaanlage gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Schichtungsklappe (116) eine Drehachse aufweist, die entlang einer Schnittlinie zwischen einer Haupterstreckungsebene des ersten Durchlasses und einer Haupterstreckungsebene des zweiten Durchlasses verläuft.
  4. Klimaanlage gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die erste Luftführung (121) und die zweite Luftführung (123) nebeneinander angeordnet sind, der Mischraum (125) und der Luftauslass (127) nebeneinander angeordnet sind, sich eine Breite des Mischraums (125) über eine Breite der zweiten Luftführung (123) und einen ersten Abschnitt einer Breite der ersten Luftführung (121) erstreckt und sich eine Breite des Luftauslasses über einen an den ersten Abschnitt angrenzenden zweiten Abschnitt der Breite der ersten Luftführung (121) erstreckt.
  5. Klimaanlage gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der erste Durchlass und der zweite Durchlass senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Klimaanlage und der Luftauslass (127) parallel zu der Haupterstreckungsebene ausgerichtet sind.
  6. Klimaanlage gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Eingangskanal zum Führen eines Eingangsluftstroms und zum Aufteilen des Eingangsluftstroms in den ersten Luftstrom (231) der ersten Luftführung (121) und in den zweiten Luftstrom (233) der zweiten Luftführung (123), einem Verdampfer (102), der zum Kühlen des Eingangsluftstroms in dem Eingangskanal angeordnet ist, einer Warmklappe (110) zum Steuern des ersten Luftstroms durch die erste Luftführung, einer Kaltklappe (108) zum Steuern des zweiten Luftstroms durch die zweite Luftführung, mindestens einem weiteren Durchlass von dem Mischraum (125) zu mindestens einem weiteren Luftauslass und mindestens einer Klappe (112, 114) zum Steuern eines durch den mindestens einen weiteren Durchlass strömenden Anteils des gemischten Luftstroms.
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