DE19835286A1

DE19835286A1 - Heating or air conditioning plant for vehicle, with heat transmitter projecting at least partly into two adjacent air channels

Info

Publication number: DE19835286A1
Application number: DE1998135286
Authority: DE
Inventors: Walter Ellwanger
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: DE19835286B4

Abstract

The heating or air conditioning plant has an air guide casing (12) and at least one heat transmitter (14) in the casing. Air channels (18, 26, 28, 30) take warm air from the heat transmitter to outlets. The heat transmitter projects at least partly into two adjacent air channels (18, 26). These channels are connected to each other at one end in the mixing cavity (20), so that air passing through the channels is warmed twice.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für eine Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heating or air conditioning system for a vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 197 52 676 ist eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt mit einem Luftführungsgehäuse und darin angeordnetem Wärmeübertrager zur Erwärmung von Luft und mit Luftkanälen, die zu einer unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten Defrosterdüse, im Armaturenbrett ange ordneten Seiten- und Mitteldüsen, sowie zu Fußraumausströmern führen. Luftseitig stromab des Wärmeübertragers ist eine elektrische Zusatzheizung vorgesehen zur Erwärmung der Luft in der Motoraufwärmphase, wenn der vom Motorkühlwasser durchströmte Wärmeübertrager noch nicht genug Wärme liefern kann. Weiterhin ist in dem Kanal für die Fußraumluft eine weitere elektrische Zusatzheizung vorgesehen, um insbesondere in der Motoraufwärmphase dem Fußraum erwärmte Luft zuführen zu können. Nachteilig ist, daß diese bekannte Klimaanlage sehr aufwendig ist und eine aufwendige elektrische Steuerung zur Regelung der elektrischen Zusatzhei zungen benötigt wird.An air conditioning system for a motor vehicle is known from DE 197 52 676 with an air duct housing and heat exchanger arranged therein for heating air and with air channels leading to a below the Defroster nozzle arranged in the windshield, in the dashboard tidy side and center nozzles, and lead to footwell vents. An additional electrical heater is located on the air side downstream of the heat exchanger provided for heating the air in the engine warm-up phase when the Heat exchangers through which the engine cooling water does not flow enough Can provide heat. There is also a channel in the footwell air additional electrical auxiliary heating is provided, in particular in the Engine warm-up phase to be able to supply heated air to the footwell. The disadvantage is that this known air conditioning system is very complex and one elaborate electrical control for regulating the electrical auxiliary heating tongues is needed.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Heizungs- oder Klimaanlage bereitzustellen, die eine separate Aufheizung des einer bestimmten Fahrzeuginnenraumzone, insbesondere dem Fuß- oder Fondraum, zuzuführenden Luftstroms in kostengünstiger und einfacher Weise ermöglicht.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide improved heating or air conditioning, which is a separate Heating of a certain vehicle interior zone, in particular the foot or rear compartment, airflow to be supplied in a more economical and enables simple way.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Heizungs- oder Kli maanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a heating or Kli Measurement system with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ragt der Wärmeübertrager zur Erwärmung der Luft in zwei benachbarte Luftkanäle jeweils zumindest teilweise hinein. Die benachbar ten Luftkanäle sind an ihrem einen Ende miteinander verbunden, so daß die den ersten Luftkanal durchströmende Luft durch den Wärmeübertrager ein erstes Mal erwärmbar ist und bei anschließender Durchströmung des zwei ten Luftkanals ein zweites Mal erwärmbar ist. Auf diese Weise ist gewähr leistet, daß die Luft, die über den zweiten Luftkanal einer bestimmten Fahr zeuginnenraumzone zuführbar ist, stärker erwärmt werden kann, als die den anderen Fahrzeuginnenraumzonen zugeführte Luft. Dies wird ohne einen zusätzlichen Wärmeübertrager erreicht, so daß die erfindungsgemäße Hei zungs- oder Klimaanlage relativ kostengünstig herstellbar ist.According to the invention, the heat exchanger projects in two for heating the air Adjacent air ducts at least partially into each. The neighboring air ducts are connected at one end so that the air flowing through the first air duct through the heat exchanger is heatable for the first time and with subsequent flow through the two th air duct can be heated a second time. This way it is guaranteed that the air that passes through the second air duct of a certain driving the interior of the mold can be fed, can be heated more than that air supplied to other vehicle interior zones. This will be without one reached additional heat exchanger, so that the Hei invention tion or air conditioning is relatively inexpensive to manufacture.

Bevorzugt wird die im zweiten Luftkanal zusätzlich aufgeheizte Luft dem Fuß- oder Fondraum eines Kraftfahrzeuges zugeführt, da Luft im Fuß- und Fondraum mit einer höheren Temperatur als die den übrigen Fahrzeugin nenraumzonen zugeführte Luft das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen erhöht.The air additionally heated in the second air duct is preferred Foot or rear compartment of a motor vehicle supplied because air in the foot and Rear compartment with a higher temperature than the rest of the vehicle Air supplied to the interior zones improves the well-being of the vehicle's occupants elevated.

Vorteilhafter Weise sind die beiden Luftkanäle über einen Luftmischraum verbunden. Eine Wand des Luftmischraums dient dann als Trennung zwi schen den beiden Luftkanälen.The two air channels are advantageously via an air mixing space connected. A wall of the air mixing room then serves as a separation between between the two air ducts.

Zur luftseitigen Regelung des Temperaturniveaus sind im ersten und/oder zweiten Luftkanal zur Umgehung des Wärmeübertragers Bypässe vorgese hen, die mit Bypassluftklappen verschließbar sind. Dadurch kann eine ge zielte Temperaturschichtung, also eine gezielte Temperaturdifferenz zwi schen Fuß- und Kopfraum mittels der Bypassklappe im zweiten Luftkanal eingestellt werden. For the air-side regulation of the temperature level, the first and / or second air duct to bypass the heat exchanger bypass hen that can be closed with bypass air flaps. This allows a ge targeted temperature stratification, i.e. a targeted temperature difference between foot and head space using the bypass flap in the second air duct can be set.

Wenn im zweiten Luftkanal mehrere Bypassklappen vorgesehen sind und stromab des Wärmeübertragers der zweite Luftkanal mehrteilig ausgeführt ist und jede Bypassklappe einem Teilkanal zugeordnet ist, kann beispiels weise eine Links/Rechts-Trennung erreicht werden, so daß die Temperatu ren der dem linken Fußraum zugeführten Luft unabhängig von der dem rechten Fußraum zugeführten Luft temperierbar ist. Zusätzlich kann ein weiterer Teilkanal mit Bypassklappe zur unabhängigen Temperierung des Fondraums vorgesehen sein. Es sind auch weitere Teilkanäle, beispielswei se für die Türbeheizung, denkbar.If several bypass flaps are provided in the second air duct and downstream of the heat exchanger, the second air duct is made in several parts is and each bypass valve is assigned to a subchannel, for example a left / right separation can be achieved so that the temperatu of the air supplied to the left footwell regardless of the air supplied to the right footwell is heatable. In addition, a additional subchannel with bypass flap for independent temperature control of the Rear room to be provided. There are also other subchannels, for example se for the door heating, conceivable.

Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage in einfacher und kostengünstiger Weise der Komfort für die Fahrzeuginsassen erhöht, indem die Luft im zweiten Luftkanal im Temperaturregelbereich nachheizbar ist und bevorzugt dem Fuß- oder Fondraum zuführbar ist.Overall, the heating or air conditioning system according to the invention is in simple and inexpensive way of comfort for the vehicle occupants increased by the air in the second air duct in the temperature control range is reheatable and can preferably be supplied to the foot or rear area.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.In the following, the invention is described using exemplary embodiments Reference to the drawing explained in detail.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin dungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanla ge; Fig. 1 is a schematic representation of a heating or air conditioning system according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform; Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment;

Fig. 3-6 schematische Darstellungen eines Teilbe reichs einer dritten Ausführungsform in un terschiedlichen Ansichten; Fig. 3-6 are schematic representations of a partial area of a third embodiment in different views;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage; Fig. 7 is a schematic representation of a fourth embodiment of the heating or air conditioning system according to the invention;

Fig. 8 eine luftstromseitige Ansicht eines Wärme übertragers der vierten Ausführungsform. Fig. 8 is an airflow side view of a heat exchanger of the fourth embodiment.

Eine in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Heizungs- oder Kli maanlage 10 weist ein Luftführungsgehäuse 12 und mindestens einen in dem Gehäuse 12 angeordneten Wärmeübertrager 14 zur Erwärmung von in Pfeilrichtung 16 strömender Luft, die in einem ersten Luftkanal 18 geführt ist. Der Luftkanal 18 mündet in einen Luftmischraum 20, in dem die durch den Wärmeübertrager 14 erwärmte Luft mit durch einen Bypass 21 an dem Wärmeübertrager 14 vorbeigeführte und über erste Bypassklappen 22 und 24 in der Menge regelbaren und nicht erwärmten Luft auf ein gewünschtes Temperaturniveau mischbar ist. Die ersten Bypassklappen 22 und 24 sind über eine Stellvorrichtung 40 betätigbar, wobei die Bypassklappen 22 und 24 miteinander gekoppelt sind, beispielsweise durch mit gestrichelten Linien 42 und 44 angedeutete Zahnräder.A heating or air conditioning system 10 according to the invention shown in the drawing has an air guide housing 12 and at least one heat exchanger 14 arranged in the housing 12 for heating air flowing in the direction of the arrow 16 , which is guided in a first air duct 18 . The air duct 18 opens into an air mixing space 20 , in which the air heated by the heat exchanger 14 can be mixed with a heated bypass 21 past the heat exchanger 14 and in the amount controllable via first bypass flaps 22 and 24 to a desired temperature level. The first bypass flaps 22 and 24 can be actuated via an actuating device 40 , the bypass flaps 22 and 24 being coupled to one another, for example by gearwheels indicated by broken lines 42 and 44 .

Der Bypass 21 könnte auch mit nur einer Bypassklappe verschließbar sein. Dann kann bei geöffnetem Bypass nur eine Seite des Wärmeübertragers 14 durch die offenen Bypassklappe abgedeckt sein. An der anderen offenen Seite des Wärmeübertragers könnte sich Luft durch Wärmestrahlung des von Motorkühlmittel durchströmten Wärmeübertragers ungewollt aufheizen. Deshalb sollte in diesem Fall ein Ventil zur Absperrung des Kühlmittelflusses vorgesehen sein.The bypass 21 could also be closable with only one bypass flap. Then, when the bypass is open, only one side of the heat exchanger 14 can be covered by the open bypass flap. On the other open side of the heat exchanger, air could heat up unintentionally due to heat radiation from the heat exchanger through which engine coolant flows. In this case, a valve should therefore be provided to shut off the coolant flow.

An den Luftmischraum 20 schließen sich ein zweiter Luftkanal 26 an, der einem Fuß- und/oder Fondraum zuzuführende Luft führt sowie ein dritter 28 und vierter Luftkanal 30, über die die im Luftmischraum 20 temperierte Luft einer Defrosterdüse bzw. Seiten- und Mitteldüsen zuführbar ist. Der erste und zweite Luftkanal 18 und 26 sind unmittelbar benachbart und durch eine Gehäusewand 31 getrennt.To the air mixing chamber 20, a second air passage 26 connect, which leads to a foot and / or rear compartment air to be supplied and a third 28 and the fourth air passage 30 through which the tempered in the air mixing chamber 20 air of a defroster or side and center nozzles can be fed . The first and second air channels 18 and 26 are immediately adjacent and separated by a housing wall 31 .

Der Wärmeübertrager 14, der ein vom Motorkühlwasser oder Motoröl durchströmter Wärmeübertrager und/oder ein elektrischer Heizkörper sein kann, erstreckt sich beidseitig der Gehäusewand 31, so daß er zumindest teilweise in den ersten Luftkanal 18 und in den zweiten Luftkanal 26 hinein ragt, so daß in dem ersten Luftkanal 18 die Luft 16 durch einen ersten Teil bereich 32 des Wärmeübertragers 14 erwärmbar ist und der Teil der im Luftmischraum 20 temperierten Luft, der in den zweiten Luftkanal 26 hinein strömt durch einen zweiten Teilbereich 34 des Wärmeübertragers 14 nocheinmal erwärmbar ist.The heat exchanger 14 , which can be a heat exchanger through which the engine cooling water or engine oil flows and / or an electric heating element, extends on both sides of the housing wall 31 , so that it projects at least partially into the first air duct 18 and the second air duct 26 , so that in the first air duct 18, the air 16 can be heated by a first partial area 32 of the heat exchanger 14 and the part of the air temperature-controlled in the air mixing space 20 which flows into the second air channel 26 through a second partial area 34 of the heat exchanger 14 can be heated again.

In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel deckt der in den ersten Luftkanal 18 hineinragende Teilbereich 32 des Wärmeübertragers 14 etwa zwei Drittel des Luftkanalquerschnitts ab und der in den zweiten Luft kanal hineinragende Teilbereich 34 deckt den Kanalquerschnitt des Luftka nals 26 vollständig ab, so daß die in den Fußraum strömende Luft in jedem Fall bei aktiviertem Wärmeübertrager 14 erwärmt wird.In the first embodiment shown in FIG. 1, the portion 32 of the heat exchanger 14 projecting into the first air duct 18 covers approximately two thirds of the air duct cross section and the portion 34 protruding into the second air duct completely covers the duct cross section of the air duct 26 , so that the air flowing into the footwell is heated in any case when the heat exchanger 14 is activated.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel deckt der Teilbereich 34 des Wärmeübertragers 14 etwa die Hälfte des Kanalquerschnitts des zwei ten Luftkanals 26 ab, so daß über eine in diesem Ausführungsbeispiel vor gesehene zweite Bypassklappe 38 nur eine definierte Teilluftmenge im zweiten Luftkanal 26 durch den Teilbereich 34 des Wärmeübertragers 14 erwärmbar ist, so daß die Nachheizung der dem Fußraum zuzuführenden Luft über die Bypassklappe 38 luftseitig durch Mischen der Luft regelbar ist.In the embodiment shown in Fig. 2, the portion 34 of the heat exchanger 14 covers about half the channel cross section of the two th air duct 26 , so that via a second bypass flap 38 seen in this embodiment, only a defined amount of partial air in the second air duct 26 through the portion 34 of the heat exchanger can be heated 14 so that the post-heating of the air supplied to the foot space is air-way controllable by mixing the air via the bypass damper 38th

In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hei zungs- oder Klimaanlage 10 dargestellt, bei der die zweite Bypassklappe 38 in drei koaxial nebeneinander angeordnete Bypassklappen 46, 48 und 50 geteilt ist und der zweite Luftkanal 26 luftseitig stromab des zweiten Teilbe reichs 36 des Wärmeübertragers 14 in drei Teilkanäle 52, 54 und 56 aufge teilt ist, wobei die Bypassklappe 46 dem Teilkanal 52, die Bypassklappe 48 dem Teilkanal 54 und die Bypassklappe 50 dem Teilkanal 56 zugeordnet ist. Auf diese Weise ist die in den einzelnen Teilkanälen 52 bis 56 geführte Luft separat temperierbar, so daß eine Links/Rechts-Trennung der dem Fußraum zugeführten Luft möglich ist und zusätzlich eine separate Temperierung der dem Fondraum zugeführten Luft erreichbar ist. Dazu wird die im Teilkanal 52 geführte Luft beispielsweise dem linken Fußraum, die im Teilkanal 56 ge führte Luft dem rechten Fußraum und die im Teilkanal 54 geführte Luft dem Fondraum zugeführt. In den Fig. 4-6 sind die zweiten Bypassklappen 46, 48 und 50 in verschiedenen Stellungen dargestellt.In Fig. 3, a third embodiment of the heating or air conditioning 10 according to the invention is shown, in which the second bypass flap 38 is divided into three bypass flaps 46 , 48 and 50 arranged coaxially next to one another and the second air duct 26 on the air side downstream of the second partial area 36 of the Heat exchanger 14 is divided into three subchannels 52 , 54 and 56 , the bypass flap 46 being assigned to the subchannel 52 , the bypass flap 48 to the subchannel 54 and the bypass flap 50 to the subchannel 56 . In this way, the air guided in the individual sub-channels 52 to 56 can be temperature-controlled separately, so that left / right separation of the air supplied to the footwell is possible and, in addition, separate temperature control of the air supplied to the rear room can be achieved. For this purpose, the air guided in sub-channel 52 is fed, for example, to the left footwell, the air guided in sub-channel 56 to the right footwell, and the air conducted in sub-channel 54 to the rear room. In FIGS. 4-6, the second bypass valves 46, 48 and 50 are shown in different positions.

Die Steuerung sämtlicher Luftklappen kann manuell oder automatisch in be kannter Weise durch eine entsprechende Steuereinheit und entsprechend einem vorgegebenen Programm durchgeführt werden.The control of all air flaps can be done manually or automatically known manner by a corresponding control unit and accordingly a specified program.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich um luftsei tig geregelte Heizungs- oder Klimaanlagen. Die erfindungsgemäße Ausge staltung kann auch in wasserseitig geregelten Anlagen eingesetzt werden, wie dies anhand eines vierten, in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausfüh rungsbeispiels erläutert wird.The embodiments described above are air-controlled heating or air conditioning systems. The inventive design can also be used in water-side controlled systems, as will be explained with reference to a fourth exemplary embodiment shown in FIGS . 7 and 8.

Der Wärmeübertrager 114 deckt in diesem Ausführungsbeispiel mit seinem ersten Teilbereich 132 den Querschnitt des ersten Luftkanals 118 und mit seinem zweiten Teilbereich 134 den Querschnitt des zweiten Luftkanals 126 vollständig ab, so daß die durch die jeweiligen Kanäle 118 und 126 strö mende Luft den Wärmeübertrager 114 zwangsweise durchströmen muß.In this exemplary embodiment, the heat exchanger 114 completely covers the cross section of the first air duct 118 with its first partial region 132 and completely covers the cross section of the second air duct 126 with its second partial region 134 , so that the air flowing through the respective ducts 118 and 126 forces the heat exchanger 114 must flow through.

Zur Temperierung der Luft ist die Menge des durch den Wärmeübertrager 114 strömenden Wärmeträgermediums durch wenigstens ein geeignetes, nicht dargestelltes Ventil regelbar (wasserseitige Regelung). Vorzugsweise ist der Wärmeübertrager 114 beispielsweise wie in Fig. 8 dargestellt aus gebildet. Dabei weist der Wärmeübertrager 114 eine wasserseitige Tren nung 115 auf, so daß die Wasserdurchflüsse durch den ersten Teilbereich 132 und durch den zweiten Teilbereich 134 getrennt voneinander durch Ventile 150 und 152 regelbar sind. Die wasserseitige Trennung sollte selbst verständlich in einer Flucht mit der Gehäusewand 31 liegen.To control the temperature of the air, the amount of the heat transfer medium flowing through the heat exchanger 114 can be regulated by at least one suitable valve, not shown (regulation on the water side). The heat exchanger 114 is preferably formed, for example, as shown in FIG. 8. The heat exchanger 114 has a water-side separation 115 so that the water flows through the first section 132 and through the second section 134 can be regulated separately from one another by valves 150 and 152 . The separation on the water side should of course lie in alignment with the housing wall 31 .

Auch eine Kombination von luftseitiger und wasserseitiger Regelung ist denkbar. Insbesondere in dem zweiten Luftkanal 126 kann eine luftseitige Regelung vorgesehen sein, um eine für einzelne Teilkanäle, wie sie die dritte Ausführungsform zeigt, getrennt regelbare Lufttemperierung zu errei chen und dennoch für die Temperierung der Luft in dem ersten Luftkanal 116 die ohne Bypassklappen und deren aufwendige Steuerung auskom mende, wasserseitige Regelung einsetzen zu können.A combination of air-side and water-side control is also conceivable. In particular in the second air duct 126 , an air-side control can be provided in order to achieve a separately controllable air temperature control for individual subchannels, as shown in the third embodiment, and yet for the temperature control of the air in the first air duct 116, without bypass flaps and their complex ones Control to be able to use adequate water-side control.

Die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage wird bevorzugt in Kraft fahrzeugen eingesetzt, jedoch ist auch ein Einsatz in Schienenfahrzeugen denkbar.The heating or air conditioning system according to the invention is preferably in force vehicles used, but is also used in rail vehicles conceivable.

Claims

1. Heating or air conditioning system for a vehicle with a Luftfüh approximately housing ( 12 ) and at least one in the housing ( 12 ) to arranged heat exchanger ( 14 ) for heating air and with air channels ( 18 , 26 , 28 , 30 ) for guiding the heated air from the heat exchanger ( 14 ) to outflows, characterized in that the heat exchanger ( 14 ; 114 ) in each case at least partially protrudes into two adjacent air channels ( 18 and 26 ; 118 and 126 ), which at one end (mixing chamber 20 ) with one another are connected so that the air flowing through the first air duct ( 18 ; 118 ) can be heated for the first time by the heat exchanger ( 14 ; 114 ) and can be heated a second time with subsequent flow through the second air duct ( 26 ; 126 ).

2. Heating or air conditioning system according to claim 1, characterized in that the two air channels ( 18 and 26 ) are connected via an air mixing chamber ( 20 ).

3. Heating or air conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that in the first and / or second air duct ( 18 and / or 26 ) for bypassing the heat exchanger ( 14 ) bypasses ( 21 ) are provided, which with bypass air flaps ( 22nd , 24 , 38 , 46 , 48 50 ) can be closed.

4. Heating or air conditioning system according to claim 3, characterized in that in the second air duct ( 26 ) a plurality of bypass flaps ( 46 , 48 , 50 ) are provided and downstream of the heat exchanger ( 14 ) the second air duct ( 26 ) in sub-channels ( 52 , 54 , 56 ) and each bypass flap ( 46 , 48 , 50 ) is assigned to a sub-channel ( 52 , 54 , 56 ).

5. Heating or air conditioning system according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 114 ) has a heat transfer medium side separation ( 115 ) which the heat exchanger in a first, in the first air duct ( 118 ) arranged partial area ( 132 ) and a second , sub-area ( 134 ) arranged in the second air duct ( 126 ).

6. Heating or air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the second air duct ( 26 ; 126 ) leads the air to be supplied to a foot or rear space.