HEATING AND VENTILATING DEVICE FOR MOTOR VEHICLES

Abstract: In a heating and ventilation device, in order to obtain the desired temperature distribution, the cold air channel (14) leads into the space (16) behind the said heat exchanger (10) on the side of the heat exchanger (10) which is directed oppositely to the airflow behind `the heat exchanger (10). In order to generate the mixed air, only a fraction of the cold air volume is used, which fraction is necessary for or is used for ventilation. <IMAGE>

Description: Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Gebläse, einem über einen Wärmetauscher führenden Warmluftkanal, einen den Wärmetauscher umgehenden Kaltluftkanal, der mit dem Warmluftkanal hinter dem Wärmetauscher zusammenmündet, und einem Raum unmittelbar hinter dem Wärmetauscher und einem ausserhalb desselben befindlichen Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen zum Fussraum und ggf. zu Belüftungdüsen führen. Eine solche Anordnung ist z.B. durch die DE OS 33 38 768 bekanntgeworden. Es ist dabei gleichgültig, ob die Luft aus den Belüftungsdüsen für den Fahrgastraum temperaturgeregelt werden kann oder nicht. Bei Heiz- und Belüftungseinrichtungen dieser oder auch anderer Art ist man bestrebt, eine Temperaturschichtung derart zu erhalten, dass der Kopfraum eine niedrigere Temperatur aufweist als der Fussraum. Hierzu ist ein sehr hoher Entwicklungsaufwand erforderlich, da bei gewissen Betriebszuständen der Heizung der Fall eintreten kann, dass die Temperaturregelkurven für den Fussraum und den Kopfraum zu weit auseinanderliegen, d.h. dass der Kopfraum zu kühl, insbesondere für die Scheibenentfrostung und der Fussraum zu warm ist. Der erforderliche Zeitaufwand zur empirischen Ermittlung der Massnahmen zum Mischen der warmen und kalten Luft durch Festlegung von Strömungsquerschnitten und Gehäuseformänderungen sowie der Vorsehung von Luftleitstegen lässt sich nicht exakt vorausbestimnen, wodurch die Zeit- und Kosten planung sehr erschwert wird. Die Hauptursachen für den hohen Zeitaufwand zur Entwicklung der richtigen Temepraturverteilung sind darin zu sehen, dass die Mischkammer aus Platzgründen zu klein ist oder gänzlich fehlt, und dass die für die Belüftung notwendigen hohen Luftdurchsätze einen sehr grossen Kaltluft-Bypass erfordern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heiz- und Belüftungseinrichtung der eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden werden, d.h. bei der es in einfacher Weise möglich ist, in kurzer Zeit die gewünschte Temperaturverteilung und die gewünschten Temperaturregelkurven zu erhalten. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Kaltluftkanal auf der Seite des Wärmetauschers in den Raum hinter diesen einmündet, die der Luftströmung hinter dem Wärmetauscher entgegengerichtet ist. Auf diese Weise wird die Grundbedingung erfüllt, zunächst eine gute Vermischung von Warm- und Kaltluft zu erreichen. Es ist dann leichter, durch zusätzliche Mittel eine gewisse Temperaturschichtung zu erreichen, ohne dass aber dabei eine zu grosse Temperaturdifferenz auftritt. Notfalls kann diese Temperaturschichtung dadurch erreicht werden, dass dem Kopfraum zusätzlich Kaltluft zugeführt wird. Die Erfindung schlägt ferner vor, zur Erzeugung der Mischluft nur einen Bruchteil des Kaltluftvolumens zu verwenden, das für den Lüftungsbetrieb notwendig ist. Die Erfindung schlägt daher weiter vor, dass der Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen und zum Fussraum führen, unmittelbar mit dem Gebläse über eine Öffnung in Verbindung steht, die von einer Klappe während des gesamten Temperaturregelbereiches geschlossen und nur bei geschlossener Regelklappe für den Warmluftkanal geöffnet wird. Der Kaltluftkanal, der zur Erzeugung der Mischluft dient, verläuft zweckmässig seitlich ausserhalb der Seitenwand des Wärmetauschers. Er kann jedoch auch in zwei getrennten Kanälen an den seitlichen Enden der beiden Stirnflächen des Wärmetauschers verlaufen. Neben dem Kalt luftkanal zur Erzeugung der Mischluft und der direkten Verbindung zwischen dem Gebläse und dem Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen und zum Fussraum führen, kann ein weiterer Kaltluftkanal für die Belüftung durch Luftleitdüsen vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Ausbildung der Heizeinrichtung, insbesondere im Hinblick auf ihren Raumbedarf und ihre Unterbringung ergibt sich dann, wenn der Wärmetauscher eine waagerechte oder schwach geneigte Lage einnimmt und die Frischluft von oben her in diesen einströmt, während der Kaltluftkanal seitlich um den Wärmetauscher herum verläuft. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Heiz- und Belüftungseinrich tung mit einer Klappenstellung zur Erzeugung von Mischluft, Fig. 2 einen Schnitt wie in Fig. 1 mit anderer Ausbildung des Kaltluft-Bypasses, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III - .111 in Fig, 2 und Fig. 4 einen weiteren Schnitt mit einer anderen Ausbildung der Regelklappe für den Warm- und Kaltluft-Bypass. Von dem Gebläse 2 gelangt Frischluft in Richtung der weissen Pfeile in das Heizungsgehäuse 4. Durch eine Regelklappe 6 kann der Eintritt der Frischluft in den Warmluftkanal 8 und den Wärmetau- scher 10 geregelt werden. Eine weitere Klappe 12, die mit der Regelklappe 6 bewegungsabhängig gekoppelt sein kann, regelt den Eintritt der Frischluft in den Kaltluftkanal 14. Hinter dem Wärmetauscher 10 befindet sich ein Raum 16, in den nicht nur die durch den Wärmetauscher 10 strömende Luft einmündet, sondern auch die Luft,die durch den Kaltluftkanal 14 strömt. Der Kaltluftkanal 14 mündet an der Stelle in den Raum 16 ein, die der Luftströmung im Raum 16 entgegengerichtet ist. Der Kaltluftkanal 14 verläuft also seitlich ausserhalb der Seitenwand 18 des Wärmetauschers 10. Der Kaltluftkanal 14 mündet an der Seite in den Raum 16, die der durch den Pfeil 20 angezeigten Bewegungsrichtung der Luft entgegengesetzt liegt. In dem Raum 16 sind Stege 22 vorgesehen, die zur Verwirbelung, d.h. zur Vermischung von Warm- und Kaltluft dienen. Ausserhalb des Raumes 16 unterhalb des Wärmetauschers 10 befindet sich seitlich und oberhalb des Wärmetauschers 10 ein Raum 24, von dem aus die Leitung 26 zu den Defroster-Düsen und eine öffnung 28 für den Auslass zum Fussraum abzweigt. Eine dargestellte Luftleitdüse 30 befindet sich zweckmässig an jeder Seite des Armaturenbrettes und kann zur Entfrostung der Seitenscheiben dienen. Von diesem Raum 24 mündet ferner ein Auslass 32 in eine Belüftungsdüse 34, die von einem Kaltluftkanal 36 beschickt wird. Durch diese Anordnung wird erzielt, dass das Temperaturgefälle zwischen Kopfraum und Fussraum nicht zu gross wird.Sie geht vielmehr zunächst davon aus, gleiche Temeratur für Fuss- und Kopfraum zu erhalten. Zur Erfüllung der Forderung eines kühleren Kopfraumes kann nun Kaltluft durch die Belüftungsdüsen dem Kopfraum zugeführt werden. Dies ist beherrschbar und bringt nicht die Gefahr, dass das Temperaturgefälle zwischen Kopfraum und Fussraum zu gross wird. Ausserdem kann durch Anordnung von Luftleitblechen in der Luftströmung und durch Ausbildung der Strömungskanäle erreicht werden, dass auch bei dieser Ausbildung dem Fussraum wärmere Luft als dem Kopfraum zugeführt wird. Zur Erzeugung der Mischluft wird nur eine begrenzte Frischluftmenge herangezogen. Diese würde aber nicht ausreichen, um eine genügende Durchlüftung des Fahrzeuginnenraums bei hohen ha9sta1xraturen zu erhalten. Zu diesem Zwecke wird für die Belüftung vorgesehen, dass der Raum 24 unmittelbar mit dem Gebläse verbunden werden kann, und zwar dann, wenn die Regelklappe 6 für den Warmluftkanal geschlossen ist. Dann kann eine Kaltluftklappe 40 geöffnet werden, die die Mischluftkamner 16 in der geöffneten Lage 40 a abschliesst. Die Öffnung der Kaltluftklappe 40 kann z.B. mittels einer Vakuumdose erfolgen. Die Kaltluftklappe 40 hält jedoch im gesamten Temperaturregelbereich die Verbindung zwischen Gebläse 2 und dem Raum 24 geschlossen. Der Austritt der Luft aus den Düsen 34, 30 und der Auslassöffnung 44 zum Fussraum kann durch Klappen 46, 48 und 50 geregelt werden. Die Anordnung nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der nach Fig.1. Lediglich der Kaltluftkanal 14- ist in zwei Teilkanäle 50 aufgeteilt, die seitlich an den Enden der beiden Stirnflächen 52 des Wärmetauschers 10 verlaufen. Die übrigen Teile in Fig. 2 entsprechen denen der Fig. 1 und sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. In Fig. 4 ist im Prinzip die gleiche Anordnung wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Als Regelklappe für den Warmluftkanal 8 und den Kaltluftkanal 14 dient eine einzige Klappe 54, die - wie dargestellt - so ausgebildet ist, dass sie voreilend den Kaltluftkanal abschliesst, d.h. den Querschnitt schon verengt, bevor noch der Warmluftkanal 8 ganz geöffnet ist. Ansonsten wirkt die Anordnung so, wie dies zur Fig. 1 beschrieben wurde.

Claims: Heating and ventilating device for motor vehicles with a blower (2), a warm air duct (8) leading over a heat exchanger (10), a cold air duct (14) leading around the heat exchanger (10), which cold air duct leads into a mixing chamber (16) behind the heat exchanger (10) from that side of the heat exchanger (10) which lies upstream in relation to the air flowing away from the mixing chamber (16), characterised in that connected to the mixing chamber (16) behind the heat exchanger (10) is a distribution chamber (24), from which pipes (26, 44) lead to the defroster nozzles, to ventilating nozzles and to the leg room, to which distribution chamber (24) is directly connected in a known manner the blower (2) via an opening which is closed by a flap (40) over the entire temperature control range and is opened to the warm air duct (8) only when the control flap (6) is closed. Device according to claim 1, characterised in that the volume of fresh air resulting from the cross-section of the opening to be closed by the flap (40) is greater than the volume of air required for producing the air mixture resulting from the open cross-section of the cold air duct (14) and the heat exchanger (10). Device according to claim 1 and 2, characterised in that the flap (40) closes the mixing chamber (16) in the open position. Device according to claim 1 to 3, characterised in that a further cold air duct (36) is provided for the ventilation through air conducting nozzles (34). Device according to claim 1 to 4, characterised in that in the mixing chamber (16) behind the heat exchanger (10) there are arranged webs (22) for mixing the air streams. Device according to claim 1 to 5, characterised, in that the cold air duct (14) is provided in a known manner with a flap (12) which is coupled for movement to the control flap (6) of the warm air duct (8). Device according to claim 1 to 6, characterised in that one single control flap (54) is provided for the cold air duct (14) and the warm air duct (8). Device according to one or more of the aforementioned claims, characterised in that the heat exchanger (10) takes up a horizontal or slightly inclined position and the fresh air flows into this from above, while the cold air duct (14) runs laterally round the heat exchanger (10).

Inventors: ZIMMERMANN, KLAUS, ING.
Applicants: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: B60H1
IPC codes: B60H1