Caja de agua para un automóvil.

Caja de agua (10) para un automóvil (1), que presenta

una pared (13,

20, 21), que delimita un primer espacio interior (23);

al menos un orificio de entrada de aire (9), a través del cual puede entrar una corriente de aire en el primer espacio interior (23);

al menos un orificio de salida de aire (25), a través del cual puede salir una corriente de aire fuera del primer espacio interior (23), así como

al menos un orificio de salida de agua (17), que es adecuado para la descarga de agua fuera del primer espacio interior (23), caracterizada porque

la caja de agua (10) está configurada como intercambiador de calor, con un elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16'), que sirve para transmitir energía térmica desde el aire de salida hasta el primer espacio interior (23), y porque la caja de agua (10) presenta al menos una estructura (8, 26, 27, 40; 8'), que sirve para conducir aire de salida de forma selectiva hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16').

Caja de agua para un automóvil Campo técnico La presente invención se refiere a una caja de agua para un automóvil, a un procedimiento para la atemperación de una caja de agua así como a un vehículo con una caja de agua. Las cajas de agua sirven en los automóviles para separar agua del aire, que es aspirado a través de un aparato de climatización.

Estado de la técnica Para el calentamiento y refrigeración, respectivamente, del aire en el compartimiento de pasajeros se aspira en automóviles normalmente por medio de un aparato de climatización aire fresco desde el exterior y se conduce al compartimiento de pasajeros. Un aparato de climatización presenta al menos un evaporador y/o un calefactor, con los que se refrigera y se calienta, respectivamente, el aire fresco a una temperatura deseada. Para la aspiración del aire puede comprender al mismo tiempo también un medio de transporte de aire, como especialmente un ventilador.

Para que se pueda proporcionar al aparato de climatización aire fresco lo más seco y escaso de gotas posible, está prevista en automóviles la mayoría de las veces una caja de agua. El cometido de la caja de agua consiste en separar agua del aire fresco aspirado, para que lleguen a ser posible pocas gotas de agua al aparato de climatización. El agua puede estar contenida, en el caso de lluvia, en forma de agua de oleaje o en forma de gotitas en el aire fresco aspirado. A través de la previsión de una caja de agua debe impedirse una deposición de gotas de agua en el filtro de aire el aparato de climatización, lo que puede tener como consecuencia una micosis no deseada.

Un vehículo con un aparato de climatización así como con una caja de agua de este tipo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se describen en el documento US 5.518.449.

La atemperación, es decir, el calentamiento o bien la refrigeración, del aire aspirado en aparato de climatización a una temperatura deseada requiere, sin embargo, una cantidad significativa de energía. En vehículos eléctricos y vehículos híbridos debe prepararse a tal fin energía eléctrica a partir de la batería o bien el acumulador. Esto puede perjudicar considerablemente el balance total de energía de tales automóviles.

Para reducir el consumo de energía del aparato de climatización, se propone en el documento DE 199 32 691, prerefrigerar el aire fresco aspirado. Esto se consigue porque se humedece el aire fresco y se aprovecha el efecto de evaporación que se produce en este caso. Sin embargo, en este método se eleva forzosamente el contenido de humedad del aire aspirado. Los documentos DE 10 2005 018 043 A1 y US 4 412 425 muestran el aprovechamiento del calor perdido por medio de intercambiadores de calor previstos en el aparato de climatización.

En el documento DE 196 13 684 se propone acumular el agua de condensación formada en el evaporador del aparato de climatización para refrigerar de esta manera un refrigerante que circula en el aparato de climatización y de esta manera elevar el rendimiento del aparato de climatización. Este método reduce, en efecto, la energía que se necesita para la refrigeración del aire fresco. De esta manera no se ejerce ninguna influencia sobre la energía se necesita, sin embargo, especialmente en el invierno para el calentamiento del aire fresco aspirado.

Representación de la invención Por lo tanto, un cometido de la presente invención es reducir el consumo de energía durante la atemperación del compartimiento de pasajeros de un automóvil. Para la solución de este cometido se propone una caja de agua, como se indica en la reivindicación 1. Además, en la reivindicación 13 se indica un procedimiento para la atemperación de la caja de agua de un automóvil así como en la reivindicación 14 se indica un automóvil con una caja de agua de este tipo. Las configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

Por lo tanto, la presente invención proporciona una caja de agua para un automóvil, que presenta una pared, que delimita un primer espacio interior;

al menos un orificio de entrada de aire, a través del cual puede entrar una corriente de aire, en particular aire fresco, en el primer espacio interior;

al menos un orificio de salida de aire, a través del cual puede salir una corriente de aire fuera del primer espacio interior, así como al menos un orificio de salida de agua, que es adecuado para la descarga de agua fuera del primer espacio interior.

La caja de agua está configurada en este caso como intercambiador de calor, con un elemento de intercambio de calor, que sirve para transmitir energía térmica desde el aire de salida hasta el primer espacio interior. Además, la caja de agua presenta al menos una estructura, que sirve para conducir aire de salida de forma selectiva hacia el elemento de intercambio de calor.

Puesto que la caja de agua de acuerdo con la invención está configurada como intercambiador de calor, se puede utilizar aire de salida ya atemperado para pre-atemperar (por lo tanto, pre-refrigerar o pre-calentar) el aire fresco aspirado en la caja de agua. De esta manera, se puede conseguir un ahorro de energía en el aparato de climatización. A tal fin, se puede utilizar especialmente aire de salida desde el compartimiento de pasajeros del automóvil. Pero de manera alternativa también sería concebible utilizar, por ejemplo, aire de salida desde el compartimiento del motor. Frente a la solución con una caja de agua y un intercambiador de calor, que está previsto separado de la caja de agua en el automóvil, una configuración de la caja de agua como intercambiador de calor tiene la ventaja de que, en general, se requiere menos espacio de construcción en el automóvil. Por lo tanto, la caja de agua de acuerdo con la invención permite especialmente también un alojamiento común muy compacto de estos dos componentes funcionales en el automóvil, es decir, un componente para la separación de agua desde el aire fresco, por una parte, y un componente para la transmisión de la energía térmica desde el aire de salida sobre el aire fresco, por otra parte.

Las indicaciones de lugar y dirección como arriba, abajo, vertical, horizontal, hacia arriba, hacia abajo, etc. se refieren a continuación en cada caso a la caja de agua, que está montada de manera correcta en un automóvil. El orificio de entrada de aire y de manera ventajosa también el orificio de salida de aire están dispuestos entonces de manera habitual por encima del orificio de salida de agua.

Por lo tanto, el aire puede circular a través de la caja de agua por medio del orificio de entrada de aire, el primer espacio interior y el orificio de salida de aire, y en este caso puede separar agua, es decir, especialmente agua de oleaje y gotitas de agua.

El elemento de intercambio de calor puede estar configurado de forma discrecional, con tal que cumpla el objetivo transmitir energía térmica desde el aire de salida hacia el primer espacio interior. Pero con preferencia al menos una parte de la pared, que delimita el primer espacio interior, forma ella misma el elemento de intercambio de calor. De manera todavía más preferida, una gran parte de la pared, que delimita el primer espacio interior, forma el elemento de intercambio de calor. En la mayoría de los casos, con preferencia incluso esencialmente toda la pared, que delimita el primer espacio interior, forma el elemento de intercambio de calor.

De acuerdo con un desarrollo de la invención, la estructura que sirve para conducir aire de salida de forma selectiva hacia el elemento de intercambio de calor, delimita junto con el elemento de intercambio de calor un segundo espacio interior. Con preferencia entonces está presente al menos un orificio de entrada de aire de salida, a través del cual puede entrar una corriente de aire de salida en el segundo espacio interior, así como al menos un orificio de salida de aire de salida, a través del cual puede salir una corriente de aire de salida desde el segundo espacio interior. De manera especialmente preferida, el segundo espacio interior, con la excepción de los orificios de entrada de aire de salida y de los orificios de salida de aire de salida, forma un espacio cerrado. Con ventaja los orificios de entrada de aire de salida t los orificios de salida de aire de salida están dispuestos de tal forma que en el segundo espacio interior aparece una circulación de aire de salida, que rodea el primer espacio interior sobre una zona lo más grande posible. En particular, también pueden estar presentes sólo un único orificio de entrada de aire de salida y un único orificio de salida de aire de salida. La estructura puede estar configurada de manera alternativa, por ejemplo, en cambio también... [Seguir leyendo]

1. Caja de agua (10) para un automóvil (1) , que presenta una pared (13, 20, 21) , que delimita un primer espacio interior (23) ;

al menos un orificio de entrada de aire (9) , a través del cual puede entrar una corriente de aire en el primer espacio interior (23) ;

al menos un orificio de salida de aire (25) , a través del cual puede salir una corriente de aire fuera del primer espacio interior (23) , así como al menos un orificio de salida de agua (17) , que es adecuado para la descarga de agua fuera del primer espacio interior (23) , caracterizada porque la caja de agua (10) está configurada como intercambiador de calor, con un elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) , que sirve para transmitir energía térmica desde el aire de salida hasta el primer espacio interior (23) , y porque la caja de agua (10) presenta al menos una estructura (8, 26, 27, 40; 8â?) , que sirve para conducir aire de salida de forma selectiva hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) .

2. Caja de agua (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que al menos una parte de la pared (13, 20, 21) , que delimita el primer espacio interior (23) , forma el elemento de intercambio de calor.

3. Caja de agua (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en la que esencialmente toda la pared (13, 20, 21) , que delimita el primer espacio interior (23) , forma el elemento de intercambio de calor.

4. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura (8, 26, 27, 40) delimita junto con el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21) un segundo espacio interior (28) , y en la que está presente un orificio de entrada del aire de salida (29) , a través del cual puede entrar una corriente de aire de salida en el segundo espacio interior (28) , así como está presente un orificio de salida de aire de salida (30) , a través del cual puede salir una corriente de aire de salida fuera del segundo espacio interior (28) .

5. Caja de agua (10) de acuerdo con la reivindicación 4, en la que la pared (13, 20, 21) , que delimita el primer espacio interior (23) , comprende una pared lateral circundante (21) , y en la que el segundo espacio interior (28) rodea esencialmente totalmente esta pared lateral (21) .

6. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, en la que la pared (13, 20, 21) , que delimita el primer espacio interior (23) , comprende una pared de fondo (20) , entro de la cual está dispuesto el orificio de salida de agua (17) , y en la que el segundo espacio interior (28) cubre esta pared de fondo (20) hasta una gran parte.

7. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, en la que la pared (13, 20, 21) , que delimita el primer espacio interior (23) , comprende una pared de cubierta (13) , y en la que el segundo espacio interior (28) cubre esta pared de cubierta (13) hasta una gran parte.

8. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, en la que el orificio de salida de agua (17) está delimitado lateralmente en la circunferencia por la superficie interior de un tubo de salida (47) , que se extiende a través del segundo espacio interior (28) .

9. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que presenta, además, un elemento de desviación (16; 16â?) dispuesto en el primer espacio interior (23) , que sirve para la separación de agua desde el aire que circula a través del primer espacio interior (23) , en la que el elemento de desviación (16; 16â?) presenta un espacio hueco (42) , que es adecuado para ser atravesado por la corriente de aire de salida.

10. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21, 16â?) presenta estructuras de intercambio de calor (43) para el incremento de la superficie del elemento de intercambio de calor (13, 20, 21, 16â?) .

11. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la caja de agua (10) presenta al menos un conducto (44) , para conducir a menos una parte del agua que circula fuera del orificio de salida de agua (17) hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21, 16â?) .

12. Caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21, 16â?) presenta un espesor de pared inferior a 1 mm, en particular inferior a 0, 5 mm.

13. Procedimiento para la atemperación de la caja de agua (10) de un automóvil (1) , que presenta las siguientes 11

etapas:

- preparación de un aparato de climatización (7) con un medio de transporte de aire (18) , así como de una caja de agua (10) configurada como intercambiador de calor, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, con un orificio de entrada de aire (9) y con un elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) en un automóvil (1) ;

-aspiración de aire fresco a través del medio de transporte de aire (18) a través del orificio de entrada de aire (9) y a través de la caja de agua (10) hacia el aparato de climatización (7) , y transmisión de este aire desde el aparato de climatización (7) a un compartimiento de pasajeros (4) del automóvil (1) ; en el que el procedimiento presenta, además, la etapa de conducir aire de salida selectivamente hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) , para atemperar de esta manera el aire fresco, que circula a través de la caja de agua (10) .

14. Automóvil (1) , que comprende un compartimiento de pasajeros (4) , un aparato de climatización (7) con un medio de transporte de aire (18) , y una caja de agua (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que está configurada como intercambiador de calor y presenta un elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) así como un orificio de entrada de aire (9) , en el que se puede aspirar, a través del medio de transporte de aire (18) , aire fresco, que llega a través de la caja de agua (10) hacia el aparato de climatización (7) y desde éste hasta el compartimiento de pasajeros (4) , en el que, además, está presente al menos una estructura (8, 26, 27, 40; 8â?) , que sirve para conducir aire de 20 salida de forma selectiva hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21; 16â?) de la caja de agua (10) .

15. Automóvil (1) de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el automóvil (1) presenta al menos un conducto (32) , para conducir al menos una parte del agua, que se produce en el aparato de climatización (7) , hacia el elemento de intercambio de calor (13, 20, 21, 16â?) .