Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Adsorptionskühler.

Aus der DE 34 25 419 A1 ist eine tragbare Heiz- und Kühlvorrichtung bekannt, die nach dem Adsorptionsprinzip mit dem Adsorptionspaar Zeolith-Wasser arbeitet. Die Vorrichtung besteht aus zwei über ein Absperrventil voneinander getrennten, evakuierten Behältern. In dem einen Behälter befindet sich Zeolith als Adsorptionsmittel, in dem anderen Behälter Wasser als Arbeitsmittel. Wenn das Absperrventil geöffnet wird, strömt Wasserdampf in die Zeolithfüllung und wird unter rascher Wärmefreisetzung adsorbiert. Von der Wasserfüllung verdampft weiteres Wasser unter Abkühlung der verbliebenen Wasserfüllung. Ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung entstehen also gleichzeitig Kälte in dem einen Behälter und Wärme in dem anderen Behälter. Zur Reaktivierung wird die Zeolithfüllung über eine Heizeinrichtung auf etwa 250°C erhitzt. Dabei entweicht der adsorbierte Wasserdampf aus der Zeolithfüllung und strömt zum Druckausgleich durch das geöffnete Absperrventil in den Behälter mit der Wasserfüllung zurück.

Ferner ist aus der DE 35 21 484 A1 ein Adsorptionskühler mit dem Stoffpaar Zeolith – Wasser bekannt. Aufgrund der lage- und erschütterungsunabhängigen Adsorption kann der Adsorptionskühler in Kraftfahrzeugen eingebaut werden. Er kann dort beispielsweise zur Klimatisierung dienen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anwendung eines Adsorptionskühlers in einem Fahrzeug zu schaffen, die zu einer Steigerung des Klimakomforts für Fahrzeuginsassen beiträgt.

Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist ein Fahrzeugsitz einen Adsorptionskühler zur Kühlung von zumindest einem Abschnitt der Oberfläche des Fahrzeugsitzes auf. Der Adsorptionskühler besteht aus einem evakuierten zumindest teilweise mit einem flüssigen Arbeitsmittel gefüllten Behälter und einem weiteren evakuierten Behälter, der mit einem Adsorptionsmittel gefüllt ist. Die beiden Behälter sind über ein Absperrventil miteinander verbunden. Der Behälter mit dem Arbeitsmittel befindet sich unterhalb eines Sitzbezugs des Fahrzeugsitzes.

Wenn das Absperrventil geöffnet wird, verdampft das Arbeitsmittel und strömt aus dem einen Behälter als Gas in das Adsorptionsmittel im anderen Behälter. Dabei kühlt der Behälter mit dem Arbeitsmittel aufgrund der Verdunstungskälte ab, die beim Verdampfen des Arbeitsmittels entsteht. Der Behälter mit dem Adsorptionsmittel dagegen erwärmt sich aufgrund der Kondensationswärme, die beim Adsorbieren des gasförmigen Arbeitsmittels im Adsorptionsmittel entsteht. Der Behälter mit dem Arbeitsmittel befindet sich unterhalb des Sitzbezuges und kühlt so die Oberfläche des Sitzes. Die gewünschte Temperatur der Sitzoberfläche kann dabei über die Öffnungsdauer und den Öffnungsgrad des Absperrventils geregelt werden. Die beiden Behälter sind evakuiert, sodass der Prozess nicht von anderen Stoffen beeinträchtigt wird.

Je nach Größe, Form und Anordnung des Behälters mit dem Arbeitsmittel kann so ein Teil der Oberfläche des Fahrzeugsitzes oder aber auch das gesamte Sitzkissen und/oder die gesamte Rückenlehne gekühlt werden. Besonders geeignet als Behälter für das Arbeitsmittel sind Behälter aus leicht verformbaren Plastikfolien oder aus dünnen flexiblen Rohren oder Schläuchen, da so der Behälter den Komfort des Fahrzeugsitzes anders als ein fester Behälter praktisch nicht beeinflusst. Um größere Oberflächen eines Fahrzeugsitzes kühlen zu können, haben sich Behälter für das Arbeitsmittel als besonders günstig erwiesen, die aus einem meanderartig gewundenen oder kammartig geformten Hohlraum unterhalb des Sitzbezuges bestehen. Auch Behälter aus einem oder mehreren flächig unterhalb des Sitzbezuges angeordneten Hohlräumen, die miteinander verbunden sind, eignen sich gut.

Die Kühlleistung des Adsorptionskühlers wird maßgeblich beeinflusst von den hygroskopischen Eigenschaften des Adsorptionsmittels, dem Dampfdruck des Arbeitsmittels und der freien Oberfläche des Arbeitsmittels. Um diese freie Oberfläche zu erhöhen, ist bevorzugt der Behälter mit dem Arbeitsmittel innen mit einem Flies versehen, das das Arbeitsmittel speichern kann und eine große Oberfläche aufweist. So kann die Kühlleistung des Adsorptionskühlers noch erhöht werden.

Günstigerweise ist der zweite Behälter mit dem Adsorptionsmittel ebenfalls am oder im Fahrzeugsitz angebracht. Dazu geeignet ist beispielsweise das Gestell des Fahrzeugsitzes. Dadurch ist keine aufwendige flexible Verbindung zwischen den beiden Behältern erforderlich, die eine Verstellbewegung des Sitzes relativ zur Karosserie ausgleicht.

Der bisher beschriebene Adsorptionskühler ist nur zur einmaligen Anwendung geeignet. Nachdem das Adsorptionsmittel seine Sättigungsgrenze erreicht hat, kann es kein weiteres Arbeitsmittel aufnehmen, sodass der Adsorptionskühler seine kühlende Funktion verliert. Idealerweise kann der Adsorptionskühler periodisch arbeiten, sodass er immer wieder eingesetzt werden kann. Dazu ist der Behälter mit dem Adsorptionsmittel bevorzugt von einer Heizvorrichtung umgeben. Diese Heizvorrichtung kann beispielsweise ein Heizdraht oder eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen sein.

Wenn das Adsorptionsmittel durch die Heizvorrichtung erwärmt wird, dampft das im Adsorptionsmittel gebundene Arbeitsmittel aus und strömt bei geöffnetem Absperrventil in den Behälter mit dem Arbeitsmittel, in dem es wieder kondensiert. Anschließend wird das Absperrventil wieder geschlossen, sodass nach der Desorption und dem Abkühlen des Adsorptionsmittel der Adsorptionskühler wieder einsatzbereit ist.

Als besonders geeignet herausgestellt haben sich Zeolithe als Adsorptionsmittel und Wasser als Arbeitsmittel. Zeolithe lassen sich preiswert synthetisieren. Der Adsorptionsvorgang ist lage- und erschütterungsunempfindlich. Die Zeolithtypen Na-A, Mg-A, Ca-A, Na-X, Na-Y und H-Y zeigen auch bei oftmaliger Reaktivierung keine Zersetzung. Das Wasser kann mit Salz versetzt sein, um die Temperatur abzusenken, bei der das Wasser gefriert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise eine perspektivische Ansicht eines Vordersitzes eines Kraftfahrzeugs.

In den Vordersitz 1 ist zur Kühlung des Sitzkissens 2 ein Adsorptionskühler eingebaut. Der Adsorptionskühler besteht aus einem ersten evakuierten Behälter 3, der mit Zeolith gefüllt ist, und einem zweiten evakuierten Behälter 4, der mit Salzwasser gefüllt ist, die über ein Absperrventil 5 miteinander verbunden sind. Der Behälter 3 ist in der Rückenlehne 6 des Vordersitzes 1 eingebaut. Der Behälter 4 besteht aus einem mit dem Salzwasser gefüllten Schlauch, der meanderförmig unterhalb eines Bezugs des Sitzkissens 2 verläuft. Die beiden Enden des Schlauches sind in der Rückenlehne 6 verlegt, und münden beide in einen Hohlraum 7, der zu dem Behälter 4 gehört, und der mit dem Absperrventil 5 verbunden ist. Zusätzlich ist eine Pumpe in dem Behälter 4 vorgesehen, damit das Salzwasser in dem Behälter 4 durch den Schlauch zirkulieren kann.

Wenn das Sitzkissen 2 gekühlt werden soll, muss nur das Absperrventil 5 geöffnet werden. Dann kann im mit Salzwasser gefüllten Hohlraum 7 des zweiten Behälters 4 Wasser verdampfen. Dieser Wasserdampf strömt in die Zeolithfüllung im ersten Behälter 3 und wird unter rascher Wärmefreisetzung adsorbiert. Durch das Verdampfen des Wassers im Hohlraum 7 des zweiten Behälters 4 entsteht Verdunstungskälte, die das in dem Hohlraum 7 verbliebene Salzwasser abkühlt. Das Salz in dem Wasser verhindert dabei, dass das Wasser bereits ab 0°C in dem Hohlraum 7 gefriert. Da das Salzwasser in dem zweiten Behälter 4 zirkuliert, verteilt sich das im Hohlraum 7 durch die Verdunstung abgekühlte Salzwasser in dem gesamten Schlauch. So wird durch das unter dem Bezug des Sitzkissens 2 zirkulierende, abgekühlte Salzwasser das Sitzkissen 2 abgekühlt. Dies steigert insbesondere bei hohen Temperaturen im Fahrzeug das Wohlbefinden des Passagiers auf dem Vordersitz 1.

Allerdings kann der Adsorptionskühler nur solange betrieben werden, bis das Zeolith seine Sättigungsgrenze erreicht hat, und keinen weiteren Wasserdampf aufnehmen kann. Danach muss der Adsorptionskühler erst wieder regeneriert werden. Dazu ist um den ersten, mit Zeolith gefüllten Behälter 3 herum ein Heizdraht angeordnet. Wenn nun das gesättigte Zeolith durch den Heizdraht erwärmt wird, dampft der aufgenommene Wasserdampf wieder aus dem Zeolith aus und strömt bei geöffnetem Absperrventil 5 wieder in den zweiten Behälter 4 zurück. Dieser Behälter 4 wird durch den Heizdraht nicht gewärmt, sodass der Wasserdampf dort wieder kondensiert. Anschließend wird das Absperrventil 5 wieder geschlossen. Nachdem das Zeolith wieder abgekühlt ist, ist der Adsorptionskühler wieder einsatzbereit.