CS199954B1

CS199954B1 - Thermal liquid heating for motor vehicles

Info

Publication number: CS199954B1
Application number: CS30278A
Authority: CS
Inventors: Jiri Korinek; Jaroslav Leimer
Original assignee: Jiri Korinek; Jaroslav Leimer
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1980-08-29

Description

(54) Teplokapelinové topení pro motorová vozidla(54) Thermal-heating for motor vehicles

Vynález se týká teplokepelinového topení pro motorová vozidla, které je zapojeno do kapalinového okruhu motoru a u kterého je průtok kapaliny ovládán ventilem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-heating heater for motor vehicles which is connected to a fluid circuit of an engine and in which the fluid flow is controlled by a valve.

Doposud známá teplokapalinová topení, zapojené do kapalinového okruhu motoru, používají k regulaci průtoku kepeliny a tím i tepelného výkonu různé typy ventilů založené na škrcení průtoku kapaliny. Nedostatkem známých ventilů je nerovnoměrná regulace průtoku a tím i tepelného výkonu, néroěnost na těsnost a jejich zanášení během provozu při malých průtocích. Tyto ventily jsou zpravidla ovládány ruěnš a to z důvodu, že automatické ovládání je složité a náročné na technické provedení.The hitherto known heat-liquid heaters connected to the liquid circuit of the engine use various types of valves based on throttling of the liquid flow to regulate the fluid flow and thus the thermal output. The disadvantages of the known valves are the uneven flow control and hence the heat output, the impermeability of tightness and their fouling during operation at low flow rates. As a rule, these valves are operated in a low-noise manner because the automatic operation is complex and technically demanding.

Uvedené nedostatky odstraňuje teplokapelinové topení podle vynálezu, zapojené například do kapalinového okruhu motoru, u kterého je průtok ovládán elektrickým uzavíracím ventilem, jehož podstata spočívá v tom, že elektrický uzavírací ventil má vlastní elektrický ovládecí obvod a v tomto obvodu je zapojen elektronický cykloveč.These drawbacks are overcome by the heat-exchanger heater according to the invention, for example connected to the liquid circuit of an engine, in which the flow is controlled by an electric shut-off valve, the principle being that the electric shut-off valve has its own electric control circuit.

Hlpvní výhodou teplokepelinového topení podle vynálezu je dokonalá a jednoduchá regulace tepelného výkonu. Jednoduchost spočívá také v tom, že elektrický uzavírecí ventil ja pouze dvoupolohový, to jest pracuje buá v otevřené poloze bez škrcení průtoku kapaliny, nebo je zevřený. Doba otevření ae Btřídá s dobou zavření v cyklech a průtok kapaliny je dán součtem jednotlivých množství sa dobu otevření ventilu v každém cyklu. Vřazeným elektronickým cyklovačem lze v cyklu volit rŮznš poměr doby otevření a zavření a tím dosáhnout iasas4 různého průtoku kapaliny a tedy i různého tepelného výkonu. Tímto způsobem lze dosáhnout i velice malého průtoku a tím jemné regulace tepelného výkonu. Rovněž podobného účinku lze dosáhnout vřazením představitelného termoregulátoru do elektrického obvodu ventilu. Další výhodou tohoto provedení je minimální a vždy konstentní odpor ventilu, což má příznivý vliv na průtok kapaliny, zejména při kolísavých otáčkách motoru a rovněž i vliv na zanášení vodního ventilu, které je podstatně větší, je-li průtok ventilem škrcen.The main advantage of the heat-heating system according to the invention is the perfect and simple regulation of the heat output. Simplicity also lies in the fact that the electric shut-off valve is only two-position, i.e. it operates either in the open position without throttling the fluid flow or is clamped. Opening time ae Bsorts with the closing time in cycles and the fluid flow is given by the sum of the individual quantities s and the opening time of the valve in each cycle. With the integrated electronic cycler, a different open / close time ratio can be selected in the cycle, thus achieving a different liquid flow rate and hence different heat output. In this way, a very low flow rate and thus fine regulation of the heat output can be achieved. A similar effect can also be achieved by incorporating a conceivable thermoregulator into the electrical circuit of the valve. A further advantage of this embodiment is the minimum and always constant resistance of the valve, which has a favorable effect on the flow of liquid, especially at varying engine speeds, and also on the clogging of the water valve, which is considerably greater if the flow through the valve is throttled.

Další podrobnosti, jakož i činnost teplokepelinového topení podle vynálezu budou vysvětleny v souvislosti s popisem konkrétního příkladu provedení, znázorněného na připojeném výkrese. Ne výkreee je jeko příklad uvedeno teplokapalinového topení na chladicí okruh kapalinou chlazeného motoru, i když je rovněž možné zapojit topení do okruhu mazacího oleje motoru, zejména v případě vzduchem chlazených motorů.Further details as well as the operation of the warm-heat heating system according to the invention will be explained in connection with the description of a specific embodiment shown in the attached drawing. Not exemplified is an example of a heat-liquid heater on the cooling circuit of a liquid-cooled engine, although it is also possible to connect the heater to the engine lubricating oil circuit, especially in the case of air-cooled engines.

Na výkrese je schematicky znázorněn chladicí okruh 1 motoru 2, ve kterém je zapojeno vodní čerpadlo J, chladič £ a připojen topný okruh £ a teplokapalinovým topením 6, elektric· kým uzavíracím ventilem g, jeho elektrickým ovládacím obvodem 8 a elektronickým cyklovačem £. Činnost teDlokspalinového topení je následující. Za chodu motoru 2 proudí nuceně teplá ehledicí kapalině pomocí čerpedle J chladicím okruhem 1 a podle polohy elektrického uzavíracího ventilu 2 i topným okruhem £. Při vytápění na plný výkon je elektrický uzavírací ventil 2 trvele otevřen a při vypnutém vytápění trvale uzavřen. Při požadavku na snížený tepelný výkon se v cyklech, děných elektronickým cyklovačem 2 střídá otevřená a zBvřená polohe. Například u dvouminutového cyklu při otevření ventilu po dobu jedné minuty je následovně elektrický uzavíreeí ventil g zavřen rovněž po dobu jedné minuty a tím se tepelný výkon sníží zhruba na polovinu maximálního výkonu. Je zřejmé, že při jiném vzájemném poměru otevření a zavření se dosáhne jiný průtok kapaliny a tím i jiný tepelný výkon. V jednom cyklu může být jiného vzájemného poměru mezi otevřením a zavřením dosaženo při konstantní době otevření a proměnné době zavření nebo naopak. Rovněž je možné dosáhnout tohoto účinku při proměnné době jek otevření tak zavření, přičemž délka jednoho cyklu nepřesahuje dvě minuty. Délka cyklu dvě minuty nezpůsobuje totiž ještě ve vytápěném prostoru motorového vozidle znatelné kolísání teploty, při šemž tato teplota se vlivem tepelné setrvačnosti ustálí na hodnotě odpovídající nestaveni cyklovače. V Případě delších cyklů než dvě minuty dochází již ke kolísání teploty ve vytápěném prostoru, zejména v blízkosti výdechu vytápějícího vzduchu, což způsobuje nerovnoměrné rozdělení teploty a působí nepříjemně na osoby uvnitř vytápěného prostoru. Minimální délka cyklu není z hlediska požadavku na vytápění motorových vozidel omezena, avšak z hlediska praktického využití nemá význam, aby byla kraSí než 10 s.In the drawing, the cooling circuit 1 of the engine 2 is schematically illustrated, in which a water pump J, a radiator 8 is connected and a heating circuit 6 and a hot-water heater 6, an electric shut-off valve 8, its electric control circuit 8 and an electronic cycler 6 are connected. The operation of the hot-gas heater is as follows. During operation of the motor 2, the hot monitoring liquid is forced through the cooling circuit 1 by means of the pump J and, depending on the position of the electric shut-off valve 2, also through the heating circuit 6. In the case of heating at full capacity, the electric shut-off valve 2 is permanently opened and when the heating is switched off it is permanently closed. In the case of a demand for reduced heat output, the cycles of the electronic cycler 2 alternate between the open and closed positions. For example, in a two-minute cycle when the valve is opened for one minute, the electrical shut-off valve g is also closed for one minute, thereby reducing the heat output to about half the maximum power. Obviously, with a different opening / closing ratio, a different liquid flow and thus a different heat output is achieved. In one cycle, a different relationship between opening and closing can be achieved at a constant opening time and a variable closing time or vice versa. It is also possible to achieve this effect at a variable opening and closing time, with a cycle time not exceeding two minutes. In fact, the cycle time of two minutes does not cause a noticeable temperature variation in the heated space of the motor vehicle at which the temperature stabilizes at the value corresponding to the non-positioning of the cycler due to thermal inertia. In the case of longer cycles of more than two minutes, the temperature in the heated space is already fluctuating, especially in the vicinity of the heating air outlet, which causes an uneven temperature distribution and has an unpleasant effect on the persons inside the heated space. The minimum cycle time is not limited in terms of the heating requirement of motor vehicles, but it is of no practical importance for it to be less than 10 seconds.

Nastavení vzájemného časového poměru mezi dobou zavření a otevření elektrického uzavíracího ventilu 2 3^{e s} výhodou zajištěno pomocí elektronického cyklovače £ a může být přestavováno stupňovitě nebo plynule pomocí ručního ovládání. Rovněž je možné použít termoregulátoru umístěného ve výdechu topení v prostoru karoserie, který přímo ovládá elektrický obvod ventilu a podle nastavení určuje hodnotu jednotlivých cyklů, /není znázorněno/Adjusting the relative time ratio between the time of closing and opening an electrical shutoff valve 2 ^EC 3 is preferably provided via electronic £ cycler and may be readjusted stepwise or steplessly by means of manual operation. It is also possible to use a thermoregulator located in the heater outlet in the body area, which directly controls the electrical circuit of the valve and determines the value of each cycle according to the settings (not shown) /

Pro další vysvětlení účinku vynálezu je uveden konkrétní případ. Při průtoku kapaliny topným okruhem 10 1/min a obsahem kapaliny v topném okruhu 1,6 1, dojde k jednonásobné výměně kapaliny během 10 a, což v tomto případě je minimální doba otevření. Při běžné provozní teplotě kapaliny 80° C je při uzavřeném ventilu pro odebrání tepla z tohoto jednonásobného množství postačující zbývající doba maximálně dvouminutového cyklu. Při delší době uzavření elektrického uzavíracího ventilu 2 by teplota vytápěcího vzduchu ke konci cyklu byla příliš nízká a nevhodná pro vytápění. Popsaný případ platí pro regulaci při minimálním tepelném výkonu. Je zřejmé, že při regulaci maximálního tepelného výkonu je pro znatelný úči nek regulace třeba, aby b.vl elektrický uzavírací ventil 2 ^v uvedeném případě uzavřen alespoň po dobu 10 s, která odpovídá jednonásobné výměně obsahu kapaliny v topném okruhu.A specific case is given to further explain the effect of the invention. With a fluid flow rate of 10 l / min and a fluid content of 1.6 l in the heating circuit, the fluid is exchanged once within 10 a, which in this case is the minimum opening time. At a normal liquid operating temperature of 80 ° C, the residual time of a maximum of two minutes is sufficient when the heat removal valve is closed from this single quantity. With a longer closing time of the electric shut-off valve 2, the temperature of the heating air at the end of the cycle would be too low and unsuitable for heating. The described case applies to regulation at minimum heat output. It will be appreciated that in controlling the maximum heat output, for a noticeable control effect, the bvl electric shut-off valve 2 must ⁱⁿ this case be closed for at least 10 s, which corresponds to a single liquid exchange in the heating circuit.

Z uvedeného příkladu je zřejmé, že pro znatelnou a účinnou regulaci je třeba, aby poměr mezi dobou otevření a zavření elektrického uzavíracího ventilu 2 by^{1 v} rozmězí od 1:10 do 10:1. Pokud se týká uváděné minimální délky cvklů 10 s, nedojde sice během 1 s, po kterou je ventil otevřen, k jednonásobné výměně obsahu kapaliny v topném okruhu, avšak během zbývajících 9 s dojde také k nižšímu odvodu tepla, takže regulace je možná a přibližně odpovídá dvouminutovému cyklu, V tomto případě je již frekvence otevírání a zavírání elektrického uzevíracího ventilu 2 značně vysoká a nemá význam používat ještě kratší doby cyklů.From the above example, it is clear that for a noticeable and effective control, the ratio between the opening and closing times of the electric shut-off valve 2 should be ^{in the} range of 1:10 to 10: 1. Regarding the stated minimum click length of 10 s, there will be no change in the heating circuit's fluid content once during the 1 s the valve is open, but there will also be less heat dissipation during the remaining 9 s, so control is possible and approximately equivalent In this case, the opening and closing frequency of the electric shut-off valve 2 is already very high and it is not important to use even shorter cycle times.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A hot-water heater for motor vehicles comprising a liquid circuit with a heat exchanger connected to the liquid cooling circuit of the engine or the engine lubricating oil circuit, characterized in that an electrically controllable shut-off valve (7) is further connected to the liquid circuit (5). in which an electronic cycler (9) is connected in the electrical control circuit (8).