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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugheizsystem, umfassend
ein Heizgerät
zur Bereitstellung von Wärme
und zur Übertragung
dieser auf ein Wärmeträgermedium
sowie eine Wärmeträgermediumpumpe
zum Fördern
des in dem Heizgerät
zu erwärmenden
Wärmeträgermediums.
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Aus
der
DE 103 59 293
A1 ist ein derartiges Fahrzeugheizsystem bekannt, bei welchem
ein brennstoffbetriebenes Heizgerät dazu genutzt werden kann,
die zur Erwärmung
von Luft im Standheizbetrieb erforderliche Wärme bereitzustellen bzw. in einen
Wärmeträgermediumkreislauf
abzugeben. Auch wird es möglich,
in einem anderen Betriebszustand Wärme, die in dem Fahrzeugheizgerät generiert
wird, zumindest zum Teil auch in Richtung zu einem Fahrzeugantriebsaggregat
zu leiten, um dieses vorzuwärmen.
Um diese verschiedenen Betriebszustände erreichen zu können, ist
eine vergleichsweise aufwendig konstruierte Ventilanordnung vorgesehen, die
abhängig
von den Druckverhältnissen
verschiedene Strömungskreisläufe freigibt
bzw. blockiert. Die Druckverhältnisse
werden durch die Abstimmung des Betriebs der Wärmeträgermediumpumpe des Heizgeräts einerseits
und einer weiteren Wärmeträgermediumpumpe
des Fahrzeugantriebsaggregats eingestellt. Ferner ist durch ein
thermisch wirksames Element in dem Ventil dafür gesorgt, dass dieses auch
in Abhängigkeit
von der Temperatur des zrikulierenden Wärmeträgermediums umschaltet.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugheizsystem
bereitzustellen, das bei einfachem Aufbau leicht dazu genutzt werden kann,
in verschiedenen Betriebszuständen
das erwärmte
Wärmeträgermedium
in verschiedener Art und Weise zu nutzen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
ein Fahrzeugheizsystem, umfassend ein Heizgerät zur Bereitstellung von Wärme und
zur Übertragung dieser
auf ein Wärmeträgermedium,
eine Wärmeträgermediumpumpe
zum Fördern
des in dem Heizgerät
zu erwärmenden
Wärmeträgermediums,
in einem ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf
eine erste Wärmetauscheranordnung
zur Übertragung von
in dem Wärmeträgermedium
transportierter Wärme
auf in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft, in einem zweiten
Wärmeträgermedium-Kreislauf
eine zweite Wärmetauscheranordnung
zur Übertragung
von in dem Wärmeträgermedium
transportierter Wärme
auf ein Fahrzeugantriebsaggregat, wobei zur Beeinflussung der Verteilung
des durch die Wärmeträgermediumpumpe
geförderten
Wärmeträgermediums
auf den ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf
oder/und den zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf
die Wärmeträgermediumpumpe
in ihrer Förderrichtung
umschaltbar ist.
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Durch
das Verändern
der Förderrichtung
der Wärmeträgermediumpumpe
wird es möglich,
das Wärmeträgermedium
definiert in verschiedener Richtung in die verschiedenen Wärmeträgermedium-Kreisläufe einzuspeisen
und somit auch deren Versorgung mit dem Wärmeträgermedium zu beeinflussen.
Es ist dazu keine komplex aufgebaute Ventilanordnung erforderlich,
die ggf. auch noch temperaturabhängig
schaltet.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass bei Betreiben der Wärmeträgermediumpumpe in einer ersten
Förderrichtung
in dem Heizgerät
erwärmtes
Wärmeträgermedium
im Wesentlichen nur im ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf
strömt,
und dass bei Betreiben der Wärmeträgermediumpumpe
in einer zweiten Förderrichtung
in dem Heizgerät
erwärmtes
Wärmeträgermedium
im ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf
und im zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf
strömt.
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Um
dafür zu
sorgen, dass in Abhängigkeit von
der Förderrichtung
der Wärmeträgermediumpumpe
und somit auch in Abhängigkeit
von der Strömungsrichtung
des Wärmeträgermediums
eine Veränderung
in der Durchströmbarkeit
der Wärmeträgermedium-Kreisläufe erfolgt,
wird vorgeschlagen, dass im zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf eine eine
Wärme trägermedium-Strömung in
nur einer Strömungsrichtung
im zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf
zulassende Ventilanordnung vorgesehen ist.
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Eine
weitere Beeinflussung der Strömungsrichtung
kann dadurch erlangt werden, dass dem zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf eine weitere Wärmeträgermediumpumpe
zugeordnet ist zum Unterstützen
einer Wärmeträgermedium-Strömung im zweiten
Wärmeträgermedium-Kreislauf
in der einen Strömungsrichtung.
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Um
in einfacher Art und Weise die Wärmeträgermedium-Kreisläufe aufbauen
zu können
und darin auch die gewünschten
Strömungsverhältnisse erlangen
zu können,
wird vorgeschlagen, dass der erste Wärmeträgermedium-Kreislauf und der
zweite Wärmeträgermedium-Kreislauf
einen an die Wärmeträgermediumpume
anschließenden
ersten Hauptleitungsanschluss und einen an die Wärmeträgermediumpumpe anschließenden zweiten
Hauptleitungsabschnitt gemeinsam aufweisen, wobei in Abhängigkeit von
der Förderrichtung
der Wärmeträgermediumpumpe
einer der Hauptleiteitungsabschnitte das Wärmeträgermedium zu der Wärmeträgermediumpumpe
hinführt
und einer der Hauptleitungsabschnitte das Wärmeträgermedium von der Wärmeträgermediumpumpe
wegführt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Hauptleitungsabschnitt
in einen ersten Zweigleitungsabschnitt zu der ersten Wärmetauscheranordnung
und einen zweiten Zweigleitungsabschnitt zu der zweiten Wärmetauscheranordnung übergeht.
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Das
Blockieren von einem der Wärmeträgermedium-Kreisläufe gegen
Durchströmung
in einer Richtung kann dadurch erlangt werden, dass im zweiten Zweigleitungsabschnitt
eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die eine Wärmeträgermedium-Strömung im
zweiten Zweigleitungsabschnitt nur in Richtung von der zweiten Wärmetauscheranordnung
weg zulässt.
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Weiterhin
kann das System so aufgebaut sein, dass der zweite Hauptleitungsabschnitt
in einen dritten Zweigleitungsabschnitt zu der ersten Wärmetauscheranordnung
und einen vierten Zweigleitungsabschnitt zu der zweiten Wärmetauscheranordnung übergeht.
Dem zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf
kann dabei eine das Wärmeträgermedium
vom vierten Zweigleitungsabschnitt in Richtung zum zweiten Zweigleitungsabschnitt
fördernde
weitere Wärmeträgermediumpumpe
zugeordnet sein.
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Bei
dem vorangehend beschriebenen konstruktiven Aufbau kann dann vorgesehen
sein, dass in einem ersten Betriebszustand die Wärmeträgermediumpumpe das Wärmeträgermedium
von dem zweiten Hauptleitungsabschnitt aufnimmt und in den ersten
Hauptleitungsabschnitt einspeist. Weiter kann in einem zweiten Betriebszustand
die Wärmeträgermediumpumpe
das Wärmeträgermedium
von dem ersten Hauptleitungsabschnitt aufnehmen und in den zweiten
Hauptleitungsabschnitt einspeisen, so dass also eine Durchströmung in
der anderen Strömungsrichtung
vorliegt.
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In
einem dritten Betriebszustand kann dann vorgesehen sein, dass bei
betriebener weiterer Wärmeträgermediumpumpe
die Wärmeträgermediumpumpe
das Wärmeträgermedium
von dem ersten Hauptleitungsabschnitt in den zweiten Hauptleitungsabschnitt
einspeist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Prinzip-Darstellung eines erfindungsgemäßen Heizsystems in einem ersten
Betriebszustand;
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2 das
in 1 dargestellte Heizsystem in einem zweiten Betriebszustand;
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3 das
in 1 dargestellte Heizsystem in einem dritten Betriebszustand.
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Ein
erfindungsgemäßes Fahrzeugheizsystem 10 umfasst
als elementaren Bestandteil ein beispielsweise mit flüssigem Brennstoff
zu betreibendes Heizgerät 12.
Das Heizgerät 12 ist
prinzipiell untergliedert in einen die Wärme erzeugenden und auf ein Wärmeträgermedium übertragenden
Heizbereich 14, der einen Brennerbereich und einen Wärmetauscherbereich
umfassen kann, und in eine Wärmeträgermediumpumpe 16,
die beispielsweise an dem Heizgerät 12 vorgesehen sein
kann und das zu erwärmende
bzw. erwärmte
Wärmeträgermedium,
also beispielsweise Wasser oder ein Motorkühlmittel, durch den Wärmetauscherbereich
des Heizbereichs 14 fördert.
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Das
Heizsystem 10 umfasst ferner eine erste Wärmetauscheranordnung 18,
welcher ein Luftfördergebläse 20 zugeordnet
ist, um die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft in der
ersten Wärmetauscheranordnung 18 zu
erwärmen
und so erwärmt
in den Fahrzeuginnenraum einspeisen zu können.
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Ferner
umfasst das Heizsystem zumindest Bereiche eines allgemein mit 22 bezeichneten
Fahrzeugantriebsaggregats, also beispielsweise einer Brennkraftmaschine.
Dieser Brennkraftmaschine 22 ist ein Kühler 24 mit einem
Gebläse 26 zugeordnet, so
dass ein Motorkühlmittel,
das im Verbrennungsbetrieb Wärme
aufnimmt, durch Durchströmung
des Kühlers 24 Wärme nach
außen
abgeben kann.
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An
die Wärmeträgermediumpumpe 16 schließen ein
erster Hauptleitungsabschnitt 28 und ein zweiter Hauptleitungsabschnitt 30 an.
Der erste Hauptleitungsabschnitt 28 zweigt sich beispielsweise an
einem T-Stück
auf in einen ersten Zweigleitungsabschnitt 32, der zur
ersten Wärmetauscheranordnung 18 führt, und
einen zweiten Zweigleitungsabschnitt 34, der zum Fahrzeugantriebsaggregat 12 bzw.
einer darin bereitgestellten und nachfolgend noch angesprochenen
zweiten Wärmetauscheranordnung 36 führt.
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Der
zweite Hauptleitungsabschnitt 30 geht beispielsweise ebenfalls
an einem T-Stück über in einen
dritten Zweigleitungsabschnitt 38, der zur ersten Wärmetauscheranordnung 18 führt, und
einen vierten Zweigleitungsabschnitt 40, der zum Fahrzeugantriebsaggregat 22 bzw.
der zweiten Wärmetauscheranordnung 36 darin
führt.
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Es
sind somit zwei Wärmeträgermedium-Kreisläufe 42, 44 durch
die verschiedenen Leitungsabschnitte definiert. Der erste Wärmeträgermedium-Kreislauf 42 umfasst
den ersten Hauptleitungsabschnitt 28, den ersten Zweigleitungsabschnitt 32, den
dritten Zweigleitungsabschnitt 38 und den zweiten Hauptleitungsabschnitt 30.
Der zweite Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 umfasst
den ersten Hauptleitungsabschnitt 28, den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34,
den vierten Zweigleitungsabschnitt 40 und den zweiten Hauptleitungsabschnitt 30.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass durch die vorangehend angegebene
Abfolge der die verschiedenen Wärmeträgermedium-Kreisläufe 42, 44 definierenden
Leitungsabschnitte zunächst
noch nicht definiert ist, in welche Richtung diese durchströmt werden
bzw. welche der Leitungabschnitte der verschiedenen Wärmeträgermedium-Kreisläufe 42, 44 in
verschiedenen Zuständen
tatsächlich
durchströmt
werden.
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Die
vorangehend bereits angesprochene zweite Wärmetauscheranordnung 36 des
Fahrzeugantriebsaggregats 22 kann den Wassermantel des Fahrzeugantriebsaggregats 22 umfassen,
also denjenigen Bereich, der auch von dem Kühlmittel durchströmt wird.
Von Bedeutung ist, dass in dieser zweiten Wärmetauscheranordnung 36 das
im zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 strömende Wärmeträgermedium
in thermische Wechselwirkung mit dem Fahrzeugantriebsaggregat 22 treten
kann, also dort ggf. Wärme
auf das Fahrzeugantriebsaggregat 22 übertragen kann oder Wärme von
dem Fahrzeugantriebsaggregat 22 aufnehmen muss. Es ist
selbstverständlich,
dass der zweite Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 mit
der zum Kühler 24 führenden
Zirkulation zusammengefasst sein kann, so dass tatsächlich nur
ein Wärmeträgermedium
eingesetzt werden kann. Die Durchströmung des Kühlers 24 kann dann
beispielsweise durch Aktivieren nicht weiter dargestellter Ventile
freigegeben oder blockiert werden.
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Dem
zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 ist
eine weitere Wärmeträgermediumpumpe 46 zugeordnet.
Diese kann beispielsweise am oder im Fahrzeugantriebsaggregat 22 vorgesehen
sein und fördert
das Wärmeträgermedium
vom vierten Zweigleitungsabschnitt 40 in Richtung zum zweiten
Zweigleitungsabschnitt 34. In diesem zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 ist
eine in Form eines Rückschlagventils
ausgebildete Ventilanordnung 48 vorgesehen. Diese stellt
sicher, dass der zweite Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 nur
in einer Richtung durchströmt werden
kann, nämlich
so, dass das Wärmeträgermedium
vom vierten Zweigleitungsabschnitt 40 in den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 einströmen kann, und
nicht umgekehrt. Die Sperr- bzw.
Freigaberichtung dieser Ventilanordnung 48 ist somit abgestimmt auf
die Förderrichtung
der weiteren Wärmeträgermediumpumpe 46 des
zweiten Wärmeträgermedium-Kreislaufs 44.
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Die
Förderrichtung
der zwischen den beiden Hauptleitungsabschnitten 28, 30 positionierten
Wärmeträgermediumpumpe 16 des
Heizgeräts 12 ist
veränderbar.
Diese Wärmeträgermediumpumpe 16 kann,
wie im Folgenden dargelegt, das Wärmeträgermedium sowohl vom zweiten
Hauptleitungsabschnitt 30 aufnehmen und in den ersten Hauptleitungsabschnitt 28 ausstoßen, als
auch das Wärmeträgermedium
vom ersten Hauptleitungsabschnitt 28 aufnehmen und in den
zweiten Hauptleitungsabschnitt 30 ausstoßen. Diese
Umschaltbarkeit der Förderrichtung
und die daraus sich hinsichtlich des Förderbetriebs ergebenden Konsequenzen
werden nachfolgend mit Bezug auf die verschiedenen, bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugheizsystem 10 erlangbaren Betriebszustände erläutert.
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In 1 ist
das Fahrzeugheizsystem 10 in einem ersten Betriebszustand
dargestellt, der einem reinen Standheizbetrieb entspricht. Das heißt, die
im Heizgerät 12 bereitgestellte
Wärme wird
im Heizbereich 14 vom Wärmeträgermedium
aufgenommen und ausschließlich
dazu genutzt, in der ersten Wärmetauscheranordnung 18 die
in den Fahrzeuginnenraum einzuspeisende Luft zu erwärmen und
somit ein Fahrzeug vor der Nutzungsauf nahme vorzukonditionieren.
Die Wärmeträgermediumpumpe 16 fördert dabei
in einer durch den darin dargestellten Pfeil indizierten Förderrichtung
und nimmt das Wärmeträgermedium
vom zweiten Hauptleitungsabschnitt 30 auf und gibt in den
ersten Hauptleitungsabschnitt 28 ab. Das den ersten Hauptleitungsabschnitt 28 verlassende
Wärmeträgermedium
kann aufgrund der Sperrwirkung der Ventilanordnung 48 den
zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 nicht durchströmen und
gelangt somit vollständig
in den ersten Zweigleitungsabschnitt 32 und zur ersten
Wärmetauscheranordnung 18.
Nachdem es dort zumindest einen Teil der transportierten Wärme auf
die zu erwärmende
Luft übertragen
hat, strömt
das Wärmeträgermedium
weiter durch den dritten Zweigleitungsabschnitt 38 und
von diesem in den ersten Hauptleitungsabschnitt 30 zurück in Richtung
zur Wärmeträgermediumpumpe 16. Grundsätzlich kann
bzw. könnte
das Wärmeträgermedium
aus dem dritten Zweigleitungsabschnitt 38 auch in den vierten
Zweigleitungsabschnitt 40 eintreten. Da jedoch die Ventilanordnung 48 auf
ihrer an den ersten Hauptleitungsabschnitt 28 anschließenden Seite
durch das Wärmeträgermedium
mit einem vergleichsweise hohen Druck belastet ist, reicht der Druck
des Wärmeträgermediums
im vierten Zweigleitungsabschnitt 40 nicht aus, um die
Ventilanordnung 48 zu öffnen.
Es stellt sich somit eine Wärmeträgermedium-Strömung lediglich
im ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf 42 in
der durch die Pfeile in 1 indizierten Richtung ein.
Der zweite Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 wird
dabei nicht durchströmt,
obgleich die beiden Hauptleitungsabschnitte 28, 30,
die grundsätzlich
auch dem zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 zugeordnet
werden können,
tatsächlich
genutzt werden.
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In
einem in 2 veranschaulichten zweiten Betriebszustand
wird die im Heizgerät 12 bereitgestellte
Wärme nicht
nur dazu genutzt, in ein Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft zu
erwärmen,
sondern wird auch dazu genutzt, das Fahrzeugantriebsaggregat 22 vorzuwärmen. Dies
entspricht also einen Betriebszustand mit Standheizungsbetrieb und
Vorkonditionierung des Fahrzeugantriebsaggregats. Selbstverständlich kann
ein derartiger Betriebszustand auch in der Anfangsphase des Betriebs
eines Fahrzeugantriebsaggregats eingestellt werden, um dieses möglichst
schnell auf Betriebstemperatur zu bringen, gleichwohl jedoch dafür sorgen
zu können, dass
die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft auch eine ausreichende
Temperatur aufweist.
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In
diesem zweiten Betriebszustand ist die Förderrichtung der Wärmeträgermediumpumpe 16 im
Vergleich zu der des ersten Betriebszustands umgekehrt, was wiederum
durch den Pfeil in der Wärmeträgermediumpumpe 16 in 2 indiziert
ist. Die Wärmeträgermediumpumpe 16 nimmt
also nunmehr das Wärmeträgermedium
vom ersten Hauptleitungsabschnit 28 auf und gibt es in
den zweiten Hauptleitungsabschnitt 30 ab. Der den zweiten
Hauptleitungsabschnitt 30 verlassende Wärmeträgermediumstrom teilt sich nunmehr
auf. Ein Teil wird in den dritten Zweigleitungsabschnitt 38 einströmen, während der
verbleibende Teil in den vierten Zweigleitungsabschnitt 40 einströmen wird.
Das in den dritten Zweigleitungsabschnitt 38 eintretende
Wärmeträgermedium
durchströmt
die erste Wärmetauscheranordnung 18 und
gelangt in den ersten Zweigleitungsabschnitt 32. Das in
den vierten Zweigleitungsabschnitt 40 eintretende Wärmeträgermedium
durchströmt
die zweite Wärmetauscheranordnung 36 des
Fahrzeugantriebsaggregats 22 und gelangt in den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34.
Die Druckverhältnisse sind
in diesem Betriebszustand so, dass die Belastung der Ventilanordnung 48 durch
das die zweite Wärmetauscheranordnung 36 verlassende
und in den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 eintretende Wärmeträgermedium
größer ist,
als diejenige, welche das aus dem ersten Zweigleitungsabschnitt 32 heranströmende Wärmeträgermedium
verursacht. Dies hat zur Folge, dass die Ventilanordnung 48 den zweiten
Zweigleitungsabschnitt 34 zur Durchströmung in Richtung von der zweiten
Wärmetauscheranordnung 36 weg
freigibt und die beiden aus den Zweigleitungsabschnitten 32, 34 heranströmenden Wärmeträgermediumströme sich
vereinigen und in den ersten Hauptleitungsabschnitt 28 eintreten.
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In
diesem zweiten Betriebszustand ist, ebenso wie in dem vorangehend
mit Bezug auf 1 beschriebenen ersten Betriebszustand
die weitere Wärme trägermediumpumpe 46 des
zweiten Wärmeträgermedium-Kreislaufs 44 nicht
aktiv, so dass die Förderwirkung
allein durch den Betrieb der ersten Wärmeträgermediumpumpe 16 erlangt
wird.
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Der Übergang
bzw. das Umschalten zwischen den beiden in 1 und 2 dargestellten Betriebszuständen kann
beispielsweise in Abhängigkeit
davon erfolgen, ob bzw. wann in dem zu erwärmenden Innenraum die gewünschte Temperatur
erreicht worden ist. Hierzu kann ein Temperaturfühler vorgesehen sein, der die
Temperatur im Innenraum erfasst, oder es kann beispielsweise auch
die Rücklauftemperatur
des Wärmeträgermediums
erfasst werden. Zeigt die jeweils erfasste Größe an, dass der Innenraum auf
die gewünschte
Solltemperatur aufgewärmt
ist, kann dann vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand übergegangen
werden, so dass nur noch ein geringerer Anteil der im Heizgerät 12 bereitgestellten
Wärme zur
Erwärmung
bzw. Konstanthaltung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum genutzt
wird, während
ein weiterer Anteil in den zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 eingespeist
wird und dazu genutzt werden kann, das Fahrzeugantriebsaggregat 22 vorzuwärmen.
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Die
vorangehend angesprochenen Druckverhältnisse im Bereich der Ventilanordnung 48 können ggf.
durch Eingliedern entsprechender Drosselstellen in den ersten Wärmeträgermedium-Kreislauf 42 erhalten
werden. Dies kann beispielsweise auch durch Vorgeben der Strömungsquerschnitte
der verschiedenen Leitungsabschnitte erlangt werden.
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Der
in 3 veranschaulichte dritte Betriebszustand ist
ein Zuheizbetriebzustand. Das heißt, das Fahrzeugantriebsaggregat 22 ist
bereits in Betrieb gesetzt und erzeugt selbst bereits Wärme, ist aber
ggf. noch nicht bei der gewünschten
Betriebstemperatur. Auch reicht die im Fahrzeugantriebsaggregat 22 bereitgestellte
Wärme in
einer derartigen Betriebsphase noch nicht aus, um die in den Fahrzeuginnenraum
einzuleitende Luft in der ersten Wärmetauscheranordnung 18 ausreichend
zu erwärmen.
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In
diesem dritten Betriebszustand fördert
die Wärmeträgermediumpumpe 16 das
Wärmeträgermedium
wieder in der gleichen Förderrichtung,
wie im zweiten Betriebszustand. Das heißt, die Wärmeträgermediumpumpe 16 nimmt
das Wärmeträgermedium
vom ersten Hauptleitungsabschnitt 28 auf und gibt es in
den zweiten Hauptleitungsabschnitt 30 ab. Gleichzeitig
wird in diesem dritten Betriebszustand auch die weitere Wärmeträgermediumpumpe 46 aktiviert,
so dass diese nun eine das Wärmeträgermedium
vom vierten Zweigleitungsabschnitt 40 aufnehmende und in
den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 ausstoßende Wirkung
erzeugt. Durch die Abstimmung der Förderleistungen der beiden Wärmeträgermediumpumpen 16, 46 aufeinander
wird somit erlangt, dass das den zweiten Hauptleitungsabschnitt 30 verlassende
Wärmeträgermedium
lediglich in den vierten Zweigleitungsabschnitt 40 eintreten
kann, nicht jedoch in den dritten Zweigleitungsabschnitt 38. Gleichzeitig
wird das durch die weitere Wärmeträgermediumpumpe 46 verstärkt vorangeförderte Wärmeträgermedium
im zweiten Wärmeträgermedium-Kreislauf 44 nach
Austritt aus der zweiten Wärmetauscheranordnung 36 durch
den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 und über die
Ventilanordnung 48 hinweg strömen und sowohl in den ersten
Hauptleitungsabschnitt 28 als auch den ersten Zweigleitungsabschnitt 32 einströmen. Vom
ersten Zweigleitungsabschnitt 32 gelangt es in die erste
Wärmetauscheranordnung 18, überträgt dort
Wärme auf
die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft und tritt dann über den
dritten Zweigleitungsabschnitt 38 nicht in den zweiten
Hauptleitungsabschnitt 30, sondern in den vierten Zweigleitungsabschnitt 40 ein.
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In
diesem dritten Betriebszustand wird also das in dem Heizgerät 12 erwärmte Wärmeträgermedium
verstärkt
in Richtung zum Fahrzeugantriebsaggregat 22 geleitet, um
dieses möglichst
rasch auf Betriebstemperatur zu bringen. Ein Teil des das Fahrzeugantriebsaggregat 22 bzw.
die zweite Wärmetauscheranordnung 36 darin
durchströmenden
Wärmeträgermediums
wird mit der darin noch enthaltenen Wärme dann in der ersten Wärmetauscheranordnung 18 genutzt,
um den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen
bzw. bei der gewünschten
Temperatur zu halten.
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Man
erkennt aus der vorangehenden Darstellung, dass diese drei verschiedenen
Betriebszustände
allein dadurch erlangt werden können,
dass die beiden Wärmeträgermediumpumpen 16, 46 in definierter
Art und Weise aufeinander abgestimmt werden bzw. dass die Förderrichtung
der in ihre Förderrichtung
umkehrbaren Wärmeträgermediumpumpe 16 entsprechend
eingestellt wird. Es ist nicht erforderlich, irgendwelche komplex
aufgebaute bzw. temperaturabhängig
schaltende Ventilanordnungen bereitzustellen bzw. auch noch elektrisch
erregbare bzw. zu schaltende Ventilanordnungen zu nutzen.
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Selbstverständlich sind
mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugheizsystem 10 noch
weitere Betriebszustände
erlangbar. So kann beispielsweise dann, wenn das Fahrzeugantriebsaggregat 22 auf Betriebstemperatur
ist und ausreichend Wärme
erzeugt bzw. ggf. auch zu viel Wärme
erzeugt, auch der zum Kühler 24 führende Kreislauf
aktiviert werden, so dass das Wärmeträgermedium,
das ggf. auch die beiden Wärmeträgermedium-Kreisläufe 42, 44 durchströmt, auch
zum Kühler 24 strömen kann.
Ferner kann in diesem Zustand dann die Wärmeträgermediumpumpe 16 deaktiviert
werden, ebenso wie das gesamte Heizgerät 12, so dass die
beiden Hauptleitungsabschnitte 28, 30 ggf. überhaupt
nicht mehr durchströmt
werden und unter der Förderwirkung
der weiteren Wärmeträgermediumpumpe 46 ein
wesentliche Bereiche der beiden Wärmeträgermedium-Kreisläufe 42, 44,
d. h. die vier Zweigleitungsabschnitte 32, 34, 38, 40,
umfassender Kreislauf generiert wird. Dabei wird dann die im Fahrzeugantriebsaggregat 22 bereitgestellte
Wärme vom
Wärmeträgermedium
aufgenommen und über
den zweiten Zweigleitungsabschnitt 34 und den ersten Zweigleitungsabschnitt 32 zur
ersten Wärmetauscheranordnung 18 gefördert, um
dort die im Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft zu erwärmen.
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Aufgrund
des vorangehend beschriebenen konstruktiv einfachen Aufbaus, ist
das erfindungsgemäße Fahrzeugheizsystem 10 besonders
geeignet als so genanntes Nachrüstsystem.
Bei grundsätzlich nicht
mit zusätzlichen
Heiz geräten
ausgestatteten Fahrzeugen besteht im Allgemeinen nur der vorangehend
beschriebene und die vier Zweigleitungsabschnitte 32, 34, 38, 40 sowie
die erste Wärmetauscheranordnung 18 bzw.
die zweite Wärmetauscheranordnung 36 umfassende
Kreislauf. Soll die erfindungsgemäße Funktionalität hinzugefügt werden, braucht
lediglich ein Fahrzeugheizgerät 12 mit
den zugeordneten Hauptleitungsabschnitten 28, 30 in diesen
Kreislauf integriert werden, so dass es, bezogen auf diesen Gesamtkreislauf,
faktisch parallel zur ersten Wärmetauscheranordnung 18 geschaltet
ist, im vorangehend beschriebenen ersten Betriebszustand dann aber
seriell zu diesem wirkt. Bei diesem Integrieren, das einfach durch
Einfügen
von T-Stücken in
bestehende Schlauchleitungen erfolgen kann, kann gleichzeitig auch
die Ventilanordnung 48 integriert werden, die ggf. aber
auch in ein die Anbindung des ersten Hauptleitungsabschnitts 28 bereitstellendes
Anschlussstück
integriert sein kann. Diese Ventilanordnung 48 kann als
konstruktiv einfach ausgeführtes
Rückschlagventil
ausgeführt
sein, das ggf. geringfügig
in Richtung seiner Schließstellung
vorgespannt ist.
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Weiter
sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich möglich ist, die Wärmeträgermediumpumpe 16 nicht
nur in ihrer Förderrichtung
umschaltbar auszugestalten, sondern auch in ihrer Förderleistung
variabel auszugestalten, so dass je nach geforderter Heizleistung
auch eine entsprechende Einstellung des Wärmeträgermediumstroms erlangt werden
kann. Auch die weitere Wärmeträgermediumpumpe 46 des
Fahrzeugantriebsaggregats 22 kann selbstverständlich in
ihrer Förderleistung
variabel ausgestaltet sein.