DE102007020562A1

DE102007020562A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Konditionieren eines Bootes

Info

Publication number: DE102007020562A1
Application number: DE200710020562
Authority: DE
Inventors: Jörg Faltin; Jürgen Grupe
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-11-13
Also published as: WO2008135009A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konditionieren eines Bootes, mit einem Kühlwärmetauscher (12) und einem Heizwärmetauscher (10), die nacheinander von einem Luftstrom (14) durchströmbar sind, wobei der Heizwärmetauscher über einen Wasserkreislauf (16) mit einer brennstoffbetriebenen Heizung (18) verbunden ist und der Kühlwärmetauscher als Verdampfer einer Klimaanlage (20) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Konditionieren eines Bootes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren eines Bootes.
Insbesondere bei Sportbooten wächst der Bedarf an Komfort innerhalb der Kabine beziehungsweise der Kabinenräume. Daher werden Sportboote zunehmend mit Klimaanlagen und Heizungsanlagen ausgestattet. Die Klimaanlagen sind im Allgemeinen mit herkömmlichen Kältekreisen realisiert, die als zentrale Bestandteile einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsorgan und einen als Kühlwärmetauscher dienenden Verdampfer aufweisen. Die Kompressoren sind dabei entweder direkt über den Verbrennungsmotor der Boote oder auch elektrisch antreibbar. Bei den Heizungen unterscheidet man zwischen Luftheizungen und Wasserheizungen. Luftheizungen weisen einen Wärmetauscher auf, der die in einem Brenner erzeugte Wärmeenergie direkt auf einen dem Innenraum zuzuleitenden Luftstrom übertragen, während Wasserheizungen einen Wasserkreislauf beheizen, der dann über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher die dem Innenraum zuzuführende Luft erwärmen kann.
Soll ein Boot nun angemessen temperiert werden, so ist es erforderlich, die Heizung und die Klimaanlage in geeigneter Weise einzustellen. Im Falle einer gewünschten Beheizung ist die Klimaanlage auszuschalten, und die Heizung muss eingeschaltet werden. Es sind also zwei getrennte Bedienabläufe erforderlich, die unter Umständen lästig, verwirrend und fehlerträchtig sein können. Im Falle der Kühlung gilt vergleichbares. Sowohl bei der Direktausstattung eines Bootes mit einer Klimaanlage und einer Heizung als auch bei einer Nachrüstung ist der Einbauaufwand erheblich, da Luftführungen und sonstige Bauteile der Klimaanlage und der Heizung individuell eingebaut werden müssen. Hierdurch ergibt sich ein hoher Platzbedarf, beispielsweise im Hinblick auf die getrennten Luftführungen der Heizung und der Klimaanlage. Bei Luftheizungen ist es weiterhin schwierig, eine angenehme Temperatur einzustellen, da die Einstellelemente nur grob skaliert sind. Die geeignete Temperatureinstellung erfolgt außerdem meist nur für eine zentrale Kabine, während die Nebenkabinen lediglich mittemperiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren eines Bootes zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Bedienbarkeit, einen geringen Raumbedarf und eine komfortable Regelbarkeit der Innenraumbedingungen in einem Boot zulassen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Konditionieren eines Bootes, mit einem Kühlwärmetauscher und einem Heizwärmetauscher, die nacheinander von einem Luftstrom durchströmbar sind, wobei der Heizwärmetauscher über einen Wasserkreislauf mit einer brennstoffbetriebenen Heizung verbunden ist und der Kühlwärmetauscher als Verdampfer einer Klimaanlage ausgebildet ist. Die Klimaanlage und die Heizung sind somit zumindest teilweise integriert ausgebildet, insbesondere was die Anordnung der Wärmetauscher betrifft. So kann beispielsweise auf der Grundlage einer herkömmlichen Klimaanlage eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch bereitgestellt werden, dass zusätzlich zu dem Verdampfer ein Heizwärmetauscher in die Klimaanlage eingebaut wird, der über einen Wasserkreislauf einer extern angeordneten Heizung erwärmt wird.
Dies hat insbesondere in dem Zusammenhang Vorteile, dass der Luftstrom durch ein einziges Gebläse zunächst den Wärmetauschern und dann einem zu konditionierenden Innenraum zuführbar ist, wobei das Gebläse bezüglich des Luftstroms stromabwärts der Wärmetauscher und stromaufwärts eines an das Gebläse anschließenden Luftführungskanals angeordnet ist. Hierdurch reicht ein einziges Luftführungssystem aus, um das Boot wahlweise zu heizen oder zu kühlen, das heißt verschiedene Konditioniermaßnahmen zu ergreifen. Dies spart Platz und schafft Erleichterungen beim Einbau.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Wärmetauscher in ein einziges Bauteil integriert sind. Hierdurch wird ein kompaktes System zur Verfügung stellt, dass beispielsweise auf der Grundlage einer herkömmlichen Klimaanlage durch Modifikation der Wärmetauscheranordnung realisiert werden kann.
Es ist besonders nützlich, dass die Klimaanlage und die Heizung mit einer elektrischen Steuerung gekoppelt sind. Eine solche mit Bedienelementen ausgestattete Steuerung wird also einheitlich für alle Konditionieraufgaben eingesetzt. Der Anwender ist nur noch mit einer einzigen an der Steuerung angebrachten Bedieneinheit konfrontiert.
Nützlicherweise ist auch vorgesehen, dass das Gebläse mit der elektrischen Steuerung gekoppelt ist. Auch wenn vorgesehen sein kann, das Gebläse separat zu betreiben und im Hinblick auf seine Drehzahl zu beeinflussen, ist die Integration der Gebläseansteuerung im Hinblick auf eine zuverlässige und wunschgemäße Konditionierung des Bootinnenraums von besonderem Vorteil.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dann vorgesehen, dass die Steuerung geeignet ist, einen Betrieb der Klimaanlage und der Heizung wahlweise in Abhängigkeit eines Vergleiches einer Solltem peratur mit einer Isttemperatur zu veranlassen. Der Nutzer muss daher nur noch eine Solltemperatur, die beispielsweise auf einer Anzeige der Steuerung angezeigt wird, einstellen, den Rest erledigt dann die Steuerung, indem sie bei Heizbedarf die Heizung und bei Kühlungsbedarf die Klimaanlage aktiviert und in geeignete Betriebszustände überführt.
Es kann auch nützlich sein, dass der Heizwärmetauscher in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Kühlwärmetauscher angeordnet ist und dass die Steuerung geeignet ist, einen gleichzeitigen Betrieb der Klimaanlage und der Heizung zu veranlassen. Hierdurch ist der so genannte Reheat-Betrieb möglich, bei dem die Luft zunächst unter Abscheidung von Kondensat abgekühlt wird und anschließend wieder erwärmt wird. Neben dem Heizen und dem Kühlen ist das Boot also auch im Hinblick auf die Luftfeuchtigkeit konditionierbar.
Die Erfindung besteht weiterhin in einem Verfahren zum Konditionieren eines Bootes, bei dem ein Luftstrom nacheinender einen als Verdampfer einer Klimaanlage ausgebildeten Kühlwärmetauscher und einen über einen Wasserkreislauf mit einer brennstoffbetriebenen Heizung verbundenen Heizwärmetauscher durchströmt. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dieses ist in nützlicher Weise dadurch weitergebildet, dass der Luftstrom durch ein einziges Gebläse zunächst den Wärmetauschern und dann einem zu konditionierenden Innenraum zugeführt wird, wobei das Gebläse bezüglich des Luftstroms stromabwärts der Wärmetauscher und stromaufwärts eines an das Gebläse anschließenden Luftführungskanals angeordnet ist.
Es ist besonders nützlich, dass die Klimaanlage und die Heizung von einer elektrischen Steuerung gesteuert oder geregelt werden.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Gebläse von der elektrischen Steuerung gesteuert oder geregelt wird.
Das Verfahren läuft bevorzugt so ab, dass die Steuerung einen Betrieb der Klimaanlage und der Heizung wahlweise in Abhängigkeit eines Vergleiches einer Solltemperatur mit einer Isttemperatur veranlasst.
Ebenfalls ist vorgesehen, dass die Steuerung einen gleichzeitigen Betrieb der Klimaanlage und der Heizung veranlasst.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Boot mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Klimaanlage 20 auf, der ein als Wärmetauscher 12 fungierender Verdampfer zugeordnet ist. Dem Verdampfer 12 ist ein Heizwärmetauscher 10 nachgeordnet, wobei beide Warmetauscher 10, 12 nacheinander von einem durch ein Gebläse 22 erzeugten Luftstrom 14 durchströmbar ist. Hierdurch wird in Form des Luftstroms 14 angesaugte Luft einem Luftführungskanal 24 und nachfolgend einem zu konditionierenden Innenraum zugeführt. Bei der angesaugten Luft kann es sich um Frischluft handeln. Ebenfalls kann die erfindungsgemäße Vorrichtung im Umluftbetrieb arbeiten, wobei dann die angesaugte Luft zumindest teilweise Luft aus dem Innenraum ist. Der Heizwärmetauscher 10 steht über einen Wasserkreislauf 16 mit einer Heizung 18 in Verbindung, wobei die Heizung 18 vorzugsweise eine brennstoffbetriebene Heizung ist. Als Brennstoff wird beispielsweise der Kraftstoff des Bootes verwendet, in das die Vorrichtung eingebaut ist. Die Klimaanlage 20 enthält neben dem Verdampfer 12 als weitere nicht dargstellte zentrale Komponenten einen Kompressor, ein Expansionsorgan und einen Kondensator. Die Klimaanlage 20, die Heizung 18 und das Gebläse 22 werden durch eine gemeinsame elektronische Steuerung 26 gesteuert beziehungsweise geregelt. Mit dieser Steuerung 26 stehen ein oder mehrere Temperatursensoren sowie Anzeigen und Bedienelemente in Verbindung, so dass beispielsweise eine anzuzeigende Solltemperatur eingestellt werden kann, diese mit einer von einem Sensor gemessenen Innenraumtemperatur verglichen wird, wobei auf der Grundlage des Vergleichs der Betrieb der Klimaanlage 20, der Heizung 18 und des Gebläses 22 wahlweise erfolgt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin einen Reheat-Betrieb realisieren. Dabei wird der angesaugte Luftstrom 14 zunächst unter Kondensation der Luftfeuchtigkeit abgekühlt, anschließend wieder erwärmt und dann in getrockneter Form dem Innenraum über das Gebläse 22 und den Luftführungskanal 24 übergeben.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Schritt S01 wird eine Solltemperatur T_s festgelegt, insbesondere manuell über eine Steuerung. In Schritt S02 wird dann die Innentemperatur als Isttemperatur T_i erfasst, woraufhin in Schritt S03 ein Vergleich der Isttemperatur mit der Solltemperatur stattfindet. Ist die Innentemperatur größer als die Solltemperatur, so wird in Schritt S04 die Klimaanlage betrieben. Andernfalls wird in Schritt S05 die Heizung betrieben. Einfluss auf diesen Verfahrensablauf kann vielfältig genommen werden, beispielsweise durch manuelle Beeinflussung der Gebläsedrehzahl oder insbesondere auch durch das Aktivieren einer Reheat-Funktion, bei der sowohl die Klimaanlage als auch die Heizung betrieben werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Heizwärmetauscher
12: Kühlwärmetauscher
14: Luftstrom
16: Wasserkreislauf
18: Heizung
20: Klimaanlage
22: Gebläse
24: Luftführungskanal
26: Steuerung

Claims

Vorrichtung zum Konditionieren eines Bootes, mit einem Kühlwärmetauscher (12) und einem Heizwärmetauscher (10), die nacheinander von einem Luftstrom (14) durchströmbar sind, wobei der Heizwärmetauscher über einen Wasserkreislauf (16) mit einer brennstoffbetriebenen Heizung (18) verbunden ist und der Kühlwärmetauscher als Verdampfer einer Klimaanlage (20) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (14) durch ein einziges Gebläse (22) zunächst den Wärmetauschern (10, 12) und dann einem zu konditionierenden Innenraum zuführbar ist, wobei das Gebläse bezüglich des Luftstroms stromabwärts der Wärmetauscher und stromaufwärts eines an das Gebläse anschließenden Luftführungskanals (24) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (10, 12) in ein einziges Bauteil integriert sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (20) und die Heizung (18) mit einer elektrischen Steuerung (26) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (22) mit der elektrischen Steuerung (26) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) geeignet ist, einen Betrieb der Klimaanlage (20) und der Heizung (18) wahlweise in Abhängigkeit eines Vergleiches einer Solltemperatur mit einer Isttemperatur zu veranlassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwärmetauscher (10) in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Kühlwärmetauscher (12) angeordnet ist und dass die Steuerung geeignet ist, einen gleichzeitigen Betrieb der Klimaanlage (20) und der Heizung (18) zu veranlassen.
Verfahren zum Konditionieren eines Bootes, bei dem ein Luftstrom (14) nacheinender einen als Verdampfer einer Klimaanlage (20) ausgebildeten Kühlwärmetauscher (12) und einen über einen Wasserkreislauf (16) mit einer brennstoffbetriebenen Heizung (18) verbundenen Heizwärmetauscher (10) durchströmt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (14) durch ein einziges Gebläse (22) zunächst den Wärmetauschern (10, 12) und dann einem zu konditionierenden Innenraum zugeführt wird, wobei das Gebläse bezüglich des Luftstroms stromabwärts der Wärmetauscher und stromaufwärts eines an das Gebläse anschließenden Luftführungskanals (24) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (20) und die Heizung (18) von einer elektrischen Steuerung (26) gesteuert oder geregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (22) von der elektrischen Steuerung (26) gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) einen Betrieb der Klimaanlage (20) und der Heizung (18) wahlweise in Abhängigkeit eines Vergleiches einer Solltemperatur mit einer Isttemperatur veranlasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) einen gleichzeitigen Betrieb der Klimaanlage (20) und der Heizung (18) veranlasst.
Boot mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.