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Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Brennkammerbaugruppe mit einer darin ausgebildeten Brennkammer, eine Brennstoffförderanordnung zum Fördern von Brennstoff in die Brennkammer, eine Verbrennungsluftförderanordnung zum Fördern von Verbrennungsluft in die Brennkammer, eine Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von in die Brennkammer verlassenden Verbrennungsabgasen transportierter Wärme auf ein Wärmeträgermedium, eine Wärmeträgermediumförderanordnung zum Fördern des Wärmeträgermediums zu der Wärmetauscheranordnung, wobei die Verbrennungsluftförderanordnung ein Verbrennungsluftförderorgan und die Wärmetauschermediumförderanordnung ein Wärmetauschermediumförderorgan umfassen und wobei dem Verbrennungsluftförderorgan und dem Wärmeträgermediumförderorgan ein gemeinsamer Antriebsmotor zugeordnet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen brennstoffbetriebenen Heizgeräts.
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Aus der
DE 10 2004 027 569 B4 ist ein derartiges brennstoffbetriebenes Heizgerät bekannt, bei welchem die als Wärmeträgermedium genutzte, in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft durch ein Heizluftförderrad in Richtung zu einer Wärmetauscheranordnung gefördert wird. Der das Heizluftförderrad antreibende Antriebsmotor treibt auch ein Verbrennungsluftförderrad eines Seitenkanalgebläses an, um die zur Verbrennung von Brennstoff in einer Brennkammer erforderliche Verbrennungsluft einzuspeisen. Diese beiden Förderräder sind an den beiden axialen Enden einer in beiden Richtungen über ein Motorgehäuse hinaus ragenden Antriebswelle des Antriebsmotors getragen.
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Um bei einem derartigen brennstoffbetriebenen Heizgerät die Heizleistung zu verändern, wird einerseits die in die Brennkammer geförderte Brennstoffmenge verändert. In Anpassung an die veränderte Brennstoffmenge wird auch eine Veränderung der Verbrennungsluftfördermenge vorgenommen, um beispielsweise dafür zu sorgen, dass in allen Heizleistungsbereichen bzw. Heizleistungsstufen mit einem oder bei einem stöchiometrischen Verbrennungsverhältnis gearbeitet werden kann. Dies bedeutet jedoch, dass mit der zur Heizleistungsvariation erforderlichen Änderung der Drehzahl des Verbrennungsluftförderrads zwangsweise auch eine Veränderung der Drehzahl des Heizluftförderrads vorhanden ist, was zur Folge hat, dass bei geringeren Heizleistungen auch weniger Heizluft in Richtung zur Wärmetauscheranordnung gefördert wird, als bei größeren Heizleistungen. Dies kann Einbußen in der Effizienz der Wärmeübertragung von den Verbrennungsabgasen auf die Heizluft im Bereich der Wärmetauscheranordnung haben.
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Ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 32 09 904 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Heizgerät kann ein Teil der von einer in Form eines Seitenkanalgebläses ausgebildeten Verbrennungsluftförderanordnung geförderten Verbrennungsluft über einen Bypasskanal abgezweigt werden. Durch Einwirkung auf ein in Form einer Madenschraube bereitgestelltes Drosselungsorgan kann der Strömungsquerschnitt des Bypasskanals und somit die für den Verbrennungsprozess zur Verfügung gestellte Verbrennungsluftmenge zur Einstellung der Förderleistung verändert werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts vorzusehen, mit welchen eine erhöhte Heizeffizienz erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere für ein Fahrzeug, gemäß Anspruch 1. Dieses Heizgerät umfasst eine Brennkammerbaugruppe mit einer darin ausgebildeten Brennkammer, eine Brennstoffförderanordnung zum Fördern von Brennstoff in die Brennkammer, eine Verbrennungsluftförderanordnung zum Fördern von Verbrennungsluft in die Brennkammer, eine Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von in die Brennkammer verlassenden Verbrennungsabgasen transportierter Wärme auf ein Wärmeträgermedium, eine Wärmeträgermediumförderanordnung zum Fördern des Wärmeträgermediums zu der Wärmetauscheranordnung, wobei die Verbrennungsluftförderanordnung ein Verbrennungsluftförderorgan und die Wärmeträgermediumförderanordnung ein Wärmeträgermediumförderorgan umfassen und wobei dem Verbrennungsluftförderorgan und dem Wärmeträgermediumförderorgan ein gemeinsamer Antriebsmotor zugeordnet ist.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass in einem Verbrennungsluftströmungsweg zwischen der Verbrennungsluftförderanordnung und der Brennkammer eine Verbrennungsluftabzweigung vorgesehen ist zum Abzweigen eines veränderbaren Teils der von der Verbrennungsluftförderanordnung geförderten Verbrennungsluft vor Einleitung in die Brennkammer.
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Die Verbrennungsluftabzweigung ist dazu ausgebildet, zur Veränderung der Heizleistung des Heizgeräts im Heizbetrieb den Teil der abgezweigten Verbrennungsluft im Heizbetrieb zu verändern.
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Bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät ist also vorgesehen, dass ein Teil der von der Verbrennungsluftförderanordnung geförderten Verbrennungsluft nicht in die Brennkammer gelangt, sondern abgezweigt wird. Dies bedeutet, dass durch Veränderung dieses abgezweigten Teils der Verbrennungsluft die Möglichkeit geschaffen wird, bei unverändertem Förderbetrieb der Verbrennungsluftförderanordnung und damit auch unverändertem Betrieb der Wärmeträgermediumförderanordnung eine Variation der Heizleistung zu erreichen. Dies stellt sicher, dass beispielsweise dann, wenn nicht mit maximaler Heizleistung gearbeitet werden muss, beispielsweise weil die Temperatur in einem Fahrzeuginnenraum bereits sehr nahe an einer Solltemperatur ist, gleichwohl mit einer vergleichsweise hohen Förderrate des Wärmeträgermediums, also beispielsweise der in den Fahrzeuginnenraum einzuleitenden Luft, gearbeitet werden kann. Dies stellt sicher, dass ein größerer Teil der in den Verbrennungsabgasen transportierten Wärme im Bereich der Wärmetauscheranordnung tatsächlich auch auf das Wärmeträgermedium übertragen werden kann, wodurch weniger Verlustwärme mit den Verbrennungsabgasen nach außen ausgestoßen wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verbrennungsluftabzweigung eine von einer zur Brennkammer führenden Verbrennungsluftzuführleitung abzweigende Abzweigleitung und in der Abzweigleitung ein verstellbares Abzweigventil umfasst. Durch Verstellung des Abzweigventils wird es also möglich, den Anteil derjenigen durch die Verbrennungsluftförderanordnung geförderten Luft, der nicht in die Brennkammer geleitet werden soll, zu beeinflussen.
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Die Fördereffizienz der Verbrennungsluftförderanordnung kann dadurch gesteigert werden, dass die Abzweigleitung zu einer zur Verbrennungsluftförderanordnung führenden Verbrennungsluftaufnahmeleitung führt.
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Durch das Zurückspeisen des von der geförderten Verbrennungsluft abgezweigten Teils in einen Luftströmungsbereich stromaufwärts der Verbrennungsluftförderanordnung wird in diesem Bereich der Druck erhöht.
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Vorteilhafterweise ist der abgezweigte Teil der Verbrennungsluft veränderbar zwischen einer minimalen Abzweigmenge und einer maximalen Abzweigmenge, wobei die minimale Abzweigmenge 0 sein kann, was bedeutet, dass die gesamte geförderte Verbrennungsluft auch in die Brennkammer gelangt.
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Der abgezweigte Teil kann in Stufen veränderbar sein, wobei beispielsweise auch nur zwei Stufen vorhanden sein können, nämlich eine Stufe mit einer Abzweigungsmenge 0 und einer Stufe mit einer definierten von 0 verschiedenen Abzweigungsmenge. Alternativ können selbstverständlich auch mehrere Stufen zwischen der minimalen Abzweigmenge und der maximalen Abzweigmenge vorhanden sein, oder es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass zumindest in einem Abzweigmengenbereich eine kontinuierliche Veränderbarkeit der abgezweigten Menge erreichbar ist.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt kann vorgesehen sein, dass die Wärmetauscheranordnung bei einer Referenztemperatur des durch die Wärmeträgermediumförderanordnung zu fördernden Wärmeträgermediums ein Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen aufweist und dass die Brennkammerbaugruppe mit einer über dem Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen liegenden Nenn-Heizleistung betreibbar ist.
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Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass im Allgemeinen das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen einer Wärmetauscheranordnung, beispielsweise einer Gas/Gas-Wärmetauscheranordnung, mit sinkender Temperatur des Wärme aufnehmenden Mediums steigt. Dies bedeutet, dass eine Wärmetauscheranordnung, die auf ein bestimmtes Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen bei einer Referenztemperatur ausgelegt ist, bei einer unter der Referenztemperatur liegenden Temperatur des zu erwärmenden Mediums ein höheres Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen aufweist. Erfindungsgemäß wird dies dazu ausgenutzt, die Brennkammerbaugruppe grundsätzlich so auszugestalten, dass sie eine Nenn-Heizleistung aufweist, die über dem Nenn-Heizleistungsvermögen der Wärmetauscheranordnung bei der Referenztemperatur liegt. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, bei Temperaturen unter der Referenztemperatur die Brennkammerbaugruppe tatsächlich mit einer Heizleistung zu betreiben, die höher ist als das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung bei der Referenztemperatur, so dass tatsächlich auch eine größere Wärmemenge auf das zu erwärmende Wärmeträgermedium übertragen werden kann.
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Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen das bei einer jeweiligen Temperatur maximal erreichbare Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung ist, wobei als weitere Normierungsfaktoren beispielsweise eine definierte Temperatur der Wärmetauscheranordnung, von beispielsweise 300°C, angenommen werden kann bzw. eine definierte Förderrate des zu erwärmenden Wärmeträgermediums durch die Wärmetauscheranordnung hindurch. In entsprechender Weise bezeichnet eine Nenn-Heizleistung diejenige Heizleistung, die bei einer Brennkammerbaugruppe bzw. einem damit aufgebauten Heizgerät maximal erreichbar ist, also diejenige Heizleistung, die in der höchsten Heizleistungsstufe abrufbar ist.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Nenn-Heizleistung im Bereich von 20% bis 30%, vorzugsweise etwa 25%, über dem Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen liegt.
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Die Referenztemperatur kann im Bereich von 20 bis 25°C liegen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines vorangehend beschriebenen Heizgeräts. Dabei ist vorgesehen, dass der abgezweigte Teil der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von einem mit der Temperatur des vermittels der Wärmeträgermediumförderanordnung zu fördernden Wärmeträgermediums in Zusammenhang stehenden Temperaturwert verändert wird.
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Diese Vorgehensweise macht es möglich, zu berücksichtigen, dass bei niedrigerem Temperaturwert, also beispielsweise niedrigerer Temperatur des zu fördernden Wärmeträgermediums oder/und niedriger Umgebungstemperatur, die Wärmetauscheranordnung grundsätzlich ein höheres Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen aufweist. In einem derartigen Zustand kann also das Heizgerät mit höherer Heizleistung, also geringerem abgezweigten Teil der geförderten Heizluft betrieben werden, um einerseits eine hohe Heizleistung, andererseits auch eine hohe Förderrate des Wärmeträgermediums zu gewährleisten. Bei höherer Temperatur des zu erwärmenden Wärmeträgermediums hat die Wärmetauscheranordnung ein geringeres Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen. Bei nicht reduzierter Wärmeträgermediumförderrate kann in Anpassung daran die Heizleistung der Brennerbaugruppe dadurch verringert werden, dass ein größerer Teil der geförderten Verbrennungsluft abgezweigt wird und in Anpassung an den geringeren Anteil der in die Brennkammer geförderten Förderluft auch die Brennstoffförderrate gesenkt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 in prinzipartiger Darstellung ein Heizgerät für ein Fahrzeug;
- 2 aufgetragen über der Temperatur eines zu erwärmenden Wärmeträgermediums, das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen einer Wärmetauscheranordnung.
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Das in 1 allgemein mit 10 bezeichnete Fahrzeugheizgerät umfasst eine Brennerbaugruppe 12 mit einer daran ausgebildeten Brennkammer 14. Beispielsweise kann die Brennerbaugruppe 12 ein im Wesentlichen topfartiges Brennkammergehäuse aufweisen, dessen Innenoberfläche zumindest bereichsweise mit einem porösen Verdampfermedium ausgekleidet ist. Eine Brennstoffförderanordnung 16, beispielsweise Dosierpumpe, fördert flüssigen Brennstoff in Richtung Brennkammer. Bei Ausgestaltung mit einem porösen Verdampfermedium nimmt dieses den flüssigen Brennstoff auf, verteilt ihn in seinem Innenvolumenbereich durch Kapillarförderwirkung und gibt den Brennstoff in dampfartiger Konfiguration in die Brennkammer 14 ab. Eine Verbrennungsluftförderanordnung 18 umfasst ein beispielsweise als Förderrad 20 ausgebildetes Verbrennungsluftförderorgan. Dieses nimmt Luft von einer Verbrennungsluftaufnahmeleitung 22 auf und fördert diese Verbrennungsluft über eine Verbrennungsluftzuführleitung 24 in die Brennkammer.
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Eine Wärmetauscheranordnung 26 mit einem beispielsweise topfartig ausgebildeten Wärmetauschergehäuse nimmt die die Brennkammer 14 verlassenden Verbrennungsabgase A auf. Ein Teil der in den Verbrennungsabgasen A transportierten Verbrennungswärme wird in der Wärmetauscheranordnung 26 auf eine durch eine Heizluftförderanordnung 28 geförderte Heizluft HL übertragen. Die Heizluftförderanordnung 28 umfasst als Heizluftförderorgan ein Heizluftförderrad 30. Dieses nimmt über eine Heizluftaufnahmeleitung 32, beispielsweise eine Öffnung in einem Gehäuse des Heizgeräts 10, Heizluft auf und fördert diese über eine Heizluftzuführleitung 34 in Richtung zur Wärmetauscheranordnung. Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass, sofern im Kontext der vorliegenden Erfindung der Ausdruck „Leitung“ verwendet wird, diese nicht streng als rohrartiger Abschnitt oder dergleichen zu interpretieren ist. Vielmehr ist jeder zur Strömungsführung ausgebildete, kanalartige oder öffnungsartig ausgebildete Volumenbereich als „Leitung“ zu interpretieren.
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Ein Antriebsmotor 36, beispielsweise Elektromotor, treibt mit seiner Antriebswelle 38 die beiden Förderräder 20, 30 zur Drehung an. Dazu steht die Antriebswelle 38 an beiden Seiten über den Antriebsmotor 36 bzw. dessen Motorgehäuse über und trägt in ihren axialen Endbereichen jeweils eines der Förderräder 20, 30. Dies bedeutet, dass die Antriebswelle 38, das Verbrennungsluftförderrad 20 und das Heizluftförderrad 30 immer mit gleicher Drehzahl rotieren. Sofern in Zuordnung zu einem der Förderräder oder beiden ein Getriebemechanismus vorgesehen ist, besteht zumindest ein definiertes, grundsätzlich aber unveränderbares Verhältnis der Drehzahlen der beiden Förderräder 20, 30 zueinander. Dies bedeutet, dass eine Änderung der Drehzahl der Antriebswelle 38 eine entsprechende Änderung der Drehzahlen der beiden Förderräder 20 und 30 erzwingt.
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Bei dem in 1 veranschaulichten Aufbau eines Heizgeräts 10 ist in Zuordnung zur Verbrennungsluftförderanordnung 18 eine Abzweigleitung 40 vorgesehen. Diese zweigt von der Verbrennungsluftzuführleitung 24 ab und führt zurück zur Verbrennungsluftaufnahmeleitung 22. In der Verbrennungsluftabzweigleitung 40 ist ein veränderbares Abzweigventil 42 vorgesehen, das, entsprechend seiner Ventilstellung die Abzweigleitung 40 gegen Durchströmung sperrt oder zur Durchströmung mit ggf. auch veränderbarem Strömungsquerschnitt frei gibt.
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Ferner zeigt die 1 einen Temperatursensor 44, der beispielsweise die Temperatur der durch die Heizluftförderanordnung 28 zu fördernden Heizluft HL vor Eintritt in die Wärmetauscheranordnung 26 erfasst. Arbeitet das Gerät in einem Frischluftbetrieb, so entspricht diese Temperatur im Wesentlichen auch der Umgebungstemperatur, da die in der Wärmetauscheranordnung 26 zu erwärmende Heizluft HL dann als Frischluft von außen aufgenommen wird. Arbeitet das Heizgerät in einem Umluftbetrieb, so entspricht diese Temperatur im Wesentlichen derjenigen Temperatur, mit welcher die Heizluft aus dem Fahrzeuginnenraum abgezogen wurde. In einem Mischbetrieb ergibt sich selbstverständlich eine dem Volumenverhältnis von Frischluft zu Umluft entsprechende Mischtemperatur. Grundsätzlich könnte der Temperatursensor 44 auch zur Erfassung der Umgebungstemperatur angeordnet sein.
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Wie in 1 veranschaulicht, wird das Abzweigventil 42 beruhend auf der erfassten Temperatur angesteuert, d.h., in Abhängigkeit von dieser Temperatur kann der Teil der Verbrennungsluft VLT , welcher nicht als in der Brennkammer 14 tatsächlich zu verbrennende Luft VLB weiter zu fördern ist, von der durch die Verbrennungsluftförderanordnung 18 geförderten Verbrennungsluft eingestellt werden.
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Durch das Vorsehen der Verbrennungsluftabzweigleitung 40 mit dem Abzweigventil 42 wird es möglich, bei unveränderter Drehzahl des Verbrennungsluftförderrads 20, also unveränderter Ansteuerung des Antriebsmotors 36 und dementsprechend auch unveränderter Förderrate der Heizluftförderanordnung 28 die für die Verbrennung bereitgestellte Luftmenge VLB zu verändern. Durch entsprechende Änderung der Fördermenge der Brennstoffförderanordnung 16 kann dadurch eine Veränderung der Heizleistung erreicht werden, ohne dass damit zwangsweise auch eine Veränderung der Menge der geförderten Heizluft HL verbunden ist. Somit kann auch bei vergleichsweise geringen Heizleistungen mit großen Heizluftfördermengen gearbeitet werden, so dass das Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung 26 optimal ausgenutzt werden kann. Dies hat zur Folge, dass auch bei geringeren Heizleistungen eine größere Wärmemenge von den Verbrennungsabgasen A auf die Heizluft HL übertragen wird, was den Gesamtwirkungsgrad des Heizgeräts 10 erhöht.
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Die 2 zeigt aufgetragen über der Ansaugtemperatur der Heizluft, also der beispielsweise durch den Temperatursensor 44 erfassten Temperatur, das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung 26. Dieses Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen ist dasjenige Heizleistungsübertragungsvermögen, welches die Wärmetauscheranordnung bei einer jeweiligen Temperatur des zu erwärmenden Wärmeträgermediums, also der Heizluft, maximal bereitstellen kann. Beispielsweise kann die Wärmetauscheranordnung 26 bei einer Temperatur von etwa 0°C maximal eine Heizleistung von 6,5 kW von den Verbrennungsabgasen A auf die Heizluft HL übertragen. Bei einer Temperatur der Heizluft vor Einleitung in die Wärmetauscheranordnung von 25°C liegt dieses maximale Heizleistungsübertragungsvermögen, also das Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen, bei 6 kW, bei -40°C liegt dieses Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen bei etwa 7,4 kW. Daraus ist deutlich erkennbar, dass mit abnehmender Temperatur des zu erwärmenden Wärmeträgermediums grundsätzlich die Wärmetauscheranordnung 26 in der Lage ist, eine größere Wärmemenge zwischen den Verbrennungsabgasen und dem Wärmeträgermedium zu transferieren. Die in 2 dargestellte Kennlinie kann beispielsweise unter Vorgabe weiterer Randbedingungen, wie z.B. einer definierten Fördermenge des Wärmeträgermediums und einer definierten Wärmetauschertemperatur bestimmt werden.
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Diese Charakteristik einer Wärmetauscheranordnung 26 kann gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dadurch ausgenutzt werden, dass dann, wenn grundsätzlich gefordert ist, dass bei einer Referenztemperatur von beispielsweise 25°C eine Heizleistung von 6kW bereitstellbar sein muss, also auch auf das zu erwärmende Wärmeträgermedium übertragbar sein muss, einerseits die Wärmetauscheranordnung 26 so ausgelegt wird, dass sie ein Nenn-Heizleistungsvermögen aufweist, das für diese Referenztemperatur, also beispielsweise 25°C bei dem vorgegebenen Wert von beispielsweise 6 kW liegt. Die Nenn-Heizleistung des Heizgeräts 10 bzw. der Brennerbaugruppe 12 wird jedoch nicht so gewählt, dass sie ebenfalls bei 6kW liegt, d.h., dass in einer höchsten Heizleistungsstufe eine Heizleistung von etwa 6 kW bereitstellbar ist. Vielmehr wird durch konstruktive Auslegung dafür gesorgt, dass die Brennkammerbaugruppe mit einer Nenn-Heizleistung betrieben werden kann, die über der für die Referenztemperatur an sich geförderten Nenn-Heizleistung liegt. Beispielsweise kann die Nenn-Heizleistung um bis zu 25% über diesem für die Referenztemperatur geforderten Heizleistungswert und somit auch dem für die Referenztemperatur geforderten bzw. auch eingestellten Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung 26 liegen.
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Durch derartige „Überdimensionierung“ des Heizgeräts 10 bzw. der Brennkammerbaugruppe 12 wird es möglich, dass dann, wenn die Temperatur des zu erwärmenden Wärmeträgermediums im Bereich der Referenztemperatur liegt, bei dann unter der Nenn-Heizleistung liegender abgerufener Heizleistung gearbeitet wird. Somit wird gewährleistet, dass nicht mehr Heizleistung bereitgestellt wird, als die Wärmetauscheranordnung 26 bei der Referenztemperatur überhaupt zu übertragen in der Lage ist. Bei niedrigerer Temperatur des Wärmeträgermediums, d.h. der zu erwärmenden Heizluft, und dementsprechend höherem Nenn-Heizleistungsübertragungsvermögen der Wärmetauscheranordnung 26 kann die Brennkammerbaugruppe 12 mit einer höheren Heizleistung betrieben werden, als diese für die Referenztemperatur an sich gefordert ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass in der Wärmetauscheranordnung eine größere Wärmemenge von den Verbrennungsabgasen auf das zu erwärmende Wärmeträgermedium übertragen werden kann, wodurch eine schnellere Erwärmung beispielsweise eines Fahrzeuginnenraums ermöglicht wird.
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Besonders vorteilhaft kann eine derartige Auslegung der Wärmetauscheranordnung 26 bzw. des Heizgeräts 10 bei dem in 1 veranschaulichten Aufbau zum Einsatz gebracht werden. Durch die Möglichkeit, die Heizleistung zu variieren, ohne dabei die Drehzahl der beiden Förderräder 20, 30 verändern zu müssen, gestattet eine Anpassung der in der Brennkammer 14 bereitgestellten Heizleistung an die thermischen Bedingungen, insbesondere die Temperatur der zu erwärmenden Heizluft oder die Temperatur in einem Fahrzeuginnenraum, ohne dabei die Drehzahl des Heizluftförderrads 30 und somit die Förderrate der Heizluftförderanordnung 28 zu verändern.
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Beispielsweise kann das in 1 dargestellte Heizgerät 10 bei sehr niedriger Umgebungstemperatur so betrieben werden, dass die gesamte von der Verbrennungsluftförderanordnung 18 geförderte Verbrennungsluft VL in die Brennkammer 14 eingeleitet wird. In diesem Fall sperrt das Abzweigventil 42 die Verbrennungsluftabzweigleitung 40 vollständig ab, so dass der abgezweigte Teil VLT der Verbrennungsluft 0 ist. Das Heizgerät 10 bzw. die Brennkammerbaugruppe 12 können dabei beispielsweise mit maximaler Heizleistung, also mit Nenn-Heizleistung betrieben werden, die beispielsweise bei über 7 kW liegen kann. Da durch die Heizluftförderanordnung 30 eine vergleichsweise große Heizluftmenge durch die Wärmetauscheranordnung 26 hindurchgeführt wird, kann auch ein großer Teil der in den Verbrennungsabgasen A transportierten Wärmeenergie auf die Heizluft HL übertragen werden.
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Bei höherer Temperatur der Heizluft HL, beispielsweise auch höherer Umgebungstemperatur kann das Abzweigventil 42 so eingestellt werden, dass es einen von 0 verschiedenen Teil VLT der Verbrennungsluft VL abzweigt und in die Verbrennungsluftaufnahmeleitung 22 rückspeist. Bei dann aber unveränderter Förderrate der Heizluftförderanordnung 28 wird ein geringerer Teil VLB der Verbrennungsluft VL in die Brennkammer 14 geleitet. Bei entsprechend angepasster Fördermenge des Brennstoffs wird das Heizgerät 10 bzw. die Brennkammerbaugruppe 12 mit geringerer Heizleistung betrieben. Auf Grund der vergleichsweise großen Heizluftfördermenge wird dennoch in der Wärmetauscheranordnung 26 ein effizienter Wärmübertrag zwischen den Verbrennungsabgasen A und der Heizluft HL erreicht.
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Mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau bzw. der vorangehend beschriebenen Vorgehensweise wird es möglich, die Menge der geförderten Heizluft HL und die Menge der in die Brennkammer 14 tatsächlich eingespeisten Verbrennungsluft VLB voneinander weitestgehend unabhängig einzustellen, obgleich das Verbrennungsluftförderrad 20 und das Heizluftförderrad 30 von dem gemeinsamen Antriebsmotor 36 angetrieben werden, beispielsweise zur Rotation mit der gleichen Drehzahl. Dazu ist vorteilhafterweise das Abzweigventil 42 zumindest in einem Ansteuerbereich desselben kontinuierlich, also stufenlos veränderbar. Somit kann mit der vorangehend beschriebenen „Überdimensionierung“ des Heizgeräts 10 hinsichtlich seiner Nenn-Heizleistung auch erreicht werden, dass bei geringerer Heizluftförderrate, erreicht durch eine geringere Drehzahl des Heizluftförderrads 30, und damit einhergehend auch geringerer Drehzahl des Verbrennungsluftförderrads 20 durch beispielsweise vollständiges Absperren der Abzweigleitung 40 gleichwohl das Heizgerät 10 bzw. die Brennkammer 14 mit vergleichsweise hoher Heizleistung betrieben werden kann.
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Es sei abschließend darauf hingewiesen, dass die „Überdimensionierung“ des Heizgeräts 10 hinsichtlich der Betreibbarkeit der Brennkammerbaugruppe 12 mit höherer Nenn-Heizleistung dadurch erreicht werden kann, dass für die Verbrennungsluftförderanordnung 18 ein beispielsweise etwas größer als üblich dimensioniertes Verbrennungsluftförderrad 20 eingesetzt wird. Das Betreiben desselben mit einer vorgegebenen Drehzahl hat dann zur Folge, dass eine größere Menge der Verbrennungsluft VL in Richtung Brennkammer 14 gefördert wird, was dann zu begleiten ist durch eine entsprechend größere Brennstofffördermenge. Da bei dem in 1 gezeigten Aufbau der für das Antreiben des Verbrennungsluftförderrads 22 erforderliche Energieeinsatz deutlich geringer ist, als der zum Antreiben des Heizluftförderrads 30 erforderliche Energieeinsatz, führt der Umstand, dass bei größer dimensioniertem Verbrennungsluftförderrad grundsätzlich die Leistungsaufnahme im Antriebsmotor 36 etwas höher sein wird, im Vergleich zu der Gesamtleistungsaufnahme des Antriebsmotors 36 nur zu einer vergleichsweise geringen Zunahme des zum Betreiben der Heizluftförderanordnung 28 und der Verbrennungsluftförderanordnung 18 erforderlichen Energieaufwands. Dies bedeutet, dass eine „Überdimensionierung“ des Heizgeräts 10 grundsätzlich auch ohne bauliche Änderungen einer Brennkammerbaugruppe 12 erreicht werden kann. Die Möglichkeit, die Brennerbaugruppe 12 mit einer höheren Nenn-Heizleistung betreiben zu können, kann allein dadurch geschaffen werden, dass die Verbrennungsluftförderanordnung 18 zum Fördern einer größeren Verbrennungsluftmenge ausgebildet wird.
