DE102014209274A1 - Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abwärmesammelgehäuse, Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Wärme sowie Stationäre Anordnung, insbesondere Blockheizkraftwerk - Google Patents

Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abwärmesammelgehäuse, Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Wärme sowie Stationäre Anordnung, insbesondere Blockheizkraftwerk Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Wärme, wobei mittels eines Abwärmesammelgehäuses, welches zumindest einen Teil eines Abgaskrümmers und/oder zumindest einen Teil eines motorseitigen Abschnitts einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors umgibt, die im Abwärmesammelgehäuses enthaltene Luft erhitzt und die erhitzte Luft mittelbar oder unmittelbar zum Erwärmen von Luft, welche in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs eingeleitet wird, verwendet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abwärmesammelgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 21.
  • Es ist bereits bekannt, die im Abgas eines Verbrennungsmotors enthaltene Wärme zu nutzen. In diesem Zusammenhang sei bspw. auf die DE 10 2009 032 566 A1 verwiesen, welche ein Fahrzeug mit einem Abgaswärmetauscher beschreibt. Ein Abgaswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der einerseits von heißem Abgas und andererseits von Kühlmittel eines Verbrennungsmotors durchströmt ist. Der Abgaswärmetauscher ermöglicht eine teilweise „Wärmerückgewinnung” d. h. eine Wärmeübertragung vom heißen Abgas in das Kühlmittel des Verbrennungsmotors. Mittels eines Abgaswärmetauschers kann die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors verkürzt werden. Manche für sog. „Kaltländer” bestimmte Fahrzeuge werden mit Abgaswärmetauschern ausgestattet, um dadurch eine gewisse Heizungsunterstützung zu erreichen. Nachteilig an Abgaswärmetauschern ist u. a., dass sich dadurch im Vergleich zu Abgasanlagen ohne Abgaswärmetauscher der Abgasgegendruck verändert und stets ein gewisser „Heat Pickup” stattfinden muss, d. h. dass der Abgaswärmetauscher stets gekühlt werden muss, um eine Überhitzung zu vermeiden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug bzw. eine stationäre Anordnung zu schaffen, bei dem bzw. bei der in anderer Weise, d. h. nicht über einen Abgaswärmetauscher, von einem Verbrennungsmotor abgegebene Wärme genutzt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein entsprechendes Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Wärme anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 21 bzw. 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Wenngleich die Erfindung im Folgenden primär im Zusammenhang mit einem Fahrzeug beschrieben wird, sei ausdrücklich erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die Anwendung in oder im Zusammenhang mit Fahrzeugen beschränkt ist, sondern auch „stationär”, d. h. ortsfest eingesetzt werden kann, z. B. im Zusammenhang mit einem Blockheizkraftwerk.
  • Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abgaskrümmer, über den heißes, vom Verbrennungsmotor kommendes Abgas in einen „motorseitigen Abschnitt” einer Abgasanlage eingeleitet wird, Der Begriff „motorseitiger Abschnitt” der Abgasanlage umfasst insbesondere den Abschnitt zwischen dem Abgaskrümmer und einen sich an dem motorseitigen Abschnitt anschließenden, im Unterbodenbereich des Fahrzeugs verlaufenden Abschnitt der Abgasanlage.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, dass mittels eines „Abwärmesammelgehäuses”, welches zumindest einen Teil des Abgaskrümmers und/oder einen Teil eines motorseitigen Abschnitts der Abgasanlage umgibt bzw. umschließt, die im Abwärmesammelgehäuse befindliche Luft erhitzt wird. Der Begriff „Abwärmesammelgehäuses” ist breit auszulegen. Er ist nicht notwendigerweise auf ein „Gehäuse” beschränkt, sondern ganz allgemein im Sinne eines Luftleitelements zu interpretieren.
  • Durch das Abwärmesammelgehäuse ist zumindest einen Teil des Abgaskrümmers und/oder einen Teil eines motorseitigen Abschnitts der Abgasanlage thermisch und akustisch „gekapselt”. Diese Doppelfunktion (thermische und akustische Kapselung) ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, da dadurch der akustische Dämmaufwand (z. B. Dämmung der den Motorraum vom Fahrgastraum trennenden Stirnwand) verringert werden kann.
  • Vorzugsweise ist jedoch der Abgaskrümmer und/oder einen Teil eines motorseitigen Abschnitts der Abgasanlage möglichst vollständig durch das Abwärmesammelgehäuse gekapselt, da sich dadurch die Effizienz des Gesamtsystems verbessert.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass sie ohne einen „Eingriff” in die Abgasanlage an sich auskommt, d. h. die Abgasanlage muss nicht verändert werden.
  • Der Wärmeübergang vom Abgaskrümmer und/oder dem motorseitigen Abschnitt der Abgasanlage auf die im Abwärmesammelgehäuse befindliche Luft erfolgt primär über Wärmestrahlung und Konvektion. Gemäß der Erfindung wird also unmittelbar die Motorabwärme am sog. „Hot-End”, d. h. am Abgaskrümmer und/oder dem motornahen Abschnitt der Abgasanlage genutzt. Das „Hot-End” stellt den direktesten und ergiebigsten, d. h. effektivsten „Zugang” zur Motorabwärme dar. Mit dem erfindungsgemäßen Abwärmesammelgehäuse wird eine „systematische Kapselung” des Hot-End erreicht. Das Hot-End ist der stärkste Wärmestrahler im Motorraum eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Eine unmittelbare „Entwärmung” des Hot-End hat auch verschiedene Vorteile hinsichtlich der technischen Betriebssicherheit im Motorraum.
  • Gemäß der Erfindung wird die im Abwärmesammelgehäuse erhitzte Luft
    • – zum Erwärmen von in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs einzuleitender Luft und/oder
    • – zum Erwärmen von Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors und/oder
    • – zum Erwärmen von Motoröl des Verbrennungsmotors verwendet und/oder zum (bloßen) Entwärmen des Motorraums, wobei im letzten Fall die erhitzte, aus dem Abwärmesammelgehäuse kommende Luft in die Umgebung geleitet wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Luft-/Luftwärmetauscher vorgesehen, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse erhitzten Luft an die in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs einzuleitende Luft übertragbar ist. Die über das Abwärmesammelgehäuse „rückgewonnene” Motorabwärme kann also zum Heizen der Fahrgastraumluft verwendet werden. Der Luft-/Luftwärmetauscher kann unmittelbar im sog. Klimamodul bzw. Klimagerät des Fahrzeugs, d. h. auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Stirnwand (Trennwand zwischen dem Fahrgastraum und dem Motorraum) angeordnet sein. Mittels eines derartigen Luft-/Luftwärmetauschers kann eine relativ spontan ansprechende Heizung dargestellt werden bzw. die über das Kühlsystem des Verbrennungsmotors bereitgestellte Heizleistung kann erhöht werden, was insbesondere für sog. „Kaltlandfahrzeuge” von Vorteil ist. Auch für moderne Dieselfahrzeuge, die im Vergleich zu Fahrzeugen mit Ottomotoren relativ wenig Wärme über das Kühlsystem abgeben, ist ein derartiger Luft-/Luftwärmetauscher als Heizungsunterstützung von Vorteil.
  • Alternativ oder ergänzend zu einem Luft-/Luftwärmetauscher kann ein Luft-/Kühlmittelwärmetauscher vorgesehen sein, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse erhitzten Luft an ein Kühlmittel eines Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors übertragbar ist. Mittels eines derartigen Luft-/Kühlmittelwärmetauschers ist ein Transfer von Wärme aus dem Hot-End-Bereich des Verbrennungsmotors in das Kühlmittel des Verbrennungsmotors möglich, was die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors deutlich verkürzt und sich günstig auf den Schadstoffausstoß auswirkt.
  • Alternativ oder ergänzend zu einem Luft-/Luftwärmetauscher bzw. einem Luft-/Kühlmittelwärmetauscher kann ein Luft-/Ölwärmetauscher vorgesehen sein, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse erhitzten Luft an Öl eines Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors, d. h. an das Motoröl des Verbrennungsmotors, übertragbar ist. Auch auf diese Weise kann die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors durch Wärmerückgewinnung aus dem Hot-End-Bereich verkürzt werden.
  • Da das Abwärmesammelgehäuse zumindest einen Teil des Krümmers oder den gesamten Abgaskrümmer und/oder einen Teil des motorseitigen bzw. motornahen Abschnitts der Abgasanlage umschließt, wirkt das Abwärmesammelgehäuse auch als Schalldämpfer. Der Hot-End-Bereich wird also in gewissem Maße durch das Abwärmesammelgehäuse akustisch gekapselt. Die bislang erforderlichen und üblichen akustischen Dämpfungsmaßnahmen werden damit zumindest zum Teil obsolet. Von Vorteil ist es, wenn das Abwärmesammelgehäuse mit einer entsprechend temperaturbeständigen, schalldämmenden Schicht beschichtet oder überzogen ist.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Katalysator der Abgasanlage innerhalb des Abwärmesammelgehäuses angeordnet. Bei dem Katalysator kann es sich bspw. um einen NOx-Speicherkatalysator, einen SCR-Katalysator (Katalysator zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion) o. ä. handeln.
  • Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass ein Abgasturbolader oder zumindest ein turbinenseitiger Bereich des Abgasturboladers innerhalb des Abwärmesammelgehäuses angeordnet ist.
  • Der motorseitige oder motornahe Abschnitt der Abgasanlage ist mit einem in einem Unterbodenbereich des Fahrzeugs sich erstreckenden Abschnitt der Abgasanlage verbunden. Als motorseitiger bzw. motornaher Abschnitt der Abgasanlage wird derjenige Abschnitt der Abgasanlage bezeichnet, der sich zwischen dem Abgaskrümmer und dem Unterbodenbereich des Fahrzeugs erstreckt. Es kann vorgesehen sein, dass sich das Abwärmesammelgehäuse über die gesamte Länge des motorseitigen oder motornahen Abschnitts der Abgasanlage erstreckt. Anders ausgedrückt kann vorgesehen sein, dass sich das Abwärmesammelgehäuse bis an den sich im Unterbodenbereich des Fahrzeugs erstreckenden Abschnitt der Abgasanlage heran erstreckt.
  • Aus thermischen Gründen kann vorgesehen sein, dass das Abwärmesammelgehäuse zumindest zu einem Teil, insbesondere zu einem Großteil, aus Metallblech hergestellt ist. Alternativ dazu kann das Abwärmesammelgehäuse auch aus einem hinreichend temperaturbeständigen Kunststoffmaterial hergestellt sein.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Abwärmesammelgehäuse einen Lufteinlass auf, über den Luft aus der Umgebung bzw. aus einem Motorraum des Fahrzeugs in das Abwärmesammelgehäuse einströmen kann. Die im Motorraum befindliche Luft ist nach Erreichen der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors warmer als die Umgebungsluft und wird nach dem Einströmen in das Abwärmesammelgehäuse vom Hot-End, d. h. vom Abgaskrümmer und/oder dem motorseitigen oder motornahen Abschnitt der Abgasanlage, weiter erhitzt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Abwärmesammelgehäuse einen ersten Luftauslass für erhitzte Luft auf. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Luftauslass in Fluidverbindung mit dem Luft-/Luftwärmetauscher und/oder dem Luft-/Kühlmittelwärmetauscher und/oder dem Luft-/Ölwärmetauscher steht.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Abwärmesammelgehäuse einen zweiten Luftauslass auf, über den im Abwärmesammelgehäuse erhitzte Luft unter Umgehung des ersten Luftauslasses unmittelbar (ungenutzt) in die Umgebung abführbar ist. Dies ist dann sinnvoll, wenn kein Bedarf besteht, Wärme über einen Luft-/Luftwärmetauscher auf die in den Fahrgastraum einzuleitende Luft zu übertragen bzw. wenn kein Bedarf besteht, rückgewonnene Wärme in das Kühlmittel bzw. das Motoröl des Verbrennungsmotors einzuleiten. Über den zweiten Luftauslass kann also unmittelbar der Motorraum entwärmt werden (wodurch sich die thermische Betriebssicherheit verbessert), ohne dass Wärme dem Kühlmittel bzw. dem Motoröl des Verbrennungsmotors oder dem Fahrgastraum Luft zugeführt wird. Die aus dem Abwärmesammelgehäuse über den zweiten Luftauslass abströmende Luft kann unmittelbar nach unten in Richtung zur Fahrbahn aus dem Fahrzeug ausgeleitet werden. Der Betriebszustand „Entwärmung des Motorraums” dürfte für eine Vielzahl oder die Mehrzahl der Betriebszustände eines Fahrzeugs die bevorzugte Anwendung der Erfindung sein.
  • Ferner kann ein Gebläse vorgesehen sein, welches in dem Abwärmesammelgehäuse eine in Richtung des ersten und/oder des zweiten Luftauslasses gerichtete Luftströmung erzeugt. Anders ausgedrückt kann mittels eines derartigen Gebläses Luft über den Lufteinlass des Abwärmesammelgehäuses eingesaugt oder über den Lufteinlass Luft eingeblasen werden. Wie bereits angedeutet, kann die Luft aus der Umgebung bzw. aus dem Motorraum des Fahrzeugs in das Abwärmesammelgehäuse eingesaugt bzw. eingeblasen werden. Das Gebläse kann innerhalb des Abwärmesammelgehäuses angeordnet sein. Alternativ dazu kann es auch im Bereich des Lufteinlasses angeordnet sein.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die im Abwärmesammelgehäuse erhitzte und über den Luft-/Luftwärmetauscher und/oder den Luft-/Kältemittelwärmetauscher und/oder den Luft-/Ölwärmetauscher geleitete und darin entwärmte Luft über einen Abluftkanal an die Umgebung abgeführt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine mittels einer Aktuatorik steuerbare Ventil- oder Klappenanordnung vorgesehen, wobei in Abhängigkeit von der Stellung der Ventil- oder Klappenanordung
    • – der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse kommende Luftstrom über den ersten Luftauslass und den Luft-/Luftwärmetauscher und/oder den Luft-/Kühlmittelwärmetauscher und/oder den Luft-/Ölwärmetauscher abströmt, oder
    • – der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse kommende erhitzte Luftstrom unter Umgehung des ersten Luftauslasses (ungenutzt) in die Umgebung geleitet wird, oder
    • – ein erster Teilvolumenstrom des aus dem Abwärmesammelgehäuse kommenden erhitzten Luftstroms über den ersten Luftauslass abströmt und ein zweiter Teilvolumenstrom des aus dem Abwärmesammelgehäuse kommenden erhitzten Luftstroms unter Umgehung des ersten Luftauslasses (ungenutzt) in die Umgebung abströmt.
  • Die Aktuatorik und/oder die Ventil- oder Klappenanordnung muss nicht in unmittelbarer thermischer Verbindung mit der Abgasanlage stehen, was die thermische Auslegung der Aktuatorik und der Ventil- oder Klappenanordnung vereinfacht.
  • Den gesamten aus dem Abwärmesammelgehäuse kommenden Luftstrom über den ersten Luftauslass zu leiten, ist sinnvoll, wenn die rückgewonnene Wärme zur Beheizung der Fahrgastraumluft und/oder des Kühlmittels und/oder des Motoröls des Verbrennungsmotors genutzt werden soll. Den gesamten, aus dem Abwärmesammelgehäuse kommenden Luftstrom unter Umgehung des ersten Luftauslasses direkt in die Umgebung zu leiten, ist sinnvoll, wenn kein Bedarf besteht, Fahrgastraumluft bzw. Kühlmittel oder Motoröl des Verbrennungsmotors zu erwärmen und der Motorraum entwärmt werden soll.
  • Der oben beschriebene „Mischbetrieb” (dritter Aufzählungsstrich) kann sinnvoll sein, wenn sowohl der Motorraum entwärmt werden soll als auch die Fahrgastraumluft beheizt und/oder das Kühlmittel des Verbrennungsmotors oder das Motoröl des Verbrennungsmotos erwärmt werden soll.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Aktuatorik, mittels der die Ventil- oder Klappenanordung steuerbar ist, einen elektrischen Stellantrieb auf.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ventil- oder Klappenanordung eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse kommende Luftstrom unter Umgehung des ersten Luftauslasses in die Umgebung geleitet wird. Die Ventil- oder Klappenanordung kann bspw. mittels einer Federanordung in die unbetätigte Grundstellung vorgespannt sein. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einer Störung oder einem Ausfall der Aktuatorik die Ventil oder Klappeneinrichtung in die unbetätigte Grundstellung übergeht.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, ist Gegenstand der Erfindung nicht nur ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abwärmesammelgehäuse, sondern auch ein entsprechendes Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Wärme, wobei mittels eines Abwärmesammelgehäuses, welches zumindest einen Teil eines Abgaskrümmers und/oder zumindest einen Teil eines motorseitigen Abschnitts einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors umgibt, die im Abwärmesammelgehäuse enthaltene Luft erhitzt und die erhitzte Luft mittelbar oder unmittelbar zum Erwärmen von Luft, welche in den Fahrgastraum des Fahrzeugs eingeleitet wird, verwendet wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung im Zustand „Warmlaufmotor”;
  • 2 das erfindungsgemäße System im Zustand „Heizen Fahrzeug Innenraum”; und
  • 3 das erfindungsgemäße System im Zustand „Entwärmen Motorraum”.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 eines hier nicht näher dargestellten Fahrzeugs. An dem Verbrennungsmotor 1 ist ein Abgaskrümmer 2 angeflanscht. Über den Abgaskrümmer 2 wird aus den einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors 1 kommendes Abgas in eine Abgasanlage 3 eingeleitet.
  • Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der gesamte Abgaskrümmer 2 und ein motorseitiger Abschnitt 3a der Abgasanlage 3 von einem Abwärmesammelgehäuse 4 umgeben. Der Abgaskrümmer 2 und der motornahe bzw. motorseitige Abschnitt 3a der Abgasanlage sind also von dem Abwärmesammelgehäuse 4 „eingekapselt”. Der Abgaskrümmer 2 und der motorseitige bzw. motornahe Abschnitt 3a der Abgasanlage 3 werden auch als „Hot-End” bezeichnet. In dem motorseitigen Abschnitt 3a der Abgasanlage 3 ist ein Abgasturbolader 5 und ein Abgaskatalysator 6 angeordnet.
  • Sowohl der Abgaskrümmer 2 als auch der Abgasturbolader 5 und der Katalysator 6 erreichen im Betrieb des Verbrennungsmotors Temperaturen von mehreren 100°C (bis zu 750°C). Dadurch wird die im Abwärmesammelgehäuse 4 befindliche Luft stark erhitzt.
  • Das Abwärmesammelgehäuse 4 weist einen Lufteinlass 7 auf, über den Luft aus einem Motorraum des Fahrzeugs in das Abwärmesammelgehäuse 4 einströmen kann, was durch einen Pfeil 8 angedeutet ist.
  • Das Abwärmesammelgehäuse 4 weist ferner einen ersten Luftauslass 9 auf. Über den ersten Luftauslass 9 und einen Luftkanal 10 kann im Abwärmesammelgehäuse 4 erhitzte Luft durch einen Luft-/Kühlmittelwärmetauscher 11 strömen. Über den Luft-/Kühlmittelwärmetauscher findet eine thermische Kopplung mit einem hier nicht näher dargestellten Kühlmittelkreis des Verbrennungsmotors statt. Über einen Anschluss 18 strömt Kühlmittel zu. Über einen Anschluss 19 strömt erwärmtes Kühlmittel ab. Nach der Wärmeabgabe an das Kühlmittel entwärmte Luft wird über einen Abluftkanal 12 und eine Abluftklappe 13 an die Umgebung abgeführt, was durch einen Pfeil 14 symbolisiert ist.
  • Das Abwärmesammelgehäuse 4 weist ferner einen zweiten Luftauslass 15 und eine damit zusammenwirkende Abluftklappe 16 auf, die in der in 1 gezeigten Stellung geschlossen ist. In der in 1 gezeigten Stellung wird also der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse 4 abströmende heiße Luftstrom über den Luft-/Kühlmittelwärmetauscher 11 in die Umgebung geleitet, wobei Wärme in das Kühlmittel des Verbrennungsmotors eingespeichert wird.
  • Die durch die beiden Abluftklappen 13, 16 gebildete Klappenanordnung kann mittels eines Aktors 17 verschwenkt werden. Bei dem Aktor 17 kann es sich bspw. um einen Elektromotor handeln. Durch Verschwenken der Abluftklappen 13, 16 kann der Abluftkanal 12 verschlossen und der zweite Luftausgang 15 geöffnet werden, in diesem Fall würde die gesamte im Abwärmesammelgehäuse 4 erhitzte Luft unmittelbar über den zweiten Luftauslass 15 in die Umgebung abströmen, was in 3 gezeigt ist.
  • 3 zeigt also den Betriebszustand „Entwärmen Motorraum”.
  • 2 zeigt den Betriebszustand „Heizen Fahrzeug Innenraum”. In diesem Betriebszustand strömt im Abwärmesammelgehäuse 4 erhitzte Luft über den ersten Luftauslass 9 in einen Luft-/Luftwärmetauscher 11a. Der Luft-/Luftwärmetauscher 11a wird außer von der aus dem Abwärmesammelgehäuse 4 kommenden erhitzten Luft von zu erwärmender Luft 20 durchströmt. Im Luft-/Luftwärmetauscher 11a wird die zu erwärmende Luft 20 erwärmt, was durch den Pfeil 21 dargestellt ist. Die erwärmte Luft wird anschließend in den Fahrgastraum des Fahrzeugs eingeblasen. Die im Luft-/Luftwärmetauscher 11a entwärmte Luft wird über den Abluftkanal 12 und die Abluftklappe 13 in die Umgebung geleitet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009032566 A1 [0002]

Claims (22)

  1. Fahrzeug mit – einem Verbrennungsmotor (1), – einem Abgaskrümmer (2), über den heißes, vom Verbrennungsmotor (1) kommendes Abgas in einen motorseitigen Abschnitt (3a), einer Abgasanlage (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Abgaskrümmers (2) und/oder ein Teil des motorseitigen Abschnitts (3a) der Abgasanlage (3) von einem Abwärmesammelgehäuse (4) umgeben ist, wobei in dem Abwärmesammelgehäuse (4) befindliche Luft durch Abwärme des Abgaskrümmers (2) und/oder des motorseitigen Abschnitts (3a) der Abgasanlage (3) erhitzt wird.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abwärmesammelgehäuse (4) erhitzte Luft – zum Erwärmen von in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs einzuleitender Luft (20, 21) und/oder – zum Erwärmen von Kühlflüssigkeit (18, 19) des Verbrennungsmotors und/oder zum Erwärmen von Motoröl des Verbrennungsmotors (1) und/oder zum Entwärmen eines Motorraums des Fahrzeugs in die Umgebung geleitet wird.
  3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luft-/Luftwärmetauscher (11a) vorgesehen ist, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse (4) erhitzten Luft an die in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs einzuleitende Luft (20, 21) übertragbar ist.
  4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luft-/Kühlmittelwärmetauscher (11) vorgesehen ist, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse (4) erhitzten Luft an ein Kühlmittel (18, 19) eines Kühlmittelkreislaufs des Verbrennungsmotors (1) übertragbar ist.
  5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luft-/Ölwärmetauscher vorgesehen ist, über den Wärme von der im Abwärmesammelgehäuse (4) erhitzenden Luft an ein Öl eines Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors (1) übertragbar ist.
  6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Katalysator (6) der Abgasanlage (3) innerhalb des Abwärmesammelgehäuses (4) angeordnet ist.
  7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgasturbolader (5) oder zumindest ein turbinenseitiger Bereich des Abgasturboladers (5) innerhalb des Abwärmesammelgehäuses (4) angeordnet ist.
  8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der motorseitige Abschnitt (3a) der Abgasanlage (3) mit einem in einem Unterbodenbereich des Fahrzeugs sich erstreckenden Abschnitt der Abgasanlage (3) verbunden ist, wobei sich das Abwärmesammelgehäuse (4) über die gesamte Länge des motorseitigen Abschnitts (3a) der Abgasanlage (3) erstreckt.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwärmesammelgehäuse (4) bis an den sich im Unterbodenbereich des Fahrzeugs erstreckenden Abschnitt der Abgasanlage (3) heranreicht.
  10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwärmesammelgehäuse (4) mindestens zu einem Teil, insbesondere zu einem Großteil, aus einem Metallblech hergestellt ist.
  11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwärmesammelgehäuse (4) einen Lufteinlass (7) für zu erhitzende Luft aufweist.
  12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwärmesammelgehäuse einen ersten Luftauslass (9) für erhitzte Luft aufweist.
  13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftauslass (9) in Fluidverbindung mit dem Luft-/Luftwärmetauscher (11a) und/oder dem Luft-/Kühlmittelwärmetauscher (11) und/oder dem Luft-/Ölwärmetauscher steht.
  14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwärmesammelgehäuse (4) einen zweiten Luftauslass (15) aufweist, über den im Abwärmesammelgehäuse (4) erhitzte Luft unter Umgehung des ersten Luftauslasses (9) ungenutzt an die Umgebung abführbar ist.
  15. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse vorgesehen ist, welches in dem Abwärmesammelgehäuse (4) eine in Richtung des ersten und/oder des zweiten Luftauslasses (9, 15) gerichtete Luftströmung erzeugt.
  16. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Luft-/Luftwärmetauscher (11a) oder dem Luft-/Kühlmittelwärmetauscher (11) oder dem Luft-/Ölwärmetauscher kommende, entwärmte Luft über einen Abluftkanal (12) an die Umgebung abführbar ist.
  17. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels einer Aktuatorik (17) steuerbare Ventil- oder Klappenanordung (13, 16) vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit von der Stellung der Ventil- oder Klappenanordnung (13, 16) – der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse (4) kommende Luftstrom über den ersten Luftauslass abströmt, oder – der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse (4) kommende Luftstrom unter Umgehung des ersten Luftauslasses (9) in die Umgebung abströmt, oder – ein erster Teilvolumenstrom des aus dem Abwärmesammelgehäuses (4) kommenden Luftstroms über den ersten Luftauslass (9) abströmt und ein zweiter Teilvolumenstrom des aus dem Abwärmesammelgehäuse (4) kommenden Luftstroms unter Umgehung des ersten Luftauslasses (9) in die Umgebung abströmt.
  18. Fahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorik (17) einen elektrischen Stellantrieb aufweist.
  19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil- oder Klappenanordnung (13, 16) eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der der gesamte aus dem Abwärmesammelgehäuse (4) kommende Luftstrom unter Umgehung des ersten Luftauslasses (9) in die Umgebung abströmt.
  20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Dieselmotor oder ein Ottomotor ist.
  21. Verfahren zum Nutzen eines Teils der von einem Verbrennungsmotor (1) abgegebenen Wärme, wobei mittels eines Abwärmesammelgehäuses (4), welches zumindest einen Teil eines Abgaskrümmers (2) und/oder zumindest einen Teil eines motorseitigen Abschnitts (3a) einer Abgasanlage (3) des Verbrennungsmotors (1) umgibt, die im Abwärmesammelgehäuses (4) enthaltene Luft erhitzt und die erhitzte Luft mittelbar oder unmittelbar zum Erwärmen von Luft, welche in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs eingeleitet wird, verwendet wird.
  22. Stationäre Anordnung, insbesondere Blockheizkraftwerk, mit – einem Verbrennungsmotor (1), – einem Abgaskrümmer (2), über den heißes, vom Verbrennungsmotor (1) kommendes Abgas in einen motorseitigen Abschnitt (3a), einer Abgasanlage (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Abgaskrümmers (2) und/oder ein Teil des motorseitigen Abschnitts (3a) der Abgasanlage (3) von einem Abwärmesammelgehäuse (4) umgeben ist, wobei in dem Abwärmesammelgehäuse (4) befindliche Luft durch Abwärme des Abgaskrümmers (2) und/oder des motorseitigen Abschnitts (3a) der Abgasanlage (3) erhitzt wird.
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