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Hintergrund
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Brennheizgerät mit einem
Wärmeübertrager
zum Abführen
der an einem Brenner erzeugten Wärmeenergie,
für ein
Fahrzeug mit einer Klimabox in einer Klimaanlage. Ferner betrifft
die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Klimabox in einer Klimaanlage
und mit einem derartigen Brennheizgerät.
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Mobile Brennheizgeräte der oben
genannten Art werden als Luftheizgeräte bei Fahrzeugen, wie beispielsweise
Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Bussen oder Schiffen, eingesetzt.
Sie dienen in der Regel zum Beheizen eines Fahrzeugraums.
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Aus
DE 100 16 664 A1 ,
DE 199 09 663 A1 ,
DE 198 06 880 A1 und
DE 197 31 908 A1 sind
Heizungs- und Klimaanlagen für
Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen in einer Klimabox der Klimaanlage eine
elektrisch betriebene Zusatzheizung bzw. ein elektrischer Heizkörper angeordnet
sind. Solche elektrischen Zusatzheizungen weisen nur eine begrenzte
Heizleistung auf. Für
den Betrieb der elektrischen Zusatzheizung muss elektrischer Strom
von einer Batterie oder einem Generator bereitgestellt werden, so
dass die Zusatzheizung nur begrenzt als Standheizung unabhängig vom
Betrieb eines Fahrzeugmotors verwendet werden kann.
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Aus
DE 100 36 776 A1 ist eine Einrichtung zur
Klimatisierung eines Innenraums mit Klimagerät und Luftheizgerät insbesondere
für ein
Kraftfahrzeug bekannt, bei der das Luftheizgerät mit seiner Heizluftführung einerseits
an einem Luftzufuhrkasten und andererseits an einem mantelseitigen
Lufteingang einer Doppeldüse
angeschlossen ist. Das Luftheizgerät ist ein herkömmliches
motorunabhängig
betreibbares Standheizgerät
oder ein Zuheizgerät
eines Kraftfahrzeuges, das mit einem Brenner und einem Heizluftfördergebläse versehen
ist.
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Zugrunde liegende
Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Fahrzeug mit einem eingangs genannten Heizgerät zur Verfügung zu stellen, bei dem auf
vergleichsweise kostengünstige
und besonders raumsparende Weise insbesondere eine Standklimatisierung und/oder
eine Zusatzbeheizung eines Fahrzeugraumes möglich ist.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem
eingangs genannten Brennheizgerät
gelöst,
bei dem der Wärmeübertrager
des Brennheizgerätes zum
Anordnen innerhalb der Klimabox angepasst ist. Die Aufgabe ist ferner
mit einem Fahrzeug gelöst, das
mit einem derartigen Brennheizgerät ausgestattet ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass
das für
eine Standklimatisierung und/oder eine Zusatzbeheizung erforderliche
Brennheizgerät
besonders raumsparend im Wesentlichen im Bauraum einer ohnehin vorhandenen
Klimabox einer Klimaanlage untergebracht werden kann. Bei dieser
Art der Anordnung kann auf Halterungen und gegebenenfalls auf Gehäuseteile
für das
Brennheizgerät
verzichtet werden.
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Darüber hinaus kann bei entsprechend
geschickter Anordnung in der Klimabox der Wärmeübertrager des erfindungsgemäßen Brennheizgerätes mit
Hilfe eines Gebläses
der Klimaanlage angeströmt werden,
um Heizluft durch den Wärmeübertrager
hindurch in einen Fahrzeugraum zu fördern. Bei derart geschickter
Anordnung in der Klimabox kann auf ein Heizluftgebläse am Brennheizgerät verzichtet
werden.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung birgt den Vorteil,
dass am Brennheizgerät
nur noch ein Gebläsemotor
für ein
Brennluftgebläse
vorzusehen ist. Dieser Gebläsemotor
kann eine vergleichsweise geringe Leistung bei zugleich erhöhter Lebensdauer
aufweisen. Die Gestaltung führt
zu einer Bauraum-Reduzierung und ferner zu einer Verringerung der
Stromaufnahme aufgrund eines höheren
Wirkungsgrades des Gebläses
der Klimaanlage im Vergleich zu einem Heizluftgebläse eines
herkömmlichen
Brennheizgerätes.
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Das Gebläse der Klimaanlage weist eine
besonders hohe Gebläseleistung
auf, so dass erfindungsgemäß für ein schnelles
Entfrosten und eine optimale Luftschichtung im Fahrzeugraum gesorgt ist.
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Die Anordnung des Brennheizgerätes in der Klimabox
führt auch
zu einer besseren Schalldämmung
des Brennheizgerätes
und damit zu einem verringerten Schallpegel während des Betriebs des Brennheizgerätes.
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Erfindungsgemäß ist ferner die Gefahr eines Überdrückens des
Heizluftgebläses
am Brennheizgerät
vermieden und die Elektronik zum Schutze des Brennheizgerätes gegen
ein solches Überdrücken kann
daher entfallen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Brennheizgerätes ist
der Wärmeübertrager
druckseitig von einem Gebläse
der Klimaanlage des Fahrzeugs, insbesondere in Strömungsrichtung
der Heizluft nach einem Verdampfer und/oder einem Hauptwärmeübertrager
der Klimaanlage, anzuordnen.
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Alternativ kann der Wärmeübertrager
saugseitig von einem Gebläse
der Klimaanlage des Fahrzeugs, insbesondere in Strömungsrichtung
der Heizluft vor und/oder nach einem Verdampfer und/oder einem Hauptwärmeübertrager
der Klimaanlage, anzuordnen sein. Die gewählten Gestaltungen führen je nach
Gestalt der Klimabox zu einer vorteilhaften gemeinsamen Nutzung
von Luftführungskanälen und -klappen.
Ferner kann der vorhandene Bauraum optimal genutzt werden. Gegebenenfalls
ist eine Umluft- und/oder Frischluftsteuerung für das Brennheizgerät möglich.
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Das erfindungsgemäße Brennheizgerät ist vorteilhaft
mit einem Brenner versehen, der mit einem Brennerkopf ausgestattet
ist, wie er bei einem herkömmlichen
Brennheizgerät
mit Wasser als Wärmeträger am Wärmeübertrager
verwendet wird. Als Brenner kann beispielsweise ein Venturi-Brenner
dienen. Bekannte Brennköpfe
weisen den Vorteil auf, dass sie nahezu verschleißfrei sind,
dass Gleichteile verwendet werden können und dass für eine effiziente
Verbrennung gesorgt ist, ohne dass zusätzlicher Entwicklungsaufwand
erforderlich wäre.
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Die erfindungsgemäße Trennung von Brennluftgebläse und Heizluftgebläse führt ferner
dazu, dass auf der Basis des nun zweckgebundenen Brennluftgebläses eine
besonders genau geregelte Verbrennung erzielt werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist in wärmetechnischer
Hinsicht ein Brennheizgerät,
bei dem der Brenner mit einem Brennerkopf versehen ist, der außerhalb
der Klimabox anzuordnen ist. Der Brennerkopf führt seine Wärme in die Klimabox ab, während er selbst
für Zu-
und Ableitungen gut zugänglich
ist.
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Vorteilhaft ist es ferner, wenn der
Wärmeübertrager
des Brennheizgerätes
als so genannter Querstromwärmeübertager
in der Klimabox angeordnet ist. Dabei ist der Brenner mit einem
Brennerkopf und mit einem Brenngasaustritt versehen, wobei der Brennerkopf
auf der dem Brenngasaustritt gegenüberliegenden Seite des Wärmeübertragers
am Brennheizgerät
angeordnet ist. Mit dieser Gestalt eines Wärmeübertragers ist eine raumsparende,
strömungstechnisch
besonders günstige
und zugleich hinsichtlich verschiedener Typen besonders einfach zu
modifizierende Form eines Wärmeübertragers
geschaffen.
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Der Querstromwärmeübertrager ist vorteilhaft im
Wesentlichen als ein länglicher
Hohlkörper gestaltet
ist, der sich quer zur Strömungsrichtung
von Heizluft durch die Klimabox erstreckt.
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Eine besonders variabel zu modifizierende Form
eines solchen Wärmeübertragers
kann gebildet werden, indem der Hohlkörper mit Rippen bzw. Lamellen
versehen ist, die sich im Wesentlichen in Strömungsrichtung der Heizluft
erstrecken.
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Die Geometrie des Wärmeübertragers
kann außen
variabel an die Form der Klimabox angepasst sein, indem der Hohlkörper aus
einem standardisierten Innenteil gebildet ist, auf dem typabhängig gestaltete
Rippen angeordnet sind.
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Damit bei laufendem Brennheizgerät sicher für eine Förderung
von Heizluft gesorgt ist, kann ein Steuergerät am Brennheizgerät vorgesehen
sein, das die Drehzahl eines Gebläses der Klimaanlage des Fahrzeugs
steuern kann. Das Steuergerät
kann dabei eine integrierte Elektronik-Schnittstelle aufweisen,
mittels der das Brennheizgerät
die Klimaanlage ansteuern kann. So kann beispielsweise eine Standheizfunktion
realisiert werden und/oder die Klimaanlage das Brennheizgerät ansteuern,
damit beispielsweise eine Zuheizfunktion gewährleistet wird. Die Fahrt-
und Standheizfunktionen können
gegebenenfalls vorteilhaft über
ein gemeinsames Bedienelement angewählt werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele eines
erfindungsgemäßen Heizgerätes anhand
der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
Prinzipskizze eines in einem Fahrzeug angeordneten Heizgerätes gemäß dem Stand
der Technik,
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2 eine
Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer
Klimabox,
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3 eine
Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer
Klimabox,
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4 eine
Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß 3, und
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5 einen
Längsschnitt
des erfindungsgemäßen Heizgerätes gemäß 3.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein herkömmliches
Brennheizgerät 10 dargestellt,
das an eine Klimabox 12 einer weiter nicht dargestellten
Klimaanlage eines Fahrzeugs in Gestalt eines Lastkraftwagens angeschlossen
ist.
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Die Klimabox 12 weist einen
ersten Lufteintritt 14 auf, dem in Strömungsrichtung von einzusaugender
Umgebungsluft ein Verdampfer 16 und ein Gebläse 18 folgen.
Dem Gebläse 18 ist
ein Hauptwärmeübertrager 20 nachgeschaltet.
Der Verdampfer 16 dient zum Kühlen der vom Gebläse 18 angesaugten
Luft, während
mittels des Hauptwärmeübertragers 20 die
Luft durch Abwärme
eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors erwärmt werden kann. In Strömungsrichtung
hinter dem Hauptwärmeübertrager 20 ist
eine Luftverteilerkammer 22 angeordnet, von der aus ein
erster und ein zweiter Luftaustritt 26 bzw. 28 in einen
nicht dargestellten Fahrzeugraum führen.
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Das Brennheizgerät 10 ist seitlich
neben der Klimabox 12 angeordnet und weist einen eigenen zweiten
Lufteintritt 28 auf. Ein im Brennheizgerät 10 vorgesehenes
Heizluftgebläse 30 fördert Luft
aus der Umgebung an einem Brennerkopf 32 des Brennheizgerätes 10 und
nachfolgend an einem Wärmeübertrager 34 vorbei.
Die Luft erwärmt
sich dabei und gelangt durch einen Luftkanal 36 in die Luftverteilerkammer 22.
Von dort wird die Luft mit Hilfe des Heizluftgebläses 30 des
Brennheizgeräts 10 in
den Fahrzeugraum gefördert.
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In 2 ist
ein erfindungsgemäßes Brennheizgerät 10 veranschaulicht,
das im Wesentlichen innerhalb der Klimabox 12 der Klimaanlage
angeordnet ist. Ein gemeinsamer Lufteintritt 38 für die Klimabox 12 und
für das
Brennheizgerät 10 führt zu einem Verdampfer 16 und
durch ein Gebläse 18 weiter
zu einem Wärmeübertrager 34 des
Brennheizgerätes 10.
Der Wärmeübertrager 34 ist
in der Klimabox 12 unmittelbar vor einem Hauptwärmeübertrager 20 angeordnet.
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An dem Wärmeübertrager 34 ist ein
Brennerkopf 32 angeschlossen, der sich außerhalb
der Klimabox 12 befindet. Der Wärmeübertrager 34 ragt
im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung
der Luft in die Klimabox 12 hinein. In Strömungsrichtung
hinter dem Hauptwärmeübertager 20 führen ein
erster und ein zweiter Luftaustritt 24 bzw. 26 in den Fahrzeugraum.
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Bei dem in 2 dargestellten Brennheizgerät 10 ist
kein Heizluftgebläse
vorhanden. Die Heizluft wird allein mit Hilfe des Gebläses 18 der
Klimaanlage durch den Wärmeübertrager 34 des
Brennheizgerätes
gefördert.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Brennheizgerätes 10 veranschaulicht,
bei dem an der Klimabox 12 ein Lufteintritt „Umgebung" 40 und ein Lufteintritt „Umluft" 42 ausgebildet sind.
Beide Lufteintritte 40 und 42 führen zu einem
Gebläse 18,
dem ein Verdampfer 16 und ein Hauptwärmeübertrager 20 nachgeschaltet
sind.
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In Strömungsrichtung hinter dem Hauptwärmeübertrager 20 erstreckt
sich quer durch die Klimabox 12 ein Wärmeübertrager 34 eines
erfindungsgemäßen Brennheizgerätes 10. 4 und 5 veranschaulichen die Anordnung und
den Aufbau des Brennheizgerätes
gemäß 3.
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Der Brennerkopf 32 des Brennheizgerätes 10 ist
am Wärmeübertrager 34 an
einem Ende außerhalb
der Klimabox 12 angeordnet. Er weist einen Venturidüse 44 mit
einer Brennstoffzuführung 46 auf. Ein
Brennluftgebläse 48 am
Brennerkopf 32 dient zum Zuführen von Brennluft zur Venturidüse 44.
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Der Wärmeübertrager 34 ist als
länglicher Hohlkörper bzw.
Rohr 50 gestaltet, auf das in Längsrichtung aufeinander folgend
im Wesentlichen parallel angeordnete Rippen 52 aufgeschoben,
insbesondere aufgepresst sind. Die äußere Kontur der Rippen 52 ist
an die innere Kontur der Klimabox 12 angepasst.
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An dem zum Brennerkopf 32 entgegengesetzten
Ende des Hohlkörpers 50 ist
ein Brenngasaustritt 54 in Gestalt eines Abgaskrümmers ausgebildet.
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Der Wärmeübertrager 34 ist unmittelbar über dem
Hauptwärmeübertrager 20 im
obersten Abschnitt der Klimabox 12 angeordnet. Auf diese
Weise ist eine optimale Anströmung
des ersten und zweiten Luftaustritts 24 und 26 sowie
insbesondere eines dritten Luftaustritts 56 gewährleistet,
der zu einer nicht dargestellten Frontscheibe des Fahrzeugraumes führt.
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Vor den Luftaustritten 24, 26 und 56 und
im Zentrum der Klimabox 12 ist jeweils eine Klappe 58 zum
Begrenzen der ausströmenden
Luft angeordnet.
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- 10
- Brennheizgerät
- 12
- Klimabox
- 14
- erster
Lufteintritt
- 16
- Verdampfer
- 18
- Gebläse
- 20
- Hauptwärmeübertrager
- 22
- Luftverteilerkammer
- 24
- erster
Luftaustritt
- 26
- zweiter
Luftaustritt
- 28
- zweiter
Lufteintritt
- 30
- Heizluftgebläse
- 32
- Brennerkopf
- 34
- Wärmeübertrager
- 36
- Luftkanal
- 38
- gemeinsamer
Lufteintritt
- 40
- Lufteintritt
Umgebung
- 42
- Lufteintritt
Umluft
- 44
- Venturidüse
- 46
- Brennstoffzuführung
- 48
- Brennluftgebläse
- 50
- Hohlkörper
- 52
- Rippen
- 54
- Brenngasaustritt
- 56
- dritter
Luftaustritt
- 58
- Klappen