DE10218901A1

DE10218901A1 - Mobiles Heizgerät mit einer Heizluftführung

Info

Publication number: DE10218901A1
Application number: DE2002118901
Authority: DE
Inventors: Joerg Wandler; Markus Renner
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-20

Abstract

Das Heizgerät (34) ist für ein Fahrzeug mit einem Gebläse (18) an einer Klimaanlage (10) vorgesehen und mit einem Brenner (38), einem Wärmeübertrager (46) zum Abführen der am Brenner (38) erzeugten Wärmeenergie und einer Heizluftführung (50) zum Zuführen von zu erwärmender Heizluft zum Wärmeübertrager (46) und zum Abführen von erwärmter Heizluft vom Wärmeübertrager (46) versehen. Um auf vergleichsweise kostengünstige Weise insbesondere eine Standklimatisierung eines Fahrzeugraums zu ermöglichen, ist das Heizgerät (34) dazu angepasst, dass die Heizluft durch die Heizluftführung (50) des Heizgerätes (34) allein von dem Gebläse (18) des Fahrzeugs gefördert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles Heizgerät mit einem Brenner, einem Wärmeübertrager zum Abführen der am Brenner erzeugten Wärmeenergie und einer Heizluftführung zum Zuführen von zu erwärmender Heizluft zum Wärmeübertrager und zum Abführen von erwärmter Heizluft vom Wärmeübertrager. Das Heizgerät ist für ein Fahrzeug mit einem Gebläse an einer Klimaanlage vorgesehen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Gebläse an einer Klimaanlage und mit einem derartigen Heizgerät, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgerätes mit einem Brenner und einem Wärmeübertrager in einer Heizluftführung an einem Fahrzeug mit einem Gebläse an einer Klimaanlage.
Mobile Heizgeräte der oben genannten Art werden als Luftheizgerät bei Fahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Bussen oder Schiffen, eingesetzt. Sie dienen in der Regel zum Beheizen eines Fahrzeugraums.
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.
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.

Zugrunde liegende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem eingangs genannten Heizgerät zur Verfügung zu stellen, bei dem auf vergleichsweise kostengünstige Weise insbesondere eine Standklimatisierung eines Fahrzeugraumes möglich ist.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem eingangs genannten mobilen Heizgerät gelöst, bei dem die Heizluft durch die Heizluftführung des Heizgerätes allein von dem Gebläse des Fahrzeugs gefördert werden kann. Ferner ist die Aufgabe mit einem Fahrzeug mit einem derartigen erfindungsgemäßen Heizgerät gelöst, sowie mit einem eingangs genannten Verfahren mit dem Schritt: Fördern von Heizluft zum und vom Wärmeübertrager allein mit Hilfe des Gebläses des Fahrzeugs.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch geschickte Anpassung und Einbindung des Heizgerätes in eine Klimaanlage eines Fahrzeugs das Heizluftfördergebläse des Heizgerätes eingespart werden kann. Dies ist möglich indem zum Fördern von Heizluft durch das Heizgerät ein ohnehin bei der Klimaanlage vorhandenes Gebläse verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Gestaltung hat vielfältige Vorteile:
Bei herkömmlichen Heizgeräten ist ein elektrischer Motor vorgesehen, der sowohl ein Gebläserad für Brennluft als auch ein Gebläserad für Heizluft antreibt. Bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät ist zwar in der Regel noch ein Gebläserad für Brennluft vorhanden, auf ein Gebläserad für Heizluft kann hingegen verzichtet werden. Die Einsparung eines Gebläserades am Heizgerät führt zu verringerten Kosten, denn es kann auf Bauteile verzichtet und/oder es kann ein Motor zum Antreiben eines Gebläserades mit geringerer Leistung verwendet werden.
Darüber hinaus führt die erfindungsgemäße Gestaltung zu einer Verringerung der Baugröße des Heizgerätes und ermöglicht eine getrennte Steuerung oder Regelung von Heizleistung (Drehzahl des Gebläserades für Brennluft) und der Luftleistung (Drehzahl des Gebläses des Fahrzeugs, welches erfindungsgemäß zum Fördern der Heizluft genutzt wird). Bei herkömmlichen Heizgeräten wird das Gebläserad für Brennluft und das Gebläserad für Heizluft von einem gemeinsamen Motor angetrieben, so dass eine unabhängige Steuerung oder Regelung nicht möglich ist.
Ferner können erfindungsgemäß die bereits vorhandenen Luftverteilungseinrichtungen der Klimaanlage des Fahrzeugs zum Verteilen der vom Heizgerät erwärmten Heizluft verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Heizgeräts ist ein Steuergerät vorgesehen, mittels dem sowohl zumindest eine Funktion des Heizgerätes als auch das Gebläse des Fahrzeugs gesteuert werden kann. Ein derartiges Steuergerät stellt eine Koppelung zwischen dem Heizgerät und der Klimaanlage her, mittels der der erforderliche Heizluftstrom durch das Heizgerät sicher verhindert werden kann.
Die Koppelung zwischen dem Steuergerät und dem Gebläse der Klimaanlage lässt sich besonders einfach realisieren, indem das Steuergerät zum Steuern des Gebläses des Fahrzeugs diesem eine Leistungsvorgabe übermitteln kann. Die Leistungsvorgabe kann beispielsweise als bestimmte Luftfördermenge pro Zeiteinheit erfolgen. Das Gebläse des Fahrzeugs kann diese Leistungsvorgabe in einem internen Regelkreis überwachen und seine Förderleistung entsprechend regeln.
Um ein Überhitzen des Heizgerätes und/oder seiner Luftzuführung sicher zu vermeiden, kann das erfindungsgemäße Heizgerät vorteilhaft das Gebläse des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes zwingend aktivieren.
Die Einbindung des Heizgerätes in die Steuerung der Klimaanlage kann mittels einer Relaisschaltung erfolgen, über die das Heizgerät bzw. dessen Steuergerät mit dem Gebläse des Fahrzeugs koppelbar ist.
Alternativ oder zusätzlich kann das Heizgerät mittels eines Bus-Systems mit dem Gebläse des Fahrzeugs gekoppelt sein.
Das erfindungsgemäße Heizgerät kann kostengünstig eingebunden werden, indem es das Gebläse des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes und/oder eines Zuheizbetriebes mit einer im Wesentlichen konstanten Gebläsedrehzahl betreiben kann. Auf diese Weise ist eine bestimmte Fördermenge von Heizluft pro Zeiteinheit durch das Heizgerät sichergestellt, auf deren Grundlage die Brenn- bzw. Heizleistung des Brenners des Heizgerätes gesteuert oder geregelt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Heizgerät die Drehzahl des Gebläses des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes und/oder eines Zuheizbetriebes stufenlos steuern. Die Heizleistung des Heizgerätes wird in diesem Fall an den entsprechenden Luftstrom gleitend angepasst.
Als Ziel- und/oder Messgröße für die Steuerung oder Regelung des erfindungsgemäßen Heizgerätes innerhalb der Klimaanlage kann die maximal zulässige Ausblastemperatur von Heizluft dienen. In Abhängigkeit der Ausblastemperatur kann die Drehzahl des Gebläses des Fahrzeugs und/oder die Heizleistung des Brenners des Heizgerätes gesteuert oder geregelt werden.
Daher weist auch das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft den weiteren Schritt auf: Steuern der Drehzahl des Gebläses des Fahrzeugs in Abhängigkeit der maximalen zulässigen Ausblastemperatur der Heizluft.
Alternativ oder zusätzlich kann der folgende Schritt vorgesehen sein: Steuern der Heizleistung des Brenners des Heizgerätes in Abhängigkeit der maximalen zulässigen Ausblastemperatur der Heizluft.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizgerätes anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines an einer Klimaanlage eines Fahrzeugs angeordneten erfindungsgemäßen Heizgerätes.

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Klimaanlage 10 eines weiter nicht veranschaulichten Fahrzeugs dargestellt. Die Klimaanlage 10 weist als zentrales Bauelement eine Klimabox bzw. einen Luftkasten 12 auf, an dem mehrere Luftein- und -austritte angeordnet sind.
Ein erster Lufteintritt 14 führt von der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere vor einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs in die Klimabox 12. Ein zweiter Lufteintritt 16 führt ebenfalls von außen in denselben Bereich der Klimabox 12, wie der erste Lufteintritt 14. Dieser Bereich liegt auf der Saugseite eines Gebläses 18 der Klimaanlage 10 des Fahrzeugs, das in der Klimabox 12 angeordnet ist.
Stromabwärts vom Gebläse 18 sind ein Verdampfer 20 und ein Hauptwärmeübertrager 22 im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung der Luft in der Klimabox 12 angeordnet. In Strömungsrichtung hinter den Bauteilen 20 und 22 sind drei Luftaustritte 24, 26 und 28 an der Klimabox 12 ausgebildet, die in einen nicht dargestellten Fahrzeugraum des Fahrzeugs führen. Dem Motor des Gebläses 18 ist ein Steuergerät 30 zugeordnet.
An den Luftein- und -austritten 14, 16, 24, 26 und 28 ist jeweils eine Klappe 32 zum wahlweisen Verschießen und Öffnen der Ein- und Austritte vorgesehen. Diese Klappen können einzeln manuell und/oder motorisch bewegt werden.
Die Klimabox 12 dient mit ihrem Gebläse 18 in herkömmlicher Weise zum Klimatisieren des Fahrzeugraumes mit Hilfe des Verdampfers 20 (Kühlung) und des Hauptwärmeübertragers 22 (Heizen mit Hilfe der Abwärme eines nicht dargestellten Fahrzeugmotors).
Vor dem zweiten Lufteintritt 16 ist im Strömungsweg der Zuluft zur Klimabox 12 ein Heizgerät 34 angeordnet. Bei diesem Heizgerät 34 ist kein Gebläse zum Fördern von Heizluft vorgesehen. Das Fördern von Heizluft durch das Heizgerät 34 geschieht mit Hilfe des Gebläses 18 der Klimaanlage 10.
Das Heizgerät 34 weist einen Lufteintritt 36 auf, durch den Brennluft zu einem Brenner 38 mit seiner Flamme gefördert wird. Die Brennluft wird mit Hilfe eines Brennluftgebläses 40 gefördert, das unabhängig von anderen Gebläsen einzeln von einem Motor angetrieben ist. Dem Brennluftgebläse 40 ist ein Steuergerät 42 zugeordnet.
Das Heizgerät 34 weist ferner eine Brennstoffzuführung 44 und einen Wärmeübertrager 46 auf, der innen von Brenngas und außen von Heizluft umströmt wird. Das Brenngas tritt durch einen Brenngasaustritt 48 aus dem Heizgerät 34 aus.
Die Heizluft wird mit Hilfe einer Heizluftführung 50 in Gestalt einer äußeren, rohrförmigen Hülle um den Wärmeübertrager 46 an diesem entlang geführt.
Die Steuergeräte 30 und 42 sind über eine gestrichelt dargestellte elektrische Leitung 52 miteinander betrieblich gekoppelt.
Im Betrieb des Heizgerätes 34 ist die Klappe 32 am zweiten Lufteintritt 16 geöffnet und die Klappe 32 am ersten Lufteintritt 14 geschlossen. Das Steuergerät 42 des Heizgerätes gibt dem Gebläse 18 der Klimaanlage 10 des Fahrzeugs über die Leitung 52 eine bestimmte Soll-Fördermenge vor. Das Gebläse 18 saugt durch das Heizgerät 34 hindurch und vorbei an dessen Wärmeübertrager 46 Heizluft aus der Umgebung des Fahrzeugs an und fördert sie durch die Klimabox 12 in den Fahrzeugraum. Die Heizluft wird dabei mit Hilfe des Heizgerätes 34 erwärmt. Das Fördern von Heizluft durch das Heizgerät 34 geschieht demnach allein mit Hilfe des Gebläses 18 der Klimaanlage 10 des Fahrzeugs, während am Heizgerät auf ein Gebläserad zum Fördern von Heizluft verzichtet werden kann.
Insbesondere kann am Steuergerät 42 des Heizgerätes 34 eine nicht dargestellte Leistungsendstufe für den Motor des Brennluftgebläses 40 kleiner gestaltet sein, als bei herkömmlichen Heizgeräten, weil erfindungsgemäß der Motor des Brennluftgebläses 40 nur eine geringere Leistung benötigt, als bei herkömmlichen Heizgeräten, bei denen mit Hilfe dieses Motors sowohl ein Gebläserad für die Brennluftförderung als auch ein Gebläserad für die Heizluftförderung angetrieben wird.
Das Gebläse 18 kann über sein Steuergerät 30 sowohl während eines Zuheizbetriebes des Heizgerätes 34 als auch während eines Standheizbetriebes vom Steuergerät 42 des Heizgerätes 34 angesteuert werden.
Die Förderleistung des Gebläses 18 kann dabei auf der Grundlage einer maximal zulässigen Ausblastemperatur von Heizluft gesteuert werden, die beispielsweise im Bereich der Klappe 32 am zweiten Lufteintritt 16 also in Strömungsrichtung unmittelbar hinter dem Wärmeübertrager 46 mit Hilfe eines nicht dargestellten Temperatursensors gemessen werden kann. 10 Klimaanlage
12 Klimabox
14 erster Lufteintritt
16 zweiter Lufteintritt
18 Gebläse
20 Verdampfer
22 Hauptwärmeübertrager
24 erster Luftaustritt
26 zweiter Luftaustritt
28 dritter Luftaustritt
30 Steuergerät
32 Klappen
34 Heizgerät
36 Lufteintritt
38 Brenner
40 Brennluftgebläse
42 Steuergerät
44 Brennstoffzuführung
46 Wärmeübertrager
48 Brenngasaustritt
50 Heizluftführung
52 Leitung

Claims

1. Mobiles Heizgerät (34) mit einem Brenner (38), einem Wärmeübertrager (46) zum Abführen der am Brenner (38) erzeugten Wärmeenergie und einer Heizluftführung (50) zum Zuführen von zu erwärmender Heizluft zum Wärmeübertrager (46) und zum Abführen von erwärmter Heizluft vom Wärmeübertrager (46), für ein Fahrzeug mit einem Gebläse (18) an einer Klimaanlage (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) dazu angepasst ist, dass die Heizluft durch die Heizluftführung (50) des Heizgerätes (34) allein von dem Gebläse (18) des Fahrzeugs gefördert werden kann.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (42) vorgesehen ist, mittels dem sowohl zumindest eine Funktion des Heizgerätes (34) als auch das Gebläse (18) des Fahrzeugs gesteuert werden kann.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (42) zum Steuern des Gebläses (18) des Fahrzeugs diesem eine Leistungsvorgabe übermitteln kann.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) das Gebläse (18) des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes zwingend aktivieren kann.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) mittels einer Relaisschaltung mit dem Gebläse (18) des Fahrzeugs koppelbar ist.

6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) mittels eines Bus-Systems mit dem Gebläse (18) des Fahrzeugs koppelbar ist.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) das Gebläse (18) des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes und/oder eines Zuheizbetriebes mit einer im Wesentlichen konstanten Gebläsedrehzahl betreiben kann.

8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät (34) die Drehzahl des Gebläses (18) des Fahrzeugs während eines Standheizbetriebes und/oder eines Zuheizbetriebes stufenlos steuern kann.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern der Drehzahl des Gebläses (18) des Fahrzeugs und/oder der Heizleistung des Brenners (38) des Heizgerätes (34) in Abhängigkeit der maximal zulässigen Ausblastemperatur von Heizluft erfolgen kann.

10. Fahrzeug mit einem Gebläse (18) an einer Klimaanlage (10) und einem Heizgerät (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgerätes mit einem Brenner und einem Wärmeübertrager in einer Heizluftführung an einem Fahrzeug mit einem Gebläse an einer Klimaanlage, gekennzeichnet durch den Schritt: Fördern von Heizluft zum und vom Wärmeübertrager allein mit Hilfe des Gebläses des Fahrzeugs.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt: Steuern der Drehzahl des Gebläses des Fahrzeugs in Abhängigkeit der maximalen zulässigen Ausblastemperatur der Heizluft.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch den Schritt: Steuern der Heizleistung des Brenners des Heizgerätes in Abhängigkeit der maximalen zulässigen Ausblastemperatur der Heizluft.