DE10259071B4 - Temperiersystem für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Temperiersystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Klimatisierungsanordnung mit einer Verdichteranordnung zum Komprimieren eines Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung, wobei die Verdichteranordnung durch einen Stirling-Motor (42) antreibbar ist, wobei dem Stirling-Motor (42) ein brennstoffbetriebenes Heizgerät (54) zugeordnet ist, zum Bereitstellen eines Heizmediums zur Erwärmung eines Heißbereichs (48) desselben, und dem Stirling-Motor (42) ein Kühlmediumkreislauf (50) zugeordnet ist, zum Zuführen eines Kühlmediums zu einem Kaltbereich (46) desselben, gekennzeichnet durch eine in einen Kühlmittelkreislauf (32) eines Fahrzeugantriebsmotors (18) eingegliederte Heizungswärmetauscheranordnung (38) in welche von dem Heizgerät (54) bereitgestelltes Heizmedium zur Erwärmung von in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitender Luft zuführbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Temperiersystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Klimatisierungsanordnung mit einer Verdichteranordnung zum Komprimieren eines Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.
  • In modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, entsteht zunehmend die Anforderung nach Temperiersystemen, welche dazu in der Lage sind, in einem Fahrzeuginnenraum bzw. einer Fahrerkabine angenehme klimatische Bedingungen bzw. angenehme Temperaturen zu erzeugen. So ist es bekannt, Standheizungen bereitzustellen, durch welche auch bei an sich stillstehendem Fahrzeug eine ausreichende Erwärmung möglich ist. Vor allem bei hohen Außentemperaturen besteht zunehmend auch die Anforderung, im Stillstand, also beispielsweise bei nicht laufendem Antriebsmotor des Fahrzeugs, für eine Kühlung zu sorgen, also eine sogenannte Stand-Kühlung bzw. Klimatisierung zu ermöglichen. Hierzu sind beispielsweise Systeme bekannt, bei welchen nach Art von Laderaumkühlsystemen ein zusätzlicher Verbrennungsmotor einen Verdichter einer Klimatisierungsanordnung antreibt, um den erforderlichen Arbeitsmediumstrom zu erlangen.
  • Aus der DE 199 53 940 A1 ist ein Temperiersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei diesem bekannten Temperiersystem ist zusätzlich zu einem Fahrzeugantriebsmotor ein Zusatzantrieb vorhanden, der als Stirling-Motor ausgebildet sein kann. Dieser Zusatzantrieb bzw. Stirling-Motor dient dazu, einen Kompressor einer Klimaanlage anzutreiben oder ggf. auch über eine Generatoranordnung eine Fahrzeugbatterie zu speisen. Um die zum Betreiben des als Zusatzantrieb vorgesehenen Stirling- Motors erforderliche Temperaturdifferenz bereitstellen zu können, ist diesem ein Brenner zugeordnet, also ein allgemein mit Brennstoff gespeistes Heizgerät, das durch Verbrennung die erforderliche Wärme bereitstellt.
  • Die DE 197 45 167 A1 offenbart ein Elektroantriebssystem für ein Fahrzeug, das zusätzlich einen Stirling-Motor enthält. Dieser Stirling-Motor dient dazu, einen Generator anzutreiben und somit elektrische Energie zu erzeugen beziehungsweise eine Batterie zu speisen. Ferner kann der Stirling-Motor, auch angetrieben durch den Generator, als Wärmepumpe betrieben werden.
  • Die DE 44 14 547 A1 zeigt ein Fahrzeugklimatisiersystem mit zwei parallel geschalteten Verdichtern. Einer dieser Verdichter wird durch einen Fahrzeugantriebsmotor, also einen Brennkraftmotor, angetrieben, der andere durch einen Elektromotor.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Temperiersystem für ein Fahrzeug derart weiterzubilden, dass die energetische Ausnutzung der benötigten Energieträger bzw. der vorhandenen Systembereiche verbessert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Temperiersystem für ein Fahrzeug, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
  • Um die für den Betrieb eines Stirling-Motors erforderlichen Temperaturdifferenzen bereitstellen zu können, ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass dem Stirling-Motor ein brennstoffbetriebenes Heizgerät zugeordnet ist zum Bereitstellen eines Heizmediums zur Erwärmung eines Heißbereichs desselben. Die in diesem Heizgerät erzeugten Verbrennungsprodukte können dann als das Heizmedium zur Erwärmung des Heißbereichs eingesetzt werden. Von besonderem Vorteil ist bei dieser Ausgestaltung, dass es dann auch möglich ist, eine in einem Fahrzeug vorgesehene Heizungswärmetauscheranordnung, welche beispielsweise ansonsten Wärme von einem Kühlmittel des Fahrzeugmotors zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums aufnimmt, mit dem Heizmedium zu speisen und dadurch die die Heizungswärmetauscheranordnung durchströmende Luft zu erwärmen. Das erfindungsgemäß vorzusehende Heizgerät kann also dann sowohl für den Klimatisierungs-, also Kühlbetrieb, eingesetzt werden, nämlich als Energiequelle für den Stirling-Motor, als auch für den Heizbetrieb, nämlich als Energiequelle für den Heizungswärmetauscher.
  • Um weiterhin die vorangehend angesprochenen Temperaturdifferenzen für den Stirling-Motor darstellen zu können, ist ferner vorgesehen, dass dem Stirling-Motor ein Kühlmediumkreislauf zugeordnet ist zum Zuführen eines Kühlmediums zu einem Kaltbereich desselben. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kühlmedium das Kühlmittel des Antriebsmotors eines Fahrzeugs umfasst, also der Kühlmediumkreislauf von dem Kühlmittelkreislauf des Fahrzeugantriebsmotors abzweigt und das Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufs den Kühlmediumkreislauf als Kühlmedium durchströmt. In diesem Falle kann also der Antriebsmotor des Fahrzeugs als Temperatursenke dienen, in welcher das im Stirling-Motor erwärmte Kühlmedium Wärme abgibt und somit wieder mit geminderter Temperatur zum Stirling-Motor geleitet werden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Temperiersystems kann vorgesehen sein, dass die für die Zirkulation des Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung sorgende Verdichteranordnung sowohl durch den Antriebsmotor eines Fahrzeugs betrieben werden kann, wie bei herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen üblich, als auch alternativ oder zusätzlich durch ein spezielles Antriebsaggregat, nämlich einen Stirling-Motor, angetrieben werden kann. Dieser Stirling-Motor wird dann in Betrieb genommen, wenn die Funktion einer Fahrzeuginnenraumklimatisierung gewünscht ist, gleichzeitig jedoch beispielsweise der Antriebsmotor des Fahrzeugs nicht betrieben werden soll. Wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass derartige Stirling-Motoren einen vergleichsweise einfachen Aufbau bei sehr hoher Betriebslebensdauer und geringer Geräuschentwicklung aufweisen.
  • Eine sehr effiziente Ausnutzung der im Bereich des Heizgerätes generierten Wärme, die im Allgemeinen nur zum Teil zum Aktivieren des Stirling-Motors genutzt werden kann, kann dadurch erlangt werden, dass eine Kühlmediumwärmetauscheranordnung vorgesehen ist, in welcher Wärmeenergie, die in den Verbrennungsprodukten des Heizgerätes transportiert wird, auf das Kühlmedium übertragen wird.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verdichteranordnung einen durch den Fahrzeugantriebsmotor antreibbaren ersten Verdichter sowie einen durch den Stirling-Motor antreibbaren zweiten Verdichter umfasst. Es sind dann also zwei auch baulich voneinander getrennte Verdichter vorhanden, die an hierfür jeweils besonders vorteilhaften Bereichen in einem Fahrzeug angebracht werden können.
  • Um bei einer derartigen Anordnung dann wahlweise einen der Verdichter zur Erzeugung des komprimierten Zustands des Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung einsetzen zu können, wird vorgeschlagen, dass eine Ventilanordnung vorgesehen ist, durch welche wahlweise der erste Verdichter oder der zweite Verdichter in den Arbeitsmediumkreislauf einschaltbar ist.
  • Der bei dem erfindungsgemäßen System einzusetzende Stirling-Motor kann bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante als Freikolben-Stirling-Motor ausgebildet sein. Derartige Freikolben-Stirling-Motoren haben einen sehr hohen Wirkungsgrad und sind daher zum Vermeiden übermäßiger Energieverluste besonders bevorzugt.
  • Der vorangehend bereits geschilderte Gedanke, einen Stirling-Motor als Antrieb für einen Verdichter eines Temperiersystems bzw. der Klimatisierungsanordnung desselben einzusetzen, ist auch dann verwirklichbar, wenn dieser Stirling-Motor im Wesentlichen die einzige Antriebsquelle ist und insofern unabhängig davon, ob der Antriebsmotor des Fahrzeugs in Betrieb gesetzt ist oder nicht, die Klimatisierungsanordnung immer unter Einsatz des Stirling-Motors betrieben wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine prinzipielle Darstellung eines Temperiersystems für ein Fahrzeug;
  • 2 vergrößert den einen Stirling-Motor umfassenden Bereich des in 1 gezeigten Systems;
  • 3 eine der 1 entsprechende Darstellung eines alternativ ausgestalteten Temperiersystems.
  • In 1 ist ein in einem Fahrzeug einsetzbares Temperiersystem allgemein mit 10 bezeichnet. Dieses Temperiersystem 10 umfasst als einen Systembereich eine Klimatisierungsanordnung 12. Ein Verdichter 14 der Klimatisierungsanordnung 12 kann beispielsweise über eine Fluidkupplung 16 an einen Antriebsmotor 18 des Fahrzeugs angekoppelt werden. Über ein Drei/Zwei-Wege-Magnetventil 20 kann das von dem Verdichter 14 unter Druck vorangeförderte Arbeitsmedium der Klimatisierungsanordnung 12 über einen Kondensator 22 und einen Trockner 24 zu einem Expansionsventil 26 strömen. Nach Durchströmen des Verdampfers 28 gelangt dann das Arbeitsmedium über ein weiteres Drei/Zwei-Wege-Magnetventil 30 zurück zum Verdichter 14. Unter Einsatz des Verdichters 14 kann also die Klimatisierungsanordnung 12 betrieben werden, wenn der Fahrzeugmotor 18 in Betrieb gesetzt ist, also beispielsweise während der Fahrt eines Fahrzeugs oder bei mitlaufendem Antriebsmotor 18 stehendem Fahrzeug.
  • Der Antriebsmotor 18 umfasst ferner einen allgemein mit 32 bezeichneten Kühlmittelkreislauf. Dieser Kühlmittelkreislauf 32 enthält einen Kühler 34, in welchem beispielsweise auch unter Einsatz eines Gebläses 36 das im Kühlmittelkreislauf 32 zirkulierende Kühlmittel zur entsprechenden Kühlung des Antriebsmotors 18 gekühlt wird. Ein weiterer Bereich des Kühlmittelkreislaufs 32 enthält einen Heizungswärmetauscher 38, in welchem in dem Kühlmittel des Antriebsmotors 18 transportierte Wärme übertragen werden kann auf die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft. Der Heizungswärmetauscher 38 wird also vor allem bei niedrigeren Außentemperaturen, also einem Betriebszustand, in welchem im Allgemeinen die Klimatisierungsanordnung 12 nicht aktiviert ist oder ggf. zum Trocknen von zu feuchter Luft aktiviert ist, in Betrieb gesetzt. Es ist selbstverständlich, dass das in den verschiedenen Bereichen des Kühlmittelkreislaufs 32 zirkulierend Kühlmittel durch eine nicht dargestellte Pumpe zur Zirkulation angetrieben wird und dass ebenso selbstverständlich dieser Kühlmittelkreislauf auch andere Systemkomponenten enthalten kann.
  • Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Temperiersystems 10 bzw. der Klimatisierungsanordnung 12 desselben ist ein weiterer Verdichter 40. Dieser Verdichter 40 liegt hinsichtlich der Strömung des Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung 12 parallel zum vorangehend bereits angesprochenen und durch den Antriebsmotor 18 zu aktivierenden Verdichter 14. Je nach Schaltzustand der beiden Ventile 20, 30 kann einer dieser beiden Verdichter 14, 40 in den Arbeitsmediumkreislauf eingeschaltet werden, so dass das den Verdampfer 28 verlassende dampfförmige Arbeitsmedium entweder vom Verdichter 14 oder vom Verdichter 40 komprimiert und dann zum Kondensator 22 gespeist wird.
  • Während dem Verdichter 14 als Antriebsaggregat im dargestellten Beispiel der Antriebsmotor 18 des Fahrzeugs zugeordnet ist, gleichwohl aber beispielsweise auch ein separater Elektromotor hierfür zugeordnet sein könnte, ist dem Verdichter 40 als Antriebsaggregat ein nachfolgend noch detaillierter beschriebener Stirling-Motor 42 zugeordnet. Dieser Stirling-Motor 42 treibt einen Kolben 44 des im dargestellten Beispiel als Hubkolbenverdichter ausgebildeten Verdichters 40 zur Bewegung an und erzeugt dadurch den erforderlichen Druck im Arbeitsmedium der Klimatisierungsanordnung 12. Bekanntlich weist ein derartiger Stirling-Motor 42 einen in 1 allgemein mit 46 bezeichneten Kaltbereich sowie einen mit 48 bezeichneten Heißbereich auf. Dem Kaltbereich 46 ist ein Kühlmediumkreislauf 50 zugeordnet, der im dargestellten Beispiel im Wesentlichen gebildet ist durch eine Abzweigung vom Kühlmittelkreislauf 32 des Antriebsmotors 18, wobei hier beispielsweise die Zirkulation von Kühlmittel durch den Kaltbereich 46 des Stirling-Motors 42 durch entsprechende Einstellung eines weiteren Drei/Zwei-Wege-Magnetventils 52 freigegeben bzw. unterbrochen werden kann. Im dargestellten Beispiel zweigt dieser Kühlmediumkreislauf 50 von demjenigen Bereich des Kühlmittelkreislaufs 32 ab, welcher auch den Heizungswärmetauscher 38 speist. Selbstverständlich könnte hier auch eine Abzweigung von dem zum Kühler 34 führenden Bereich des Kreislaufs 32 vorgesehen sein.
  • Um die im Heißbereich erforderliche Wärme bereitstellen zu können, ist dem Stirling-Motor 42 eine allgemein mit 54 bezeichnete Heizeinrichtung zugeordnet. Die Heizeinrichtung 54 ist vorzugsweise eine brennstoffbetriebene Heizeinrichtung und umfasst beispielsweise einen Verdampferbrenner oder einen Zerstäuberbrenner, in welchen Brennstoff und Verbrennungsluft eingespeist werden und bei der Verbrennung dann Wärme erzeugt wird, die in den Verbrennungsabgasen bzw. Verbrennungsprodukten transportiert wird. Um in einer Phase, in welcher eine Kühlung eines Fahrzeuginnenraums nicht erforderlich ist, also beispielsweise bei vergleichsweise niedrigen Außentemperaturen, bei dem Temperiersystem die Funktion einer Standheizung oder eines Zuheizers realisieren zu können, ist es möglich, die im Heizgerät 54 bereitgestellte Wärme, wie durch einen Leitungsabschnitt 56 angedeutet, vermittels der Verbrennungsabgase zum Heizungswärmetauscher 38 zu transportieren und dort auf die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft zu übertragen. Je nachdem, ob diese Funktionalität gewünscht ist oder nicht, kann beispielsweise eine entsprechende Zuleitung der Verbrennungsabgase zu dem Heizungswärmetauscher 38 unter Einsatz einer Ventilanordnung freigegeben werden oder unterbrochen werden, so dass ansonsten die Verbrennungsabgase unmittelbar über ein Abasführungssystem nach außen abgegeben werden.
  • Bei der in 1 dargestellten Temperieranordnung 10 wird also eine gegenüber herkömmlichen Systemen wesentlich verbesserte Funktionalität erlangt. Zum einen wird es möglich, die Klimatisierungsanordnung 10 auch dann in effizienter Art und Weise zu betreiben, wenn der Antriebsmotor 18 nicht aktiviert ist, nämlich durch entsprechende Aktivierung des zusätzlich vorzusehenden Stirling-Motors 42. Zum anderen wird es unter Einsatz der für den Stirling-Motor 42 bereitgestellten Wärmequelle, nämlich des Heizgeräts 54, möglich, auch bei stillgesetzter Klimatisierungsanordnung 12 die Funktion einer Standheizung oder eines Zuheizers zu erlangen, ohne hierfür zusätzlichen Komponenten bereithalten zu müssen. Insbesondere in dem Betriebszustand, in welchem der Stirling-Motor 42 die Energiequelle für die Klimatisierungsanordnung 12 bildet, und insofern ein vom Antriebsmotor 18 unabhängiger Betrieb der Klimatisierungsanordnung 12 vorliegt, wird des Weiteren eine deutlich bessere Regulierbarkeit dieses Systembereichs erlangt, wobei im Vergleich zu einem herkömmlichen Standheizsystem keine wesentlichen zusätzlichen elektrischen Energieverbraucher vorhanden sind. Auf Grund dieser Vorteile beim Betreiben der Klimatisierungsanordnung 12 unter Einsatz des Stirling-Motors 42 ist es grundsätzlich auch denkbar, das Temperiersystem 10 so aufzubauen, dass nur noch ein einziger Verdichter vorgesehen ist, nämlich der Verdichter 40, der dann in allen Betriebsphasen durch den Stirling-Motor 42 betrieben wird. Grund sätzlich kann eine Vereinfachung des Gesamtsystems auch dadurch erlangt werden, dass nur ein einziger Verdichter, beispielsweise der Verdichter 14 vorgesehen ist, der dann wahlweise durch den Antriebsmotor 18 oder den Stirling-Motor 42 angetrieben wird. In diesem Falle wäre eine entsprechende Kupplungsanordnung oder zusätzliche Kupplungsanordnung vorzusehen, durch welche dann die An- bzw. Abkopplung im Verhältnis zum Stirling-Motor erlangt werden kann. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass vor allem der in Verbindung mit dem Stirling-Motor 42 dargestellte Verdichter nur beispielhaft und symbolartig zu betrachten ist und hier verschiedenste Arten von Verdichtern eingesetzt werden können.
  • Mit Bezug auf die 2 wird nachfolgend der prinzipielle Aufbau des Stirling-Motors 42 bzw. verschiedener mit diesem zusammenwirkender Systemkomponenten beschrieben. Man erkennt in 2, dass der Stirling-Motor 42 im dargestellten Beispiel als Verdrängermotor bzw. sogenannter Freikolben-Stirling-Motor aufgebaut ist. Dieser umfasst einen Verdränger 58 sowie einen Kolben 60. Der Kolben 60 des Stirling-Motors 42 ist mit dem Kompressor 40 bzw. dem Kolben 44 desselben zur gemeinsamen Verschiebebewegung gekoppelt. Es sei darauf hingewiesen, dass durch den Kolben 60 des Stirling-Motors 42 selbtsverständlich auch ein Kompressor anderer Bauart angetrieben werden könnte. An beiden in Verschieberichtung gelegenen axialen Seiten des Verdrängers 58 sind der Kaltraum 46 bzw. der Heißraum 48 gebildet, wobei der Kaltraum 46 im Wesentlichen auch zwischen dem Kolben 60 und dem Verdränger 58 liegt. Der Stirling-Motor 42 weist ferner einen Kühler 62 auf, der in den Kühlmittelkreislauf 50 integriert ist und somit von dem auch durch den Antriebsmotor zirkulierenden Motorkühlmittel durchströmt wird. Ferner ist ein Regenerator 64 vorgesehen. Das zwischen den Kaltraum 46 und dem Heißraum 48 periodisch verschobene Medium, im Allgemeinen Helium, durchströmt dabei den Kühler 62 und den Regenerator 64.
  • Dem Heißraum 48 ist zur Erwärmung das Heizgerät 54 zugeordnet. In eine allgemein mit 66 bezeichnete Brennkammer desselben wird, wie durch einen Pfeil P1 angedeutet, die Verbrennungsluft eingeleitet. Der Pfeil P2 symbolisiert die Einleitung von Brennstoff. Ferner ragt ein Zündorgan, beispielsweise Glühzündstift 68, in die Brennkammer 66, so dass das aus Verbrennungsluft und zerstäubtem oder verdampftem Brennstoff gebildete Gemisch gezündet werden kann. Die Verbrennungsabgase umströmen den Heißraum 48 bzw. einen zu diesem führenden Leitungsbereich, um die gewünschte Erwärmung zu erlangen. Daraufhin verlassen die Verbrennungsabgase bzw. sonstigen Verbrennungsprodukte die Brennkammer 66 bzw. das Heizgerät 54 und strömen dann, sofern gewünscht, wie durch die Leitung 56 angedeutet, zum Heizungswärmetauscher 38, oder werden, sofern ein Heizbetrieb nicht erforderlich oder gewünscht ist, über ein Abgasführungssystem nach außen hin abgegeben.
  • Durch den Einsatz des Stirling-Motors 42 zum Antrieb eines Verdichters 40 wird es also möglich, unabhängig vom Betrieb des Antriebsmotors 18 des Fahrzeugs die Klimatisierungsanordnung 12 in Betrieb zu setzen, so dass auch im Stand ein Fahrzeuginnenraum gekühlt werden kann. Die im Stirling-Motor erforderliche niedrigere Temperatur im Kaltbereich 46 wird durch Einsatz des Motorkühlmittels bereitgestellt, wobei hier der Antriebsmotor 18 dann als Temperatursenke dient. Die in dem dem Warmbereich 48 zugeordneten Heizgerät 54 erzeugte Abwärme kann genutzt werden, um beispielsweise dann, wenn der Stirling-Motor 42 nicht betrieben wird, nach Art einer Standheizung oder eines Zuheizers warme Luft in den Fahrzeuginnenraum einleiten zu können.
  • Eine Abwandlung des in 1 dargestellten Systems ist in 3 gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau ist so wie vorangehend beschrieben, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Zusätzlich ist bei dem in 3 gezeigten System in dem mit 50 bezeichneten Kühlmediumkreislauf des Stirling-Motors 42, welcher vom Kühlmittelkreislauf des Fahrzeug motors abzweigt, ein Kühlmediumwärmetauscher 70 vorgesehen. Das aus dem Kaltbereich 46 des Stirling-Motors 42 austretende Kühlmedium bzw. Kühlmittel durchströmt diesen Kühlmediumwärmetauscher 70 als darin zu erwärmendes Medium. Über einen Leitungsabschnitt 72 werden die oder ein Teil der Verbrennungsabgase des Heizgerätes 54, nachdem diese im Heizbereich 48 des Stirling-Motors 42 zur Erwärmung desselben beigetragen haben, zu dem Kühlmediumwärmetauscher 70 geleitet. Die in den Verbrennungsabgasen noch transportierte Wärmeenergie kann im Kühlmediumwärmetauscher 70 auf das den Stirling-Motor 42 verlassende Kühlmedium bzw. Kühlmittel übertragen werden, so dass dieses zusätzlich erwärmt in den verbleibenden Bereich des Kühlmittelkreislaufs 32 eintritt. Es wird dann beispielsweise möglich, in einer Phase, in welcher gleichzeitig geheizt und durch Betreiben einer Klimatisierungsanordnung 12 die in das Fahrzeuginnere eingeleitete Luft getrocknet werden soll, die allgemein bereitgestellte Energie sehr effizient genutzt werden. So kann beispielsweise bei einer Heizleistung des Heizgeräts 54 im Bereich von 3kW im Stirling-Motor 42 eine mechanische Leistung von 1 kW erzeugt werden. Von der verbleibenden in den Verbrennungsprodukten bzw. Verbrennungsabgasen noch transportierten Wärme könnten mit einem derartigen Kühlmedium Wärmetauscher 70 etwa 300W bis 600W noch genutzt werden, um das Kühlmittel des Fahrzeugmotors 18 zu erwärmen. Hier könnte auch grundsätzlich daran gedacht werden, das Heizgerät 54 als zweistufiges Gerät bereitzustellen, das beispielsweise mit 3kW betrieben wird, wenn nur ein Kühlbetrieb erforderlich ist, also nur die Klimatisierungsanordnung 12 zu aktivieren ist, während dann, wenn zusätzlich geheizt werden soll, also das Kühlmittel des Fahrzeugmotors 18 erwärmt werden soll, dieses beispielsweise mit einer Heizleistung von 6kW betrieben werden kann.
  • Es sei hier darauf hingewiesen, dass selbstverständlich eine Kombination der beiden Systeme der 1 und 3 denkbar ist, so dass die in den Verbrennungsprodukten des Heizgeräts 54, beispielsweise durch Bereitstellung einer entsprechenden Ventilanordnung, wahlweise über den Lei tungsabschnitt 56 zum Wärmetauscher 38 oder über den Leitungsabschnitt 72 zum Wärmetauscher 70 oder bei entsprechender Aufteilung zu beiden Wärmetauschern 38 und 70 geleitet werden kann.
  • In elektrischer Hinsicht ist das System beim Betrieb als Standklimatisierungsanlage so einzustufen, wie eine herkömmliche Standheizung, da als wesentliche Energiequelle das vorangehend beschriebene Heizgerät 54 vorhanden ist. Um hier ein nach dem Start selbständig arbeitendes, d.h. sich auch selbständig mit elektrischer Energie versorgendes System bereitstellen zu können, ist es auch denkbar, mit dem Stirling-Motor 42 nicht nur einen Kompressor anzutreiben, sondern zusätzlich auch einen Generator, auf Grund der einfachen Bewegungskopplung Lineargenerator, anzutreiben, der dann im Betrieb die erforderliche elektrische Energie bereitstellt, insbesondere für den Betrieb der Brennstoffpumpe, des Verbrennungsluftgebläses sowie des Kühlluft- bzw. Heizluftgebläses, über welches die temperierte Luft dann in den Fahrzeuginnenraum gespeist werden.

Claims (9)

  1. Temperiersystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Klimatisierungsanordnung mit einer Verdichteranordnung zum Komprimieren eines Arbeitsmediums der Klimatisierungsanordnung, wobei die Verdichteranordnung durch einen Stirling-Motor (42) antreibbar ist, wobei dem Stirling-Motor (42) ein brennstoffbetriebenes Heizgerät (54) zugeordnet ist, zum Bereitstellen eines Heizmediums zur Erwärmung eines Heißbereichs (48) desselben, und dem Stirling-Motor (42) ein Kühlmediumkreislauf (50) zugeordnet ist, zum Zuführen eines Kühlmediums zu einem Kaltbereich (46) desselben, gekennzeichnet durch eine in einen Kühlmittelkreislauf (32) eines Fahrzeugantriebsmotors (18) eingegliederte Heizungswärmetauscheranordnung (38) in welche von dem Heizgerät (54) bereitgestelltes Heizmedium zur Erwärmung von in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitender Luft zuführbar ist.
  2. Temperiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichteranordnung (14, 40) wahlweise durch einen Fahrzeugantriebsmotor (18) oder/und den Stirling-Motor (42) antreibbar ist.
  3. Temperiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmedium die in dem Heizgerät (54) erzeugten Verbrennungsprodukte umfasst.
  4. Temperiersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmediumkreislauf (50) von dem Kühlmittelkreislauf (32) abzweigt und dass das Kühlmittel des Fahrzeugantriebsmotors (18) den Kühlmediumkreislauf (50) als Kühlmedium für den Kaltbereich (46) durchströmt.
  5. Temperiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Kühlmediumwärmetauscheranordnung (70) zum Übertragen von in den Verbrennungsprodukten des Heizgeräts (54) transportierter Wärmeenergie auf das Kühlmedium.
  6. Temperiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichteranordnung (14, 40) einen durch den Fahrzeugantriebsmotor (18) antreibbaren ersten Verdichter (14) sowie einen durch den Stirling-Motor (42) antreibbaren zweiten Verdichter (40) umfasst.
  7. Temperiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilanordnung (20, 30) vorgesehen ist, durch welche wahlweise der erste Verdichter (14) oder der zweite Verdichter (40) in den Arbeitsmediumkreislauf einschaltbar ist.
  8. Temperiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirling-Motor (42) als Freikolben-Stirling-Motor ausgebildet ist.
  9. Temperiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen durch den Stirling-Motor (42) antreibbaren Generator, vorzugsweise Lineargenerator.
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