DE19516406A1 - Anordnung mit einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Anordnung mit einem Verbrennungsmotor

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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Description

Die Erfindung betrifft Anordnung mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem, welches die Motortemperatur auf einen Temperaturwert einstellt, indem das Kühlsystem während des Betriebs des Motors entstehende überschüssige Wärmeenergie abführt.
Es ist allgemein bekannt, daß während des Betriebs eines Verbrennungsmotor, z. B eines KFZ-Motors, Verlustwärme entsteht. Um den Verschleiß eines KFZ-Motors zu vermindern bzw. um Schäden des Motors zu vermeiden ist es daher erforderlich, überschüssige Wärme abzuführen, falls der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat. Dazu ist das Fahrzeug mit einem Kühlsystem versehen, das einen Kühler, ein Thermostat und ein Pumpe umfaßt. Ein Kühlmittel in Form von Wasser zirkuliert zunächst in einem sogenannten "kleinen" Kühlkreislauf bis die Betriebstemperatur des Motors erreicht ist. Dann öffnet das Thermostat, wodurch die Wasserpumpe das Wasser in einem sogenannten "großen" Kühlkreislauf vom Motor zum Kühler pumpt,welcher die überschüssige Wärmeenergie an die Umgebungsluft abgibt. Dabei ist gewöhnlich zur besseren Wärmeabfuhr ein Ventilator am Kühler vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung der eingangs genannten Art mit einer rationellen Energieverwendung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Anordnung wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, in welchem der Wärmespeicher z. B. im Kofferraum des Fahrzeuges angeordnet ist. Die während des Fahrbetriebs entstehende Abwärme wird in dem Wärmespeicher gespeichert und schließlich in einen geeigneten Wärmespeicher eines Wohngebäudes eingespeist. Hier unterstützt die gespeicherte KFZ-Abwärme die Heizungs- und Brauchwasseraufbereitung, was eine sinnvolle Verwendung der Abwärme bedeutet.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels werden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.
Mit 1 ist ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, welches einen Verbrennungsmotor 2 aufweist. Bestandteile des Kühlsystems 1 sind ein erstes und zweites Thermostat 3, 4, eine Wasserpumpe 5, ein Kühler 6 und ein erstes und zweites Abzweigstück 7, 8. Die Abzweigstücke 7, 8 sind über geeignete wärmeisolierte Schläuche mit einem ersten Wärmetauscher 9 eines Wärmespeichers 10 verbunden, welcher einen zweiten mit Anschlußmitteln 13 versehenen Wärmetauscher 14 aufweist. Der Wärmespeicher 10 ist vorzugsweise im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet. Ein erster Temperaturfühler 15 des Wärmespeichers 10 mißt dessen Temperatur, welche das mit dem Temperaturfühler 15 verbundene zweite Thermostat 4 steuert.
Es ist angenommen, daß der Motor 2 und der Wärmespeicher 10 kalt und dadurch die Thermostate 3, 4 geschlossen sind. Während der Fahrt erwärmt sich der Motor 2 und beim Überschreiten eines Temperaturwertes, vorzugsweise des Betriebstemperaturwertes des Motors 2, öffnet das erste Thermostat 3; das zweite Thermostat 4 bleibt geschlossen. Die überschüssige Wärmeenergie im aufgeheizten Kühlmittel des Kühlsystem 1 fließt in einem Kreislauf gebildet aus den ersten und zweiten Abzweigen 7, 8, wärmeisolierten Schläuchen, dem Wärmetauscher 9, dem Thermostaten 3, dem Motor 2 und der Wasserpumpe 5. Der Wärmetauscher 9 gibt die Wärmeenergie des aufgeheizten Kühlmittels an den Wärmespeicher 10 ab bis eine durch eine entsprechende Einstellung des Temperaturfühlers 15 vorgegebene Speichertemperatur erreicht ist. Eine Überschreitung dieser Speichertemperatur zeigt der Temperaturfühler 15 dem Thermostaten 4 an, welches öffnet, wodurch das aufgeheizte Kühlmittel nun über den Kühler 6 fließt. Der Kühler 6 führt die überschüssige Wärmeenergie über die Umgebungsluft ab.
Zur Übertragung der Wärmeenergie im Wärmespeicher 10 in ein Wohngebäude sind die Anschlußmittel 13 des Wärmespeichers 10 mit einem Wärmetauscher 16 eines Wärmespeicher 17 verbunden. Der KFZ-Wärmespeicher 10 umfaßt einen weiteren Temperaturfühler 18, welcher über einen geeigneten Anschluß mit einer Umwälzpumpe 19 des Wärmespeichers 17 des Wohngebäudes verbunden ist. Dieser Temperaturfühler 18 steuert die Umwälzpumpe 19 derart, daß beim Unterschreiten einer vorgebbaren Mindesttemperatur im KFZ-Wärmespeicher 10 die Pumpe 19 abgeschaltet wird. Für den Fall, daß diese Mindesttemperatur noch nicht unterschritten ist, läuft die Umwälzpumpe 19 und die Wärmeenergie im KFZ-Wärmespeicher 10 wird über den Wärmetauscher 14 des KFZ-Wärmespeichers 10, den Anschlußmitteln 13 und über wärmeisolierte Schläuche 20 dem Wärmetauscher 16 des Haus-Wärmespeichers 17 übertragen. Im Haus-Wärmespeicher 17 bewirkt diese übertragene Wärmeenergie die Erwärmung des Heiz- und/oder Brauchwassers.

Claims (5)

1. Anordnung mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem Kühlsystem (1), welches die Motortemperatur auf einen Temperaturwert einstellt, indem das Kühlsystem (1) während des Betriebs des Motors (2) entstehende überschüssige Wärmeenergie abführt, gekennzeichnet durch einen über Mittel mit dem Kühlsystem (1) verbundenen Wärmespeicher (10), dem das Kühlsystem (1) beim Überschreiten des Temperaturwertes die überschüssige Wärmeenergie bis zu einer vorgebbaren Speichertemperatur zuführt und das Kühlsy­ stem (1) für den Fall, daß die Speichertemperatur über­ schritten wird, die Wärmeenergie über ein Abwärmemedium (3) abführt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem (1) einen Kühler (6) und ein erstes und ein zweites Thermostat (3, 4) sowie ein erstes und ein zweites Abzweigstück (7, 8) auf­ weist, wobei
  • - das zweite Thermostat (4) mit einem im Wärmespeicher (10) angeordneten Temperaturfühler (15) verbunden ist,
  • - das erste Thermostat (3) bis zum Erreichen des Temperaturwertes und das zweite Thermostat (4) bis zum Erreichen der Speichertemperatur geschlossen bleibt,
  • - das erste Thermostat (3) beim Überschreiten des Tem­ peraturwertes öffnet, wodurch die Wärmeenergie über das erste Abzweigstück (7) zum Wärmespeicher (10) und vom Wärmespeicher (10) über das zweite Abzweigstück (8) zum Kühlsystem (1) bis zum Erreichen der Speichertemperatur geführt wird,
  • - das zweite Thermostat (4) beim Überschreiten der Speichertemperatur öffnet, wodurch die überschüssige Wärmeenergie über den Kühler (6) abgeführt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (10) einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher (9, 14) aufweist, von denen der erste über Mittel mit den Abzweigstücken (7, 8) verbunden ist und der zweite mit Anschlußmitteln zum Anschluß eines weiteren Abwärmemediums (17) vorgesehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Abwärmemedium (17) ein Wärmespeicher (17) eines Wohngebäudes ist.
5. Kraftfahrzeug mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wärmespeicher (10) vorzugsweise im Koffer­ raum des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
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