DE19616586A1

DE19616586A1 - Method of operating heat store in IC engine cooling circuit esp. in motor vehicle and heating engine at cold start

Info

Publication number: DE19616586A1
Application number: DE19616586A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schatz; Horst Marx
Original assignee: Schatz Thermo System GmbH
Current assignee: Schatz Thermo System GmbH
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-10-30

Abstract

The method enables control of a heat store (32) with an inlet (44) and outlet (52) for a heating medium directly connected together via a bypass (50) round the heat store and a valve (46). The inlet is continuously connected to the interior of the heat store. The outlet is adjusted between open and closed by a temp. controlled valve. The bypass is controlled between fully open and closed by a valve depending on temp. so that with one valve closed the other is at least partly open. The valves are controlled to open the outlet above an upper heating medium temp. and close it below a lower temp.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Wärme speichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere für die Be heizung des Motors beim Kaltstart, mit einem in einem über den Motor führenden Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärme träger, wobei der Wärmespeicher einen Zufluß und einen Abfluß für den Wärmeträger aufweist, die ventilgesteuert über einen den Speicherinnenraum umgehenden Bypass direkt miteinander verbindbar sind, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating heat store in the coolant circuit of internal combustion engines, especially in motor vehicles and in particular for loading heating the engine on cold start, with one in one over circulating heat leading the engine coolant circuit carrier, the heat accumulator an inflow and an outflow for the heat transfer medium, which is controlled by a valve bypass the storage interior directly with each other are connectable, and an arrangement for performing the Procedure.

Bei einem derartigen Verfahren soll der Wärmespeicher beim Kaltstart die gespeicherte Wärme zur raschen Erwärmung des Motors und gegebenenfalls zur baldigen Wärmeabgabe an der Fahrzeugheizung abgeben, während andererseits die Wärmeabgabe aus dem Kühlmittelkreislauf zur Wiederaufladung des Speichers ausgesetzt werden soll, bis die Kühlmitteltemperatur einen vorgegebenen oberen Schwellenwert erreicht hat, der anzeigt, daß die vom Motor abgegebene Verlustwärme nicht mehr oder nicht mehr voll zu dessen Aufheizung benötigt wird. Es ist deshalb bekannt, beim Kaltstart bis zur Entladung des Spei chers den Kühlmittelkreislauf über den Speicher zu führen und bei Beendigung der Wärmeabgabe aus dem Speicher den Kühlmit telkreislauf über einen den Speicher umgehenden Bypass zu führen, bis das System eine Temperatur erreicht hat, bei der ausreichend Wärme zur Wiederaufladung des Speichers zur Ver fügung steht.In such a method, the heat accumulator should Cold start the stored heat for rapid heating of the Motor and, if necessary, for the early release of heat on the Giving off vehicle heating while on the other hand giving off heat from the coolant circuit to recharge the storage exposed until the coolant temperature reaches one has reached the predetermined upper threshold, which indicates that the heat lost by the engine is no longer or is no longer needed to heat it up. It is therefore known, on cold start until the SpeI is discharged chers the coolant circuit over the memory and at the end of the heat emission from the store the coolant circuit via a bypass that bypasses the memory until the system has reached a temperature at which sufficient heat to recharge the storage for ver is standing.

Es ist weiterhin bekannt, nach der Startentladung des Spei chers den Kühlmittelstrom zunächst vollständig am Speicher vorbeizuleiten und dann in einer zweiten Betriebsphase dem Kühlmittelkreislauf etwa soviel Wärme zur Aufladung des Spei chers zu entziehen, wie vom Motor als Überschuß zusätzlich zu dem zur Aufrechterhaltung der Schwellentemperatur bestehenden Bedarf erzeugt wird, d. h. der Speicher wird entweder durch Aufteilung des Kühlmittelstroms von einer Teilmenge des Kühl mittel durchflossen oder es wird durch eine Taktsteuerung der Speicher nur zeitweilig vom gesamten Kühlmittelstrom durch flossen. Wenn der Motor und der Speicher die Schwellentempe ratur überschritten haben, wird in einer dritten Betriebspha se der Speicher ständig vom gesamten Kühlmittelstrom durch flossen. Als Parameter für die Steuerung des Verfahrensab laufs werden beispielsweise die Kühlmitteltemperaturen am Zufluß und am Abfluß des Wärmespeichers ermittelt.It is also known after the start discharge of the Spei chers the coolant flow completely at the store to pass and then in a second phase of operation Coolant circuit about as much heat to charge the food chers to withdraw, as from the engine in addition to excess to maintain the threshold temperature Demand is generated, d. H. the memory is either through Splitting the coolant flow from a subset of the cooling flowed through medium or it is controlled by a clock Storage only temporarily from the entire coolant flow flowed. When the engine and the memory the threshold temperature maturity will be exceeded in a third operating phase the memory is continuously traversed by the entire coolant flow flowed. As parameters for the control of the process The coolant temperatures on the Inflow and at the outlet of the heat accumulator determined.

Es sind hierzu verschiedene Ventilanordnungen außerhalb des Speichers bekannt, wobei die Ventile untereinander, sowie mit dem Speicher und dem Kühlmittelkreislauf über eine Anzahl von Schlauch- oder Rohrleitungen verbunden werden müssen. Neben dem Materialaufwand ist bei diesen bekannten Verfahren und Schaltungsanordnungen der Arbeitsaufwand bei der Montage be achtlich. Beim Einsatz in Kraftfahrzeugen treten außerdem Probleme auf, weil der Einbau im Motorraum aufgrund der meist beengten Platzverhältnisse durch den Schaltungsaufwand er schwert wird. Schließlich sind für die Steuerungsschaltungen bekannter Art Mikroprozessoren erforderlich, welche wegen der Empfindlichkeit gegenüber thermischen Einflüssen nicht im Motorraum angeordnet werden können und somit zusätzlichen Schaltungsaufwand erfordern.There are various valve arrangements outside of the Memory known, the valves with each other, as well as with the memory and the coolant circuit over a number of Hose or pipes must be connected. Next the cost of materials in these known methods and Circuit arrangements the workload during assembly be careful. When used in motor vehicles also occur Problems due to the installation in the engine compartment due to the mostly cramped space due to the circuitry sword. Finally, for the control circuits known type microprocessors required, which because of Sensitivity to thermal influences not in the Engine compartment can be arranged and therefore additional Require circuitry.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren der eingangs beschriebenen Art und eine Anordnung zu des sen Durchführung so zu verbessern, daß der Schaltungs- und Montageaufwand, sowie der Platzbedarf spürbar reduziert wer den, daß - soweit erforderlich - elektrische Schaltungen ein facher Art ohne Mikroprozessoren ausreichend sind, deren ein bau im Motorraum problemlos möglich ist. Die zur Durchführung des Verfahren erforderliche Anordnung soll sich zum Einbau als fertig montierte Montageeinheit eignen, so daß außer der Verbindung von Zufluß und Abfluß mit dem Kühlmittelkreislauf und der Herstellung der gegebenenfalls erforderlichen elek trischen Leitungsverbindungen zur Stromversorgung bzw. Signalübertragung keine weiteren Montagearbeiten am Kraft fahrzeug anfallen.The invention is therefore based on the object of a method ren of the type described above and an arrangement for the Sen implementation to improve so that the circuit and Assembly effort, as well as the space requirement is noticeably reduced that - if necessary - electrical circuits simple type without microprocessors are sufficient, one of them construction in the engine compartment is easily possible. The one to carry out The arrangement of the procedure required is intended for installation suitable as a fully assembled assembly unit, so that in addition to the Connection of inflow and outflow with the coolant circuit and the production of any necessary elec trical line connections to the power supply or Signal transmission no further assembly work on the force vehicle incurred.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Zufluß ständig mit dem Speicherinnenraum verbunden ist, daß der Ab fluß durch ein Ventil zwischen einem geschlossenen und einem voll geöffneten Zustand temperaturabhängig verstellt wird, daß der Bypass durch ein Ventil zwischen einem voll geöffne ten und einem geschlossenen Zustand temperaturabhängig ver stellt wird, derart, daß bei geschlossenem Zustand des einen Ventils das andere Ventil zumindest teilweise geöffnet ist, wobei die Ventilstellung in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmeträgerstroms, der durch die Vereinigung der über beide Ventile geführten Teilströme gebildet wird, so gesteu ert wird, daß der Abfluß beim Überschreiten einer gegebenen oberen Temperaturschwelle geöffnet und beim Unterschreiten einer unteren Temperaturschwelle geschlossen ist.The solution to this problem is that the inflow is permanently connected to the interior of the store that the Ab flow through a valve between a closed and a fully opened state is adjusted depending on the temperature, that the bypass is fully opened by a valve between one and a closed state depending on the temperature is such that when the one is closed The other valve is at least partially open, the valve position depending on the temperature of the heat transfer stream, which is created by the union of the both valves guided partial flows is formed, so control it is determined that the outflow when a given one is exceeded upper temperature threshold opened and when falling below a lower temperature threshold is closed.

Bei dieser Betriebsweise kann eine aufwendige Steuerungs schaltung entfallen, weil sich die erforderliche Anordnung vorzugsweise mittels einer Temperaturänderungen unmittelbar in eine mechanische Stellbewegung umsetzende Vorrichtung rea lisieren läßt, wobei eine besonders vorteilhafte Ausführungs form darin besteht, daß die beiden Ventile von einem im ver einigten Wärmeträgerstrom angeordneten Dehnstoff-Arbeitsele ment gesteuert werden.In this mode of operation, a complex control no circuit because the required arrangement preferably by means of a temperature change directly device converting into a mechanical adjusting movement rea can be made, a particularly advantageous embodiment form is that the two valves of one in ver agreed heat transfer flow arranged expansion workpieces can be controlled.

Um die im Speicher gespeicherte Wärme insbesondere beim Kalt start auch dann nutzen zu können, wenn die Kühlmitteltempera tur im Speicher unterhalb der oberen Temperaturschwelle liegt, besteht eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß die temperaturabhängige Steuerung der Ventile von einer willkürlichen Steuerung derart überlagert wird, daß dann, wenn die Temperatur des Bereichs, dessen Temperatur die tem peraturabhängige Steuerung beeinflußt, unterhalb der oberen Temperaturschwelle liegt, durch Aktivierung der willkürlichen Steuerung die Ventile in eine den Durchfluß durch den Spei cher ermöglichende Stellung zumindest dann überführt werden, wenn sich die Temperatur vor der Aktivierung oberhalb eines unteren Grenzwertes befindet, wobei eine besonders einfache Ausführungsform darin besteht, daß die willkürliche Steuerung durch Beheizung des Bereichs erfolgt, dessen Temperatur die temperaturabhängige Steuerung beeinflußt. In letzterem Fall kann durch die Beheizung gegebenenfalls dann, wenn die Tempe ratur vor der Beheizung sehr niedrig liegt, der obere Schwel lenwert nicht erreicht werden, was aber ohne nachteilige Fol gen ist, weil in einem solchen Fall die Wärmezufuhr aus dem Speicher die Temperatur des Systems nicht wesentlich erhöhen würde. Falls die willkürliche Steuerung anders als durch Beheizung realisiert wird, läßt sich die Ventilöffnung auch völlig unabhängig von der Temperatur realisieren.The heat stored in the store, especially when cold start to be able to use even if the coolant temperature tur in the memory below the upper temperature threshold is a very advantageous embodiment is that the temperature-dependent control of the valves by one arbitrary control is superimposed in such a way that if the temperature of the area whose temperature is the tem temperature-dependent control influenced, below the upper one Temperature threshold lies, by activating the arbitrary Control the valves in a flow through the Spei enabling position is at least transferred, if the temperature is above a is lower limit, being a particularly simple Embodiment is that the arbitrary control by heating the area whose temperature is the temperature-dependent control influenced. In the latter case can be heated if the tempe temperature before heating is very low, the upper smolder lenwert not be achieved, but without disadvantageous fol is because in such a case the heat supply from the Storage does not significantly increase the temperature of the system would. If the arbitrary control other than by Heating is realized, the valve opening can also completely independent of the temperature.

Vorzugsweise wird spätestens beim Motorstart eine Förderpumpe im Kreislauf gestartet und die willkürliche Steuerung maximal für eine Zeitspanne aktiviert, die für den vollständigen Aus tausch des Speichervolumens ausreichend ist.A feed pump is preferred at the latest when the engine is started started in a cycle and maximum arbitrary control activated for a period of time that for the complete off replacement of the storage volume is sufficient.

Für eine optimale Wirkungsweise ist es außerdem vorteilhaft bei einem System, in welchem der Wärmeträger unabhängig vom Motorbetrieb zirkulierbar ist, daß spätestens beim Abschalten der Zündung des Motors die willkürliche Steuerung aktiviert und Zirkulation über den Speicher während einer Zeitspanne betrieben wird, die den Austausch des Speichervolumens ermög licht, um die noch vom Motor abgegebene Wärme zur Beladung des Speichers zu nutzen. Dabei sind für das Ein- und Aus schalten der Beheizung und/oder der zusätzlichen Kühlmittel umwälzpumpe nur verhältnismäßig einfache Schaltungen erfor derlich, die sich ohne Mikroprozessoren ausführen lassen und problemlos im Motorraum untergebracht werden können.It is also beneficial for optimal functioning in a system in which the heat transfer medium is independent of Motor operation can be circulated at the latest when switching off the ignition of the engine activates arbitrary control and circulation over the store for a period of time is operated, which allows the exchange of the storage volume light, for the heat still emitted by the engine for loading to use the memory. Here are for the on and off switching the heating and / or the additional coolant Circulation pump only relatively simple circuits those that can be executed without microprocessors and can be easily accommodated in the engine compartment.

Wenn der Wärmeträger unabhängig vom Motor bzw. der Kühlmit telpumpe des Kühlerkreislaufs zirkulierbar ist, ist es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, daß die Zirkulation des Wärmeträgers über den Speicher beim Öffnen der Fahrertür selbsttätig anläuft, um bereits vor dem Motorstart die Motor temperatur zu erhöhen.If the heat transfer medium is independent of the engine or the coolant telpump of the radiator circuit is circulable, it is a another advantageous embodiment that the circulation of the Heat transfer medium via the accumulator when opening the driver's door starts automatically to start the engine before the engine starts increase temperature.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens mit einem Verbrennungsmotor, einem über den Motor führenden Kühlmittelkreislauf und einem Wärmespeicher, der einen Zufluß und einen Abfluß aufweist, die unter Umge hung des Speicherinnenraums durch einen Bypass verbindbar sind, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß im Bypass ein zwischen einer geschlossenen und einer voll geöffneten Stel lung verstellbares erstes Ventil und im Abfluß der Speichers ein zwischen einer voll geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegliches zweites Ventil angeordnet ist, daß in dem stromab von beiden Ventilen vereinigten Strömungsweg des Wärmeträgers eine temperaturabhängige Stellvorrichtung für die Ventile angeordnet ist, die derart ausgelegt ist, daß bei einem geschlossenen Ventil das jeweils andere Ventil zumin dest teilweise geöffnet ist und daß oberhalb einer vorgegebe nen oberen Temperaturschwelle die Ventile einen den Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher ermöglichende Stellung und unterhalb einer vorgegebenen unteren Temperaturschwelle die Ventile eine den Durchfluß durch den Speicher sperrende Stellung einnehmen, wobei vorzugsweise im vereinigten Strö mungsweg eine Temperaturänderungen unmittelbar in eine mecha nische Stellbewegung umsetzende Vorrichtung angeordnet ist und mit den Ventilen in Wirkverbindung steht, und in beson ders bevorzugter Ausgestaltung ein Dehnstoff-Arbeitselement.A circuit arrangement for performing the inventive ß procedure with an internal combustion engine, one over the Engine leading coolant circuit and a heat accumulator, which has an inflow and an outflow, the under storage by a bypass are designed according to the invention such that a bypass between a closed and a fully open position adjustable first valve and in the drain of the storage one between a fully open and a closed one Position movable second valve is arranged that in the flow path of the downstream of both valves Heat carrier a temperature-dependent control device for the valves is arranged, which is designed such that at a closed valve to the other valve at least partially open and that above a given NEN upper temperature threshold, the valves the flow of the heat carrier through the position enabling position and below a predetermined lower temperature threshold the valves block the flow through the accumulator Take a position, preferably in the combined stream a temperature change immediately into a mecha African adjusting movement converting device is arranged and is in operative connection with the valves, and in particular ders preferred embodiment an expansion work element.

Solche Dehnstoff-Arbeitselemente können in einer handelsübli chen Ausführung verwendet werden, bei welcher ein Stift in einen mit einem Dehnstoff gefüllten Behälter eintaucht und durch dessen oberhalb einer Temperaturschwelle eintretende Ausdehnung gegen die Wirkung einer Rückstellfeder aus dem Behälter herausgeschoben wird. Mit dem Stift und dem Behäl ter kann jeweils ein Ventilkörper verbunden werden, wobei der Einbau so vorgenommen werden kann, daß unter Berücksichtigung der gegenläufigen Bewegung beider Ventilkörper das eine Ven til geöffnet wird, wenn sich das andere Ventil schließt. Die Ventilkörper können aber auch beide gemeinsam z. B. am Behäl ter angebracht sein, während der Stift fest mit dem Ventilge häuse verbunden ist.Such expansion work elements can be in a commercial Chen version are used, in which a pin in dips a container filled with an expansion material and by its entering above a temperature threshold Expansion against the action of a return spring from the Container is pushed out. With the pen and the container ter a valve body can be connected, the Installation can be made so that taking into account the opposite movement of both valve bodies the one Ven til is opened when the other valve closes. The Valve body can also both z. B. on the container ter attached while the pin is firmly attached to the valve is connected to the house.

Vorzugsweise ist den Ventilen eine willkürliche Steuerung zugeordnet, die geeignet ist, die Ventile in eine einen Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher ermöglichende Stellung zumindest dann zu überführen, wenn die Temperatur im vereinigten Strömungsweg vor der Aktivierung der Steuerung einen unteren Grenzwert nicht unterschreitet, wobei vorzugs weise die willkürliche Steuerung eine zu- und abschaltbare elektrische Heizung zur Temperaturanhebung in dem Bereich des vereinigten Strömungswegs umfaßt, von dessen Temperatur die Stellung der Stellvorrichtung abhängig ist.The valves are preferably an arbitrary control assigned, which is suitable for the valves in one Flow of the heat transfer medium through the memory Transfer position at least when the temperature in the united flow path before activation of the control does not fall below a lower limit, with preference the arbitrary control can be switched on and off electric heater for raising the temperature in the area of the united flow path, the temperature of which the Position of the actuator is dependent.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Wärmespeicher, die Ventile und deren Steuerung eine Mon tageeinheit bilden. Wenn der Speicher einen Innenbehälter und einem Außenbehälter umfaßt, die zwischen sich einen den In nenbehälter thermisch isolierenden Bereich einschließen, ist die Anordnung vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Ventile und deren Steuerung im thermisch isolierten Bereich des Spei chers angeordnet sind. Dabei ist es möglich die Ventile und ihre Steuerung in dem vom Innenbehälter umschlossenen Raum anzuordnen.A particularly preferred embodiment is that the heat accumulator, the valves and their control a Mon form a daily unit. If the store has an inner container and an outer container, the one between them in include a thermally insulating area the arrangement is preferably designed so that the valves and their control in the thermally insulated area of the Spei chers are arranged. It is possible to use the valves and their control in the space enclosed by the inner container to arrange.

Eine besonders einfache Gestaltung wird erreicht, wenn nach einer weiteren Variante.A particularly simple design is achieved if after another variant.

Eine besonders einfache Ausführung der Ventilsteuerung ergibt sich, wenn die Ventilkörper beider Ventile zu einer Einheit verbunden sind.A particularly simple design of the valve control results itself when the valve body of both valves becomes one are connected.

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert.Based on the following description of the in the drawing Embodiments of the invention shown will this explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung des Kühlmittelkreislaufs eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors mit Kühler, Heizungswärmetauscher und Wärmespeicher, Fig. 1 shows a circuit arrangement of the coolant circuit of an automotive internal combustion engine equipped with a condenser, heating heat exchanger and heat accumulator,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Wärmespeichers der zusammen mit der Ventilsteuerung als Montage heit ausgebildet ist,A schematic representation of which is formed integral with the valve control assembly as Fig. 2 of a heat accumulator,

Fig. 3 die Anschlußseite eines Wärmespeichers mit einer einbezogenen Ventilsteuerung unter Verwendung eines Dehnstoff-Arbeitselements in einer den Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher gestattenden Stellung und Fig. 3 shows the connection side of a heat accumulator with a valve control involved using an expansion working element in a position permitting the flow of the heat carrier through the accumulator and

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, jedoch mit einer die Umgehung des Speichers bewirkenden Ven tilstellung. Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, but with a bypassing the memory causing Ven valve position.

Der in Fig. 1 dargestellte Kühlmittelkreislauf eines Verbren nungsmotors 10 besitzt einen ersten, über einen Kühler 12 führenden Kühlerkreislauf 14, der unter Umgehung des Kühlers 12 mittels eines Dreiwegeventils 16 und einer Leitung 18 kurzgeschlossen werden kann, solange der Motor seine Be triebstemperatur noch nicht erlangt hat. Zur Umwälzung des Kühlmittels dient eine vom Motor 10 antreibbare Kühlmittel pumpe 20.The coolant circuit of a Burn voltage motors 10 shown in Fig. 1 has a first, leading via a cooler 12 cooler circuit 14 which bypasses the radiator 12 by means of a three-way valve 16 and a line 18 may be short-circuited when the engine operating temperature his Be not attained Has. A coolant pump 20 that can be driven by the engine 10 serves to circulate the coolant.

Ein zweiter Kreislauf, der Heizungskreislauf 22, verläuft vom Motor 10 über einen Heizungswärmetauscher 26 und von diesem zurück zur Kühlwasserpumpe 20. Über Leitungsanschlüsse 28 und 30 ist mit dem Heizungskreislauf 22 ein in den Fig. 2 bis 4 näher dargestellter Wärmespeicher 32 verbunden. Stromauf vom Wärmespeicher 32 ist im Heizungskreislauf eine Umwälzpum pe 34 angeordnet, die eine vom Motorbetrieb und damit von der Kühlmittelpumpe 20 unabhängige Zirkulation des Kühlmittels über den Wärmespeicher 32 ermöglicht.A second circuit, the heating circuit 22 , runs from the engine 10 via a heating heat exchanger 26 and from there back to the cooling water pump 20 . A heat accumulator 32, which is shown in more detail in FIGS. 2 to 4, is connected to the heating circuit 22 via line connections 28 and 30 . Upstream of the heat accumulator 32 , a Umwälzpum pe 34 is arranged in the heating circuit, which enables independent of the engine operation and thus of the coolant pump 20 circulation of the coolant through the heat accumulator 32 .

Eine hinsichtlich ihrer Aufgabe später noch näher erläuterte elektrische Schaltung und ihre Verbindung mit der Umwälzpumpe 34 und einer im Speicher angeordneten Heizung ist schematisch dargestellt und mit 36 bezeichnet.An electrical circuit, which will be explained in more detail later, and its connection to the circulating pump 34 and a heater arranged in the memory is shown schematically and designated by 36.

Wie die Fig. 2 zeigt, besteht der Wärmespeicher 32 aus einem Außenbehälter 38 und einem Innenbehälter 40, zwischen denen ein vorzugsweise zur thermischen Isolation des Innenbehälters 30 evakuierter Isolierraum 42 ausgebildet ist.As shown in FIG. 2, the heat accumulator 32 consists of an outer container 38 and an inner container 40 , between which an insulating space 42 is preferably evacuated for the thermal insulation of the inner container 30 .

Der Leitungsanschluß 28 ist durch den Isolierraum 42 hindurch direkt mit dem Zufluß 44 des Innenbehälters 40 verbunden, während der Leitungsanschluß 30 mit dem Ausgang einer im Iso lierraum 42 angeordneten Ventilanordnung 46 verbunden ist, die zwei Eingänge aufweist, deren einer durch einen die Umge hung des Speicherinnenraums 48 ermöglichenden Bypass 50 mit dem Leitungsanschluß 30 und deren anderer mit dem Abfluß 52 aus dem Speicherinnenraum 48 verbunden ist. Den beiden Ein gängen der Ventilanordnung 46 ist jeweils ein Ventil 54 bzw. 56 zugeordnet, wobei die Prinzipskizze in Fig. 2 eine Ausfüh rungsform zeigt, bei der beweglichen Ventilkörper 58 bzw. 60 der beiden Ventile 54 und 56 zu einer gemeinsam beweglichen Einheit derart verbunden sind, daß eines der Ventile voll geöffnet ist, wenn das andere Ventil geschlossen ist. Während einer Zwischenstellung sind beide Ventile geöffnet, so daß der dem Speicher 32 über den Leitungsanschluß 28 zugeführte Kühlmittelstrom teilweise über den Speicherinnenraum 48 und das Ventil 56 und teilweise über den Bypass 50 und das Ventil 54 in den mit dem Leitungsanschluß 30 in Verbindung stehenden Raum 62 der Ventilanordnung 46 zufließen kann, von wo aus er den Speicher 32 verläßt. Im Raum 62 vereinigen sich also die über beide Ventile 54 und 56 geführten Kühlmittelteilströme, wobei der eine oder andere Teilstrom bis auf Null reduziert werden kann. Ist das Ventil 56 geschlossen, kann kein Kühl mittel aus dem Speicherinnenraum 48 austreten und demnach fließt der gesamte über den Leitungsanschluß 28 ankommende Kühlmittelstrom über den Bypass 50 und den Leitungsanschluß 30 unter Umgehung des Speicherinnenraums 48.The line connection 28 is connected through the insulating space 42 directly to the inflow 44 of the inner container 40 , while the line connection 30 is connected to the output of a valve arrangement 46 arranged in the insulating space 42 , which has two inputs, one of which through one of the vice of the accumulator inner space 48 enabling the bypass 50 to the lead terminal 30 and the other of which is connected to the drain 52 out of the store interior 48th The two inputs of the valve arrangement 46 are each assigned a valve 54 or 56 , the schematic diagram in FIG. 2 showing an embodiment in which the movable valve bodies 58 and 60 of the two valves 54 and 56 are connected to form a jointly movable unit are that one of the valves is fully open when the other valve is closed. During an intermediate position, both valves are opened, so that the coolant flow supplied to the accumulator 32 via the line connection 28 partly via the accumulator interior 48 and the valve 56 and partly via the bypass 50 and the valve 54 into the space 62 connected to the line connection 30 the valve assembly 46 can flow from where it leaves the memory 32 . The partial coolant flows led via both valves 54 and 56 thus unite in space 62 , one or the other partial flow being able to be reduced to zero. If the valve 56 is closed, no coolant can escape from the storage interior 48 and accordingly the entire coolant flow arriving via the line connection 28 flows through the bypass 50 and the line connection 30 bypassing the storage interior 48 .

Die Steuerung der Ventile 54 und 56 erfolgt in Abhängigkeit von der im Raum 52 der Ventilanordnung 46 herschenden Tempe ratur. Eine dafür geeignete Konstruktion unter Verwendung eines Dehnstoff-Arbeitselements 64 zeigen die Fig. 3 und 4.The control of the valves 54 and 56 takes place in dependence on the temperature prevailing in the space 52 of the valve arrangement 46 . A suitable construction using an expansion working element 64 is shown in FIGS. 3 and 4.

Dieses Dehnstoff-Arbeitselements 64 besitzt einen rohrförmi gen Behälter 66, in dem sich ein Dehnstoff, z. B. ein Wachs, befindet, der sich beim überschreiten einer oberen Temperatur schwelle ausdehnt, wobei die Temperaturschwelle durch Auswahl des geeigneten Dehnstoffs bestimmbar ist. Durch die Ausdeh nung des Dehnstoff wird ein in den Behälter 66 eintauchender Stift 68 gegen die Wirkung einer nicht dargestellten Rück stellfeder aus dem Behälter 66 geschoben. Dieser Stift 68 ist bei der dargestellten Anordnung fest mit dem Gehäuse 70 der Ventilanordnung 46 verbunden, so daß sich der Behälter 66 im Raum 62 der Ventilanordnung 46 bewegt. Der Behälter 66 trägt zwei tellerförmige Ventilkörper 58 und 60 die zur Bildung der Ventile 54 und 56 Ventilöffnungen 72 bzw. 74 zugeordnet sind. Beim Überschreiten einer unteren Temperaturschwelle beginnt der Stift 68 sich aus dem Behälter 66 zu schieben, so daß der Ventilkörper 60 leicht angehoben wird und ein Teilstrom des am Speicher ankommenden Kühlmittels über den Speicherinnenraum 48 strömen kann. Beim Erreichen einer oberen Tempera turschwelle ist das Ventil 56 voll geöffnet und das Ventil 54 durch den ebenfalls am Behälter 66 angebrachten, tellerförmi gen Ventilkörper 58 geschlossen, wodurch der Kühlmittelstrom über den Bypass 50 unterbrochen wird und der gesamte Kühlmit telstrom über den Speicherinnenraum geführt wird. Spätestens wenn der ganze Inhalt des Speicherinnenraums 48 beim Motor kaltstart in den Kühlmittelkreislauf ausgeströmt ist, muß das Ventil 56 wieder geschlossen sein. Dies geschieht durch die nicht gezeigte Rückstellfeder, weil in der Endphase der Ent leerung des heißen Speicherinhalts durch das Absinken der Kühlmitteltemperatur im Raum 62 unter die untere Temperatur schwelle das Dehnmittel der Kraft der Rückstellfeder keinen Widerstand mehr entgegensetzt. Zugleich wird das Ventil 54 voll geöffnet und ermöglicht die Umgehung des Speicherinnen raums 48.This expansion working elements 64 has a rohrförmi gene container 66 in which an expansion material, for. B. a wax, is the threshold expands when an upper temperature is exceeded, the temperature threshold can be determined by selecting the appropriate expansion material. Due to the expansion of the expansion material a pin 68 immersed in the container 66 against the action of a return spring, not shown, is pushed out of the container 66 . In the arrangement shown, this pin 68 is fixedly connected to the housing 70 of the valve arrangement 46 , so that the container 66 moves in the space 62 of the valve arrangement 46 . The container 66 carries two plate-shaped valve bodies 58 and 60 which are associated with valve openings 72 and 74 to form the valves 54 and 56 . When a lower temperature threshold is exceeded, the pin 68 begins to slide out of the container 66 , so that the valve body 60 is raised slightly and a partial flow of the coolant arriving at the store can flow over the store interior 48 . When an upper temperature threshold is reached, the valve 56 is fully open and the valve 54 is closed by the valve body 58 , which is also attached to the container 66 , whereby the coolant flow is interrupted via the bypass 50 and the entire coolant flow is conducted through the storage space. The valve 56 must be closed again at the latest when the entire contents of the storage interior 48 have flowed into the coolant circuit when the engine is cold started. This is done by the return spring, not shown, because in the final phase of the emptying of the hot memory content by the drop in the coolant temperature in the space 62 below the lower temperature threshold, the expansion means of the force of the return spring no longer offers any resistance. At the same time, the valve 54 is fully opened and enables the bypassing of the inner space 48 .

Falls es erwünscht ist, einen Durchfluß durch den Speicher innenraum 48 auch dann zu ermöglichen, wenn die Temperatur im Raum 62 unter den erforderlichen Schwellenwert abgesunken ist, um nach den Stillsetzen des Motors mit der anfallenden Motorwärme den Speicher weiter zu laden oder um bei unter der Schwellentemperatur liegender Temperatur der Speicherinhalts dessen Wärme in einer Kaltstartsituation zu nutzen, wird ein von außen, nämlich von der ansteuerbare willkürliche Ventil steuerung in Form einer den Behälter 66 umgebenden elektri schen Heizwendel 80 aktiviert. Dadurch wird die Temperatur des Dehnmittels über den oberen Schwellenwert angehoben und das Ventil 54 geschlossen, während gleichzeitig das Ventil 56 geöffnet wird. Zugleich wird gegebenenfalls die Umwälzpumpe 36 in Betrieb gesetzt, damit unabhängig von der nur während des Motorbetriebs aktivierten Kühlwasserpumpe 20 eine Zirkula tion des Kühlmittels über den Speicherinnenraum 48 stattfin den kann.If it is desired to allow a flow through the storage interior 48 even when the temperature in the space 62 has dropped below the required threshold in order to continue to load the storage after the engine is stopped with the engine heat accumulated or to be below the Threshold temperature lying temperature of the storage contents to use its heat in a cold start situation is activated from the outside, namely by the controllable arbitrary valve control in the form of a container 66 surrounding electrical heating filament 80 . As a result, the temperature of the expansion means is raised above the upper threshold value and the valve 54 is closed, while at the same time the valve 56 is opened. At the same time, the circulation pump 36 may be put into operation, so that a circulation of the coolant via the storage space 48 can take place independently of the cooling water pump 20 which is only activated during engine operation.

Claims

1. A method for operating heat storage in the coolant circuit of internal combustion engines, in particular in motor vehicles and in particular for heating the engine during a cold start, with a heat transfer medium that can be circulated in a coolant circuit leading through the engine, the heat storage device having an inflow and an outflow for the heat transfer medium , The valve-controlled via a bypass bypassing the Speicherin nenraum can be connected directly to one another, characterized in that the inflow is constantly connected to the interior of the memory that the outflow is adjusted by a valve between a closed and a fully open state, depending on the temperature, that the Bypass is adjusted by a valve between a fully open and a closed state depending on the temperature, such that when the one valve is closed, the other valve is at least partially open, the valve position depending on v on the temperature of the heat transfer stream, which is formed by the union of the part flows through both valves, is controlled so that the drain opens when a given upper temperature threshold is exceeded and is closed when the temperature drops below a lower temperature.

2. The method according to claim 1, characterized in net that the valves through a combined heat transfer medium arranged, temperature changes immediately into a controlled mechanical actuating device will.

3. The method according to claim 2, characterized in net that the two valves from one in the combined heat Carrier current arranged expansion working element controlled will.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that the temperature-dependent control the valves from an arbitrary control in such a way gert is that when the temperature of the combined heat carrier current is below the upper temperature threshold, by activating the arbitrary control the valves in a position permitting the flow through the reservoir at least be transferred when the temperature prior to activation above a lower limit det.

5. The method according to claim 4, characterized in net that the arbitrary control by heating the Be Reichs takes place, the temperature of which is temperature-dependent Control affects.

6. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that at the latest when the engine is started a feed pump started in the circuit and the arbitrary Control is activated for a maximum period of time that for the complete exchange of the storage volume is sufficient is.

7. The method according to any one of the preceding claims che in a system in which the heat transfer medium is independent can be circulated by engine operation, characterized in that that at the latest when the engine ignition is switched off arbitrary control activated and circulation over the Storage is operated for a period of time that the Exchange of storage volume enabled.

8. The method according to claim 7, characterized in net that the circulation of the heat transfer medium through the memory starts automatically when the driver's door is opened.

9. Circuit arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 8 with an internal combustion engine ( 10 ), a coolant circuit leading over the engine ( 22 ) and a heat accumulator ( 34 ) having an inflow ( 44 ) and an outflow ( 52 ) which can be connected bypassing the storage space ( 48 ) by means of a bypass ( 50 ), characterized in that in the bypass ( 50 ) a first valve ( 54 ) adjustable between a closed and a fully open position and in the drain of the storage a between a fully open and a closed Stel development movable second valve ( 56 ) is arranged that in the downstream of both valves ( 54 , 56 ) combined flow path of the heat transfer medium, a temperature-dependent actuating device ( 64 ) for the valves is arranged, which such is designed that the other valve is at least partially open with a closed valve and that upper half one r predetermined upper temperature threshold, the valves assume a position allowing the flow of the heat transfer medium through the accumulator ( 32 ) and below a predetermined lower temperature threshold, the valves assume a position blocking the flow through the accumulator.

10. Arrangement according to claim 9, characterized net that a temperature change in the combined flow path immediately converting into a mechanical actuating movement Device is arranged and with the valves in Wirkver bond stands.

11. The arrangement according to claim 10, characterized records that this device is an expansion working element is.

12. Arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized in that the valves an arbitrary Control is assigned, which is suitable for the valves in a flow of the heat transfer medium through the memory possible position to transfer at least if the Temperature in the combined flow path before activation the controller does not fall below a lower limit.

13. Arrangement according to claim 12, characterized shows that the arbitrary control a to and from switchable electric heater for raising the temperature in the Area of the merged flow path, from whose Tem temperature the position of the actuator is dependent.

14. Arrangement according to one of claims 9 to 13, characterized in that the heat accumulator (), the Ven tile and its control form an assembly unit.

15. Arrangement according to claim one of claims 9 to 14 with an inner container and an outer container of the Storage, the inner container ther between them Include a mixed insulating area, characterized by net that the valves and their control in thermal iso gated area () of the memory are arranged.

16. The arrangement according to claim 15, characterized records that the valves and their control in the in Nene container enclosed space are arranged.

17. Arrangement according to one of claims 9 to 16, characterized in that the valve body of both valves are connected to one unit.