DE202008002696U1 - System zum Temperieren eines SCR-Additivs in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

System zum Temperieren eines SCR-Additivs in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

System zum Temperieren eines NOx-Reduktionsadditivs, insbesondere einer Harnstoff-Wasser-Lösung, für ein SCR-Katalysator-System (D) in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch Mittel für einen Wärmeaustausch zwischen dem Reduktionsadditiv (SCR) und einem Kältemittelkreislauf (A/2a, 2b) einer Kältemittel-Anlage des Kraftfahrzeuges.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Temperieren eines NOx-Reduktionsadditivs, insbesondere einer Harnstoff-Wasser-Lösung, für ein SCR-Katalysator-System in einem Kraftfahrzeug.
  • In der Kraftfahrzeug-Technik werden insbesondere bei Dieselmotoren zum Teil so genannte SCR-Katalysatoren eingesetzt (SCR = selective catalytic reduction), wobei eine wässrige, beispielsweise 32,5%-ige Hamstoff-Lösung als NOx-Reduktionsadditiv verwendet wird. Dabei ist es ein bekanntes Problem, dass eine Hamstoff-Wasser-Lösung auf Grund eines relativ hohen Gefrierpunktes (etwa – 11°C) bereits bei solchen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigt, die je nach Witterung und je nach geografischer Lage durchaus nicht selten sind.
  • Die EP 1 698 769 A2 beschreibt daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen eines Additivs zur Abgas-Reinigung bei einem Fahrzeug, wobei im obigen Sinne das Additiv auf eine Temperatur oberhalb seines Gefrierpunktes erwärmt wird. Dies kann entweder über die Wärme des Motor-Kühlmittels oder über die Verlustwärme eines so genannten Retarders erfolgen. Beide Wärmequellen stehen aber erst nach einer bestimmten Betriebszeit des Fahrzeuges zur Verfügung, so dass während einer Kaltstartphase keine oder nur eine unzureichende Wärme zur Verfügung steht.
  • Die DE 198 18 649 A1 beschreibt eine Fahrzeugklimaanlage in einer besonderen Verwendung mit einem Heizmodus („Wärmepumpen-Modus") zum Aufheizen des Motor-Kühlmittels und damit im Falle eines Kaltstarts zur schnelleren Aufheizung des Motors und des Fahrzeuginnenraums.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System der eingangs beschriebenen, gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem ein SCR-Additiv besonders effektiv und auch schon während einer Fahrzeug-Kaltstartphase temperiert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch Mittel für einen Wärmeaustausch zwischen dem Reduktionsadditiv des SCR-Katalysator-Systems und einem Kältemittelkreislauf einer praktisch beliebigen „Kälteanlage", wie insbesondere einer Klimaanlage, des Kraftfahrzeuges erreicht. Somit kann das SCR-Reduktionsadditiv direkt oder auch indirekt erwärmt oder bei Bedarf z. B. durch einen „Umschaltbetrieb" gekühlt werden. Der Wärmeaustausch ist nach Inbetriebnahme des Fahrzeuges und seiner Kälteanlage schon sehr schnell und mit recht hoher Effizienz möglich. Als Kälteanlage kommt eventuell auch eine Fahrzeug-Kühlraumanlage im Betrieb als „Wärmepumpe" in Frage.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale und besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung enthalten.
  • Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielhaft genauer erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgelegten Kälteanlage, beispielhaft in einer Ausführung als Fahrzeug-Klimaanlage,
  • 2 einen Ausschnitt im Bereich II gemäß 1 in einer Ausführungsvariante im Bereich eines SCR-Wärmetauschers,
  • 3 eine stark schematische Darstellung eines Tank-Wärmetauschers,
  • 4 einen weiteren Ausschnitt im Bereich IV gemäß 1 mit einem optionalen (zusätzlichen) zur Kühlung vorgesehenen SCR-Wärmetauscher,
  • 5 ein mögliches Druck-Enthalpie-Diagramm des erfindungsgemäßen Systems,
  • 6 bis 10 stark verallgemeinerte, schematische Blockschaltbilder zur Erläuterung mehrerer verschiedener Betriebsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems mit Angabe von Wärmefluss-Richtungen,
  • 11 ein Blockschaltbild einer für verschiedene, wählbare (einstellbare) Betriebsmöglichkeiten konzipierten „Universalschaltung",
  • 12 ein schematisches Schaltbild eines SCR-Katalysator-Systems mit einer beispielhaften Reduktionsadditiv-Versorgung und
  • 13 einen Abschnitt einer SCR-Leitung mit paralleler Heizleitung.
  • Einleitend sei bemerkt, dass im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Begriff „Wärmetauscher" sehr allgemein zu verstehen ist, d. h. es muss sich nicht um einen Durchlauf-Tauscher mit zwei Strömungswegen für zwei Medien handeln. Vielmehr bezeichnet der Begriff „Wärmetauscher" jede Einrichtung bzw. jedes Element, die oder das geeignet ist, eine Wärmeübertragung von einem ersten Medium (insbesondere Kältemittel) auf ein zweites Medium (insbesondere SCR-Reduktionsadditiv) oder umgekehrt zu bewirken. Dabei muss auch wenigstens eines der Medien nicht oder zumindest nicht ständig oder nur geringfügig in Strömungsbewegung sein. Dies gilt speziell für das SCR-Reduktionsadditiv, weil dieses wegen eines sehr geringen Verbrauchs nahezu ohne Bewegung in dem Leitungs- und Versorgungssystem enthalten ist.
  • In 1 ist beispielhaft eine Klimaanlage 1 in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Mitteln für einen Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittelkreislauf 2a oder 2b (4) und einem Reduktionsadditiv eines SCR-Katalysator-Systems veranschaulicht, wobei in 1 das Katalysator-System nicht im Einzelnen dargestellt, sondern lediglich durch das Reduktionsadditiv mit der Bezeichnung „SCR" angedeutet ist.
  • In der Ausführung gemäß 1 sind Mittel für einen direkten Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittelkreislauf 2a bzw. 2b der Klimaanlage 1 und dem Reduktionsadditiv SCR vorgesehen, wobei gemäß 1 eine Erwärmung des Reduktionsadditivs SCR und/oder optional gemäß 4 eine Kühlung des Reduktionsadditivs SCR möglich ist. Dazu wäre der Schaltungsteil gemäß 4 über Trennstellen T1, T2 und T3 gegen den entsprechenden Teil in 1 zu tauschen.
  • In einer Ausführungsvariante gemäß 2 handelt es sich um einen indirekten Wärmeaustausch über einen Zwischenkreislauf 4 eines Wärmeträgermediums, wobei im Beispiel gemäß 2 der Zwischenkreislauf 4 ein zusätzlicher, in sich geschlossener Kreislauf eines an sich beliebigen Wärmeträgermediums ist. Hierbei kann innerhalb dieses geschlossenen Zwischenkreislaufs 4 eine Pumpe 5 vorgesehen sein. Über Trennstellen T4 und T5 in 1 wäre der Teil gemäß 2 mit der übrigen Schaltung zu verbinden.
  • Alternativ zur Ausführung gemäß 2 kann der Zwischenkreislauf 4 auch Bestandteil eines Kühlmittel-Kreislaufs 6 eines Motors M sein, wie er teilweise in 1 eingezeichnet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass zusätzlich zu dem Reduktionsadditiv SCR auch das Motor-Kühlmittel erwärmt wird, was beim Kaltstart eine schnellere Aufheizung des Motors M und über das übliche Heizsystem auch des Fahrzeuginnenraums zur Folge hat.
  • Wie weiter in 1 dargestellt ist, sind in einem nur gestrichelt angedeuteten Luftführungsteil 8 des Fahrzeugs, der so genannten HVAC-Einheit (HVAC = heating, ventilating and airconditioning), einerseits ein erster, vom Motor-Kühlmittel durchströmter Wärmetauscher 10 (Heizelement) und andererseits ein zweiter, insbesondere von einem Verdampfer 11 der Klimaanlage 1 gebildeter Wärmetauscher 12 angeordnet.
  • Die Klimaanlage 1 ist nun erfindungsgemäß so konzipiert, dass sie wahlweise in einem Kühlbetrieb oder in einem Heizbetrieb (Wärmepumpenmodus) betreibbar ist. Dazu sind gemäß 1 Schaltventile 14 und 16 derart vorgesehen, dass für den Heizbetrieb (Pfeile H) der Kältemittelkreislauf 2a über einen Verdichter 18, einen SCR-Wärmetauscher 20, ein Expansionsventil 22, den Verdampfer 11 und einen Kondensator 24 erfolgt, während für den Kühlbetrieb (Pfeile K) der „normale" Kältemittelkreislauf 2b über den Verdichter 18, den Kondensator 24, das Expansionsventil 22 und den Verdampfer 11 erfolgt. Hierbei kann gemäß 4 optional für eine Kühlung des Reduktionsadditivs SCR (z. B. in heißen Umgebungsbereichen innerhalb eines Fahrzeugs, wie am Abgasstrang) zwischen dem Expansionsventil 22 und dem Verdampfer 11 ein SCR-Wärmetauscher 26 vorgesehen sein. Im Heizbetrieb (H) dient bevorzugt die Umgebungsluft als Wärmequelle (Wärmeaufnahme insbesondere über den Kondensator 24), es ist aber auch wenigstens eine andere Wärmequelle möglich.
  • Weiterhin kann in bevorzugter Ausgestaltung zwischen dem Verdampfer 11 und dem Kondensator 24 ein Sammler 28 und/oder ein Zusatz-Wärmetauscher 30 angeordnet sein. Der Zusatz-Wärmetauscher 30 dient zu einem „inneren Wärmeaustausch" des Kältemittels.
  • An dieser Stelle sei noch bemerkt, dass – je nach Art des verwendeten Kältemittels – der Kondensator 24 auch durch einen Gaskühler ersetzt werden kann (bei einem überkritischen Kreisprozess, z. B. Kaltdampfprozess), wobei der Gaskühler – analog zu dem Kondensator 24 – auch zur Wärmeaufnahme insbesondere aus der Umgebungsluft dient. Zudem kann im Bereich des Expansionsventils 22 auch eine Mehrstufen-Expansion vorgesehen sein, wie sie beispielhaft im Diagramm gemäß 5 gestrichelt eingezeichnet ist.
  • Für die Ausgestaltung des bzw. der verwendeten Wärmetauscher gibt es verschiedene Möglichkeiten. Gemäß 1 und 4 kann der bzw. jeder SCR-Wärmetauscher 20, 26 als Durchflusstauscher 32 mit einem ersten Durchfluss 32a für das Kältemittel und einem zweiten Durchfluss 32b für das Reduktionsadditiv SCR ausgebildet sein. Gemäß 3 kann der/jeder SCR-Wärmetauscher auch als Tanktauscher 34 mit einem Tank 34a für das Reduktionsadditiv SCR und einem z. B. als Rohrwendel ausgebildeten Durchfluss 34b für das Kältemittel ausgebildet sein.
  • Gemäß 2 besteht der SCR-Wärmetauscher 20 für den indirekten Wärmeaustausch über den Zwischenkreislauf 4 aus zwei Teil-Wärmetauschern 36a und 36b, und zwar aus einem ersten Wärmetauscher 36a zwischen dem Kältemittelkreislauf 2a und dem Zwischenkreislauf 4 und einem zweiten Wärmetauscher 36b zwischen dem Zwischenkreislauf 4 und dem Reduktionsadditiv SCR. Wie dargestellt können beide Wärmetauscher 36a und 36b als Durchflusstauscher analog zu 1 und 4 ausgebildet sein. Alternativ ist natürlich auch eine Ausgestaltung als Tanktauscher analog zu 3 möglich. Dies gilt vor allem für den. zweiten Wärmetauscher 36b.
  • Für den Verdichter 18 kann mit Vorteil eine ortsunabhängige Ausführung mit eigenem, insbesondere elektromotorischem Antrieb verwendet werden. Im Gegensatz zu einem so genannten „offenen Verdichter", der von dem Kfz-Motor M z. B. über einen Riemenantrieb angetrieben wird und daher in Motornähe angeordnet sein muss, kann der elektrisch angetriebene Verdichter ortsunabhängig und daher beispielsweise auch in Tanknähe angeordnet sein.
  • In den 6 bis 10 sind verschiedene Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Systems in vereinfachter Blockdarstellung veranschaulicht. Darin bedeuten:
    • A –
    Kältemittel-Kreislauf (2a, 2b) der Klimaanlage 1 (A/C-Kreislauf)
    B –
    Kühlmittel-Kreislauf (6) des Fahrzeugmotors M
    C –
    Zwischenkreislauf (4) eines Wärme- bzw. Kälteträgers
    D –
    SCR-System, Reduktionsadditiv (Harnstofflösung)
  • Für den Kreislauf A kann als Kältemittel – zumindest noch für eine bestimmte Zulässigkeitszeit – R 134 a oder auch z. B. R 152 a in einem Druckbereich von 3 bis 15 bar verwendet werden. In Zukunft wird aber bevorzugt R 744 (CO2) bei Hochdruck (40 bis 150 bar) eingesetzt werden. Dieses Kältemittel ist energetisch sowie auch hinsichtlich der Umweltverträglichkeit besonders geeignet.
  • Der Kreislauf B wird üblicherweise als Kühlmittel mit Wasser, insbesondere mit einem Frostschutz-Zusatz betrieben.
  • Der Kreislauf C kann mit stets flüssigem Medium (Pumpe) oder auch mit Phasenwechsel („thermische Pumpe") arbeiten.
  • In den 6 bis 10 sind die Wärmefluss-Richtungen für den Heizmodus (H) und für einen optionalen Kühlmodus (K) eingezeichnet.
  • Im Einzelnen zeigen:
  • 6 einen mittelbaren Wärmeübergang zwischen dem A/C-Kreislauf A und dem SCR-System D über den Motor-Kühlmittel-Kreislauf B,
  • 7 einen unmittelbaren Wärmeübergang A–D und zusätzlich A–B,
  • 8 einen mittelbaren Wärmeübergang A–D über den Zwischenkreislauf C, optional mit Wärmeübertragung A–B und/oder C–B,
  • 9 nur den unmittelbaren Wärmeübergang A–D und
  • 10 eine ortsabhängige Wärmeübertragung zwischen A und D und gegebenenfalls zwischen B und D von im Fahrzeug naheliegenden Bereichen innerhalb der Kreisläufe A/B auf D, wobei zusätzlich ein direkter Wärmeübergang zwischen A und B vorgesehen sein kann.
  • In 11 ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer „Universalschaltung" des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Darin ist der Motor M mit seinem im Fahrzeug-Frontbereich F angeordneten Kühler 38 und dem Kühlmittel-Kreislauf 6 dargestellt. Innerhalb des oben bereits erwähnten Luftführungsteils 8 (HVAC-Unit) sind der erste Wärmetauscher 10 und der zweite Wärmetauscher 12 angeordnet, wobei der zweite Wärmetauscher 12 in dem nur gestrichelt angedeuteten Kältemittel-Kreislauf A der Klimaanlage 1 liegt. Beide Wärmetauscher 10 und 12 können zudem in den Motor-Kühlmittel-Kreislauf 6 geschaltet werden, wozu Schaltventile (3-Wege-Ventile) a, b, c vorgesehen sind. Über das Luftführungsteil 8 wird temperierte (erwärmte oder gekühlte) Luft in Richtung der eingezeichneten Pfeile in den Fahrzeug-Innenraum 40 geleitet.
  • Weiterhin ist in 11 eine SCR-Wärmetauscher-Anordnung 42 dargestellt, die aus mehreren, parallel und/oder in Reihe geschalteten Wärmetauschern 42a–42h bestehen kann. Diese vereinfacht als Blöcke dargestellten „Wärmetauscher" symbolisieren beliebige SCR-Komponenten innerhalb des Versorgungssystems, wie z. B. Tank, Leitungen, Leitungsverbinder usw.. Die einzelnen Wärmetauscher können gegebenenfalls lokal an verschiedenen Stellen in dem Fahrzeug verteilt angeordnet sein. In diesem Beispiel ist die Wärmetauscher-Anordnung 42 auch von dem Motor-Kühlmittel durchströmbar. Es handelt sich somit um eine indirekte Wärmeübertragung über das Kühlmittel auf das SCR-System. Zusätzlich oder alternativ können elektrische Heizmittel 44 vorgesehen sein, und zwar insbesondere in Bereichen des SCR-Systems, in denen eine zusätzliche Wärmezufuhr gewünscht ist und/oder die durch den Kühlmittel- und/oder Kältemittel-Kreislauf nur schwer erreichbar sind („Hybridbeheizung").
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann eine (elektronische) Prioritätsschaltung 46 vorgesehen sein, die anhand bestimmter Messgrößen, z. B. Temperatur tM des Motors M bzw. des Kühlmittels und/oder Temperatur tp im Fahrzeug-Innenraum 40, die Schaltventile a, b, c sowie insbesondere auch die Klimaanlage und bevorzugt eine Pumpe 48 im Kühlmittel-Kreislauf 6 so ansteuert, dass bei einem Fahrzeug-Kaltstart zunächst zur vordringlichen und schnellen Erwärmung des SCR-Systems im Wärmemodus der Klimaanlage 1, vorzugsweise über den zweiten Wärmetauscher 12, das Motor-Kühlmittel erwärmt wird. Über den/die im Kühlmittel-Kreislauf liegenden SCR-Wärmetauscher 20 bzw. 42 gibt das z. B. im Wärmetauscher 12 erwärmte Kühlmittel seine Wärme an das SCR-System ab. Wenn das SCR-System genügend erwärmt, beispielsweise aus einem gefrorenen Zustand aufgetaut ist, kann mittels der Prioritätsschaltung 46 der Motor M in den Kühlmittel-Kreislauf geschaltet werden, um über den ersten Wärmetauscher 10 auch den Fahrzeug-Innenraum 40 zu beheizen. Vorteilhafterweise kann somit bei der dargestellten Schaltung auf Grund der Parallelschaltung von Motor M und Wärmetauscher-Anordnung 42 der Motor M zeitweise ganz von letzterer getrennt werden; eine Zuschaltung erfolgt automatisch temperaturabhängig.
  • Die „Universalschaltung" gemäß 11 ermöglicht zahlreiche Betriebsarten, und zwar vorteilhafterweise mit nur einer Pumpe 48. So können über die Schaltventile a, b, c der Motor M mit seinem Kühlmittel-Kreislauf und der zweite Wärmetauscher 12 zusammengeschaltet werden. Hierdurch kann das Motor-Kühlmittel über den A/C-Kreislauf A erwärmt werden. Ferner kann der Kühlmittel-Kreislauf des Motors M natürlich mit dem ersten Wärmetauscher 10 verbunden werden, um in herkömmlicher Weise mittels der Motorwärme den Fahrgastraum zu beheizen. In ebenfalls herkömmlicher Weise kann auch der Kühlmittel-Kreislauf des Motors M über den Fahrzeug-Kühler 38 geführt werden, um die Motorwärme an die in Pfeilrichtung strömende Umgebungsluft abzuführen. Eine Zusammenschaltung des Motors M und der SCR-Wärmetauscher-Anordnung 42 erlaubt eine Abführung der Motorwärme an das SCR-System. Schließlich ist die Zusammenschaltung der Wärmetauscher-Anordnung 42 mit dem zweiten Wärmetauscher 12 optional ohne Verbindung zum Motor M oder alternativ mit Verbindung zum Motor M möglich, um das SCR-System mittels des NC-Systems zu beheizen.
  • In 12 ist beispielhaft ein SCR-Katalysator-System veranschaulicht, wobei in einem Abgasstrang 50 ein SCR-Katalysator 52 angeordnet ist. Diesem in Abgasströmungsrichtung vorgeordnet kann optional ein Oxidationskatalysator 54 angeordnet sein. Vor dem SCR-Katalysator 52 wird über einen Injektor 56 das SCR-Reduktionsadditiv dosiert in den Abgasstrang 50 zugeführt. Das Reduktionsadditiv SCR ist in einem Tank 58 bevorratet und gelangt über Leitungen 60 über eine Fördereinheit 62 und weitere Leitungen 64 zum Injektor 56. Hierbei kann der Bereich der Leitungen 60 und/oder der Leitungen 64 als SCR-Wärmetauscher 20 ausgebildet sein, indem die jeweiligen Leitungen zumindest abschnittsweise durch den Kältemittel-Kreislauf A oder den Zwischenkreislauf C erwärmt werden, indem den Leitungen mindestens ein im Kreislauf A oder C liegendes Durchflusselement 65 zugeordnet ist. Im Falle der 12 ist das/jedes Durchflusselement 65 als tankartiger oder mantelartiger und die jeweilige(n) Leitung(en) abschnittsweise umschließender Behälter 67 ausgebildet. Die Wärmetauscher 20 gemäß 12 werden über die Trennstellen T4, T5 bzw. T4', T5' in die Schaltung gemäß 1 geschaltet. Es kann hierbei eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung der Wärmetauscher 20 vorgesehen sein. Natürlich können insbesondere im Bereich des Tanks 58 auch elektrische Heizmittel 44 vorgesehen sein. Entsprechendes gilt auch für den Bereich der Leitungen 60, 64. Bei dem in 12 dargestellten Beispiel sind die SCR-Leitungen jeweils als Hin- und Rückleitung ausgeführt, es könnte aber auch jeweils nur eine Leitung vorgesehen sein.
  • Was schließlich noch die 13 betrifft, so kann ein „Wärmetauscher" bzw. ein Wärmeübergang auch durch eine Art Doppelleitung 66 realisiert werden, wobei ein Leitungskanal 68 für das Reduktionsadditiv vorgesehen und parallel dazu als Durchflusselement 65 eine Leitung 70 geführt ist, durch deren Kanal 72 das jeweilige Wärmemedium geführt werden kann. Die Leitung 70 kann als gesondertes, insbesondere aus wärmeleitfähigem Material (Metall) bestehendes Teil in eine axiale, randoffene Aufnahme der Doppelleitung 66 eingelegt sein.
  • Darüber hinaus gibt es natürlich eine Vielzahl von beliebigen Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Wärmeübergang zu erreichen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im jeweiligen unabhängigen Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des jeweiligen unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1698769 A2 [0003]
    • - DE 19818649 A1 [0004]

Claims (18)

  1. System zum Temperieren eines NOx-Reduktionsadditivs, insbesondere einer Harnstoff-Wasser-Lösung, für ein SCR-Katalysator-System (D) in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch Mittel für einen Wärmeaustausch zwischen dem Reduktionsadditiv (SCR) und einem Kältemittelkreislauf (A/2a, 2b) einer Kältemittel-Anlage des Kraftfahrzeuges.
  2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel für einen direkten Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittelkreislauf (A/2a, 2b) der Kältemittel-Anlage, insbesondere einer Fahrzeug-Klimaanlage (1), und dem Reduktionsadditiv (SCR).
  3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel für einen indirekten Wärmeaustausch über einen Zwischenkreislauf (4/C) mit einem Wärmeträgermedium.
  4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreislauf (4/C) Bestandteil eines Motor-Kühlmittel-Kreislaufs (6/B) ist.
  5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreislauf (4/C) ein zusätzlicher, in sich geschlossener Kreislauf eines Wärmeträgermediums ist.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittel-Kreislauf (A/2a, 2b) des Kraftfahrzeuges wahlweise in einem Kühlbetrieb (K) oder in einem Heizbetrieb (H) betreibbar ist.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (2a) für den Heizbetrieb (H) aus einem Verdichter (18), mindestens einem SCR-Wärmetauscher (20), einem Expansionsventil (22), einem Verdampfer (11) und einem Kondensator (24) besteht.
  8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (26) für den Kühlbetrieb (K) aus einem Verdichter (18), einem Kondensator (24), einem Expansionsventil (22) und einem Verdampfer (11) besteht, wobei optional für eine Kühlung des Reduktionsadditivs (SCR) zwischen dem Expansionsventil (22) und dem Verdampfer (11) ein SCR-Wärmetauscher (26) vorgesehen ist.
  9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verdampfer (11) und dem Kondensator (24) ein Sammler (28) und/oder ein Zusatz-Wärmetauscher (30) angeordnet sind/ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet; dass der SCR-Wärmetauscher (20, 26) als Durchflusstauscher (32) mit einem ersten Durchfluss (32a) für das Kältemittel oder für das Zwischen-Wärmeträgermedium und einem zweiten Durchfluss (32b) für das Reduktionsadditiv (SCR) ausgebildet ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Wärmetauscher (20, 26) als Tanktauscher (34) mit einem Tank (34a) für das Reduktionsadditiv (SCR) und einem Durchfluss (34b) für das Kältemittel oder für das Zwischen-Wärmeträgermedium ausgebildet ist.
  12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Wärmetauscher (20, 26) aus mindestens einer SCR-Leitung (60, 64) für das Reduktionsadditiv (SCR) und einem der SCR-Leitung (60, 64) beigeordneten Durchflusselement (65) für das Kältemittel oder für das Zwischen-Wärmeträgermedium gebildet ist
  13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflusselement (65) als eine die SCR-Leitung (60, 64) zumindest abschnittsweise umschließende Umhüllung (67) ausgebildet ist.
  14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflusselement (65) aus mindestens einem Leitungskanal (72) besteht, der zumindest abschnittsweise zur Wärmeübertragung benachbart der SCR-Leitung (60, 64) verläuft.
  15. System nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei SCR-Wärmetauscher (20) bezüglich des Durchflusses des Kältemittels oder des Wärmeträgermediums in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
  16. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Wärmetauscher (20) für den indirekten Wärmeaustausch über den Zwischenkreislauf (4) aus zwei Teil-Wärmetauschern (36a, 36b) besteht, und zwar einem ersten Wärmetauscher (36a) zwischen dem Kältemittelkreislauf (2a) und dem Zwischenkreislauf (4) und einem zweiten Wärmetauscher (36b) zwischen dem Zwischenkreislauf (4) und dem Reduktionsadditiv (SCR).
  17. System nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (18) miteinem eigenen, insbesondere elektromotorischen Antrieb ausgestattet ist.
  18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittel-Anlage (1) mit einer einstufigen oder mehrstufigen Expansion arbeitet.
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