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Heizungsanlage für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage für Kraftfahrzeuge, bei
der mit einem Lufteinlaßkanal ein Wärmetauscher in Verbindung steht, von dem aus
mindesten je ein Luftführungskanal in den Fußraum und vor die Windschutzscheibe
gerichtet ist und bei der der Luftaustritt nach der Windschutzscheibe und nach dem
Fußraum hin getrennt absperrbar und regelbar ist.
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Heizungsanlagen dieser Art sind bei Kraftfahrzeugen gang und gäbe,
und zwar unabhängig davon, ob die Kraftfahrzeuge Antriebsmotoren mit Luft- oder
Wasserkühlung aufweisen.
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Grundsätzlich ist nämlich bei Kraftfahrzeugen der Wärmetauscher für
die Heizungsanlage an das Kühlsystem für den Antriebsmotor angeschlossen, d. h.,
nur solange durch das Kühlsystem Wärmeenergie vom Antriebsmotor abgeführt wird,
kann diese für den Betrieb der Heizungsanlage nutzbar gemacht werden. Bekannt ist
es auch, Kraftfahrzeuge zusätzlich mit einer sogenannten Standheizung auszustatten,
welche unabhängig vom Antriebsmotor arbeitet und in den meisten Fällen mit dem für
den Betrieb des Kraftfahrzeuges notwendigen Treibstoff befeuert wird. Solche Standheizungen
sind regelmäßig zusätzlich zu der normalen Heizungsanlage eingebaut und benutzen
zur Einleitung der aufgeheizten Luft das Fahrzeuginnere die bereits, für die normale
Heizungsanlage vorgesehenen Luftführungskanäle, welche zum Fußraum und vor die Windschutzscheibe
gerichtet sind.
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Sowohl die normalerweise in Kraftfahrzeugen vorhandenen, über einen
Wärmetauscher mit dem Kühlsystem des Antriebsmotors verbundenen Heizungsanlagen,
als auch die sogenannten Standheizungsanlagen sind so aufgebaut, daß die nach Erwärmung
in das Fahrzeuginnere eingeleitete Luft dem Wärmetauscher von außen zugeführt wird.
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Diese Art der Kraftfahrzeug-Beheizung hat an sich den Vorteil, daß
fortwährend aufgeheizte Außenluft in das Fahrzeuginnere gefördert wird und dadurch
bei Aufrechterhaltung einer angenehmen Temperatur einen ständigen Luftwechsel im
Fahrzeuginneren bewirkt.
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Unter normalen Verkehrsbedingungen, d. h. bei nicht zu großer Verkehrsdichte
und gutem Verkehrsfluß, wird mit Hilfe der üblichen Heizungsanlagen im Fahrzeuginneren
ein für die Insassen angenehmes Klima erzeugt. Unter schwierigen Verkehrsbedingungen,
nämlich bei großer Fahrzeugdichte und daraus entstehendem, schubweisem Kolonnenverkehr,
kann äedoch mit den bekannten Heizungsanlagen im Fahrzeuginneren kein angenehmes
Klima aufrechterhalten werden. Nit der von außen angesaugten Luft werden dann nämlich
die im Leerlauf besonders giftigen Auspuffgase angesaugt und in den Innenraum des
Kraftfahrzeuges geleitet. Obwohl die erwärmte Luft dann den Wärmebedarf im Kraftfahrzeug
deckt, ist sie aber für die Fahrzeuginsassen wegen der in ihr enthaltenen giftigen
Stoffe äußerst ungesund.
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Wenn daher das Eintreten dieser ungesunden Luft in das Fahrzeuginnere
vermieden werden soll, muß die gesamte Luft zufuhr von außen abgesperrt werden.
Aus diesem Grunde sinkt jedoch die Temperatur im Fahrzeuginneren rasch ab und wird
von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden. Außerdem tritt hierdurch ein
fortwährendes Beschlagen der Fahrzeugscheiben ein, was zu einer Minderung der Verkehrssicherheit
des Fahrzeuges beiträgt.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der sich bei den bekannten
Heizungsanlagen für Kraftfahrzeuge einstellenden Nachteile. Es liegt ihr daher die
Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage der eingangs erwähnten Art mit geringem Aufwand
so zu gestalten, daß auch bei ungünstigen Verkehrsbedingungen eine angenehme Temperatur
im Fahrzeuginneren aufrechterhalten werden kann, ohne daß gleichzeitig Auspuffgase
in großen Mengen in das Fahrzeuginnere eintreten.
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Die Lösung dieses Problems ist nach der Erfindung im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaßkanal vor dem Wärmetauscher gegen Luftdurchgang
absperrbar ist und die Luftführungskanäle zum Wärmetauscher von Parallelschaltung
auf Reihenschaltung umstellbar sind.
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Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn erfindungsgemäß
der mit dem Fußraum in Verbindung stehende Luftführungskanal einlaßseitig und der
zur Windschutzscheibe gerichtete Luftführungskanal auslaßseitig an den Wärmetauscher
anschließbar ist.
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Dabei ist ferner ein Gebläse in einem der Luftführungskanäle und/oder
zwischen diesen im Wärmetauscher angeordnet.
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Durch die beschriebenen Maßnahmen läßt sich die Heizungsanlage im
Bedarfsfalle, nämlich insbesondere bei ungünstigen Verkehrsverhältnissen, auf einen
geschlossenen Innenkreislauf umstellen, bei dem die vom Wärmetauscher aufgeheizte
Luft ausschließlich aus den nach oben, insbesondere zur Windschutzscheibe, gerichteten
Düsen strömt, während die abgekühlte und dabei in den Bereich des Wagenbodens abgesunkene
Luft wieder durch die im Fußraum liegenden Öffnungen der Luftführungskanäle angesaugt
werden.
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An Hand einer Zeichnung sollen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung
ausführlich beschrieben werden. Es zeigt:
Figur 1 in Seitenansicht
ein Kraftfahrzeug, wobei schematisch einerseits die normale Luftzuführung und andererseits
die erfindungsgemäße Luftführung angedeutet ist, während Figur 2 ebenfalls rein
schematisch den erfindungsesentlichen Teilbereich einer Heizungsanlage für Eraftfahrzeuge
in der Einstellung für Normalbetrieb wiedergibt und Figur 3 den erfindungswesentlichen
Teil der Heizungsanlage für Kraftfahrzeuge in seiner Betriebsstellung für geschlossenen
Innenkreislauf darstellt.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist in Seitenansicht ein Eraftfahrzeug gezeigt,
dessen Innenraum mit Hilfe einer Heizungsanlage erwärmt werden kann. Der Wärmetauscher
dieser Heizungsanlage kann dabei mit dem Kühlsystem für den Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges
in Verbindung stehen, er kann aber auch ohne weiteres mit Fremdheizung betrieben
werden.
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Beim Normalbetrieb der Heizungsanlage wird die den Wärmetransport
vom Wärmetauscher in das Fahrzeuginnere übernehmende Luft von außerhalb des Fahrzeuges
als Frischluft zugeführt, wie das in Fig. 1 durch den Pfeil 1 angedeutet ist.
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Nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher wird die auf geheizte Luft
in Richtung des Pfeiles 2 nach aufwärts, bspw.
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an der Innenseite der Windschutzscheibe entlanggeblasen und in Richtung
des Pfeiles 3 in den Fußraum geleitet. Dabei ist es natürlich möglich, die aufgeheizte
Luft gleichzeitig in Richtung der beiden Pfeile 2 und 3 in das Fahrzeuginnere einströmen
zu lassen. Es sind jedoch auch Vorkehrungen getroffen, die es ermöglichen, den Strom
der aufgeheizten Luft entweder nur in Richtung des Pfeiles 2 oder aber nur in Richtung
des Pfeiles 3 in das Fahrzeuginnere strömen zu lassen. Das Abströmen der verbrauchten
Luft aus dem Fahrzeuginneren ist in Fig. 1 nicht angedeutet. Sie kann jedoch
in
üblicher Weise durch geeignete Öffnungen am Heck des Fahrzeuges ins Freie entlassen
werden.
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Die durch die Pfeile 1 bis 3 angedeutete Luftführung zur Erwärmung
des Fahrzeuginneren wird bei normalen Verkehrsverhältnissen benutzt, wenn also ein
guter Verkehrsfluß bei relativ geringer Fahrzeugdichte herrscht.
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Treten jedoch ungünstige Verkehrsverhältnisse ein, bspw.
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bei großer Fahrzeugdichte und schubweisem Kolonnenverkehr, dann ist
es nicht ratsam, zur Erwärmung des Fahrzeuginneren die durch die Pfeile 1 bis 3
gekennzeichnete Luftführung zu benutzen, weil dann nämlich mit der Luft auch giftige
Auspuffgase in großer Menge in das Fahrzeuginnere gelangen.
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Um die giftigen Auspuffgase aus dem Fahrzeuginneren fernzuhalten,
trotzdem aber auch bei längerem Kolonnenverkehr eine angenehme Temperatur im Wageninneren
sicherzustellen, ist nach Fig. 1 vorgesehen, die bereits im Inneren des Kraftfahrzeuges
befindliche Luft über dem Fahrzeugboden im Fußraum anzusaugen, wie das durch den
Pfeil 4 angedeutet ist, sie dann über den Wärmetauscher zu leiten und daraufhin
nach oben, bspw. entlang der Windschutzscheibe in Pfeilrichtung 5 wieder auszublasen.
Hierdurch ergibt sich ein geschlossener Luftkreislauf im Inneren des Kraftfahrzeuges,
durch den das Eintreten giftiger Auspuffgase vermieden wird.
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Um die in Fig. 1 angedeuteten, verschiedenen Luftführungsmöglichkeiten
zu gewährleisten, ist eine besondere Ausgestaltung der Heizungsanlage des Kraftfahrzeuges
notwendig, welche sich aus den Figuren 2 und 3 ergibt. Hierbei ist der Wärmetauscher
6 der Heizungsanlage mit einem Lufteinlaßkanal 7 verbunden, durch den Luft von außerhalb
des Eraftfahrzeuges in Pfeilrichtung 1 zum Wärmetauscher 6 strömen kann, solange
die Absperrklappe 8 geöffnet ist, wie das aus Fig.
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2 hervorgeht. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 6
gelangt
die aufgeheizte Luft zu zwei Luftführungskanälen 9 und 10. In jedem derselben ist
eine Absperrklappe 11 bzw. 12 angeordnet, wobei sich mit Hilfe dieser Absperrklappen
11 und 12 der Lufteintritt in das Fahrzeuginnere mengenmäßig und richtungsmäßig
regulieren läßt. Sind beide Absperrklappen 11 und 12 geöffnet, dann tritt Warmluft
sowohl nach oben in Pfeilrichtung 2 längs der Windschutzscheibe als auch nach unten
in Pfeilrichtung 3 im Fußraum aus. Ist nur eine der beiden Absperrklappen 11 und
12 geäffnet, die andere jedoch geschlossen, dann tritt die gesamte Warmluft durch
den freigegebenen Luftführungskanal aus.
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Damit die Warmluft im Fahrzeuginneren aber auch mit geschlossenem
Innenkreislauf geführt werden kann, ist mit dem Luftführungskanal 10 ein Zweigkanal
13 verbunden, welcher neben dem Lufteinlaßkanal 7 in den Wärmetauscher 6 mündet.
Diesen Zweigkanal 13 ist einerseits eine Absperrklappe 14 zugeordnet, und in ihm
befindet sich andererseits ein Gebläse 15. Dieses Gebläse 15 kann so geschaltet
sein, daß es in Betrieb gesetzt wird, sobald die Absperrklappe 14 aus der Absperrstellung
nach Fig. 2 gebracht und in Richtung auf die Öffnungsstellung nach Fig. 3 bewegt
wird.
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Wird die Absperrklappe 14 geöffnet, dann müssen andererseits die Absperrklappe
8 im Lufteinlaßkanal 7 und die Absperrklappe 12 im Luftführungskanal 10 geschlossen
werden, wie das aus Fig. 3 hervorgeht. Hierdurch wird über das Gebläse 15 die im
Fahrzeuginneren befindliche Luft im Fußraum über dem Boden entsprechend der Pfeilrichtung
4 angesaugt, und über den Zweigkanal 13 zur Einlaßseite des Wärmetauschers 6 geführt.
Dort wird die Luft dann wieder erwärmt, bevor sie durch den Luftführungskanal 9
nach oben in Pfeilrichtung 5 wieder abströmen kann.
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Durch die beschriebene Ausgestaltung der Heizungsanlage
ist
es also möglich, den Lufteinlaßkanal 7 vor dem Wärmetauscher 6 gegen Luftdurchgang
abzusperren und gleichzeitig die Luftführungskanäle 9 und 10 relativ zum Wärmetauscher
6 von der Parallelschaltung nach Fig. 2 auf Reihenschaltung gemäß Fig. 3 umzustellen.
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Selbstverständlich wäre es auch denkbar, das Gebläse 15 nicht in den
Zweigkanal 13 einzubauen, sondern es vielmehr so im Bereich des Wärmetauschers 6
vorzusehen, daß mit seiner Hilfe wahlweise Luft durch den Lufteinlaßkanal 7 oder
aber durch den Zweigkanal 13 angesaugt werden kann.
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In diesem Falle ist es dann möglich, sowohl die Luftführung gemäß
den Pfeilen 1 bis 3 als auch die Luftführung gemäß den Pfeilen 4 und 5 mit Hilfe
des Gebläses 15 zu erzwingen.
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