-
Kraftfahrzeugheizung
-
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugheizung mit einer an einen
von der Außenluft in das Fahrzeuginnere geleiteten Zuluftstrom steuerbar wärmeabgebenden
Wärmetauschereinrichtung, in deren Heizmittelkreislauf eine Drosseleinrichtung zur
Steuerung der Menge des die Wårmetauschereinrichtung durchströmenden Heizmittels
angeordnet ist.
-
Kraftfahrzeugheizungen dieser Art sind für sich allein oder in Verbindung
mit Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge allgemein bekannt und offenkundig vorbenutzt.
-
Die Einstellung eines bestimmten Temperaturwertes erfolgt bei solchen
Kraftfalirzeugheizungen mittels eines Stellgliedes, mit dem der Strömungswiderstand
der Drosseleinribhtung und damit ein bestimmter Heizmittelstrom eingestellt wird.
-
Nachteilig bei solchen Kraftfahrzeugheizungen ist, daß sich durch
die Einstellung eines bestimmten Heizmittelstromes eine konstante Innentemperatur
nur dann erreichen läßt, wenn sich die Temperatur der Außenluft, die über den Wårmetauscher
beheizt wird nicht wesentlich ändert, gleichzeitig eine einigermaßen konstante Fahrtgeschwindigkeit
beibehalten wird, damit ein konstanter Zuluftstrom durch den oder die Einlaßkanäle
dem Wärmetauscher zugeführt wird und auch die Sonneneinstrahlung im Mittel konstant
bleibt, da alle diese Größen bei den bekannten Kraftfahrzeugheizungen zur Innentemperatur
beitragen. Andert sich eine dieser Größen, so muß bei der bekannten Eraftfahrzeugheizung
das
Stellglied korrigierend verstellt werden, damit die Innentsuntemperatur einigermaßen
konstant bleibt.
-
Dies hat zur Folge, daß beispielsweise in Gebieten mit Wechselklima,
oder wenn auf eine längere Fahrt in der Ebene mit relativ hoher Geschwindigkeit
eine Bergfahrt mit niedriger Geschwindigkeit folgt und/oder wenn sich das Wetter
plötzlich ändert, die Drosseleinrichtung während der Fahrt häufig nachgestellt werden
muß. Bei starkem Verkehr, der die volle Xonzentration erfordert, kann es relativ
lange, zumindest einige Minuten dauern, bis die Einstellung vorgenommen werden kann,
und die Folge ist ein überheiztes oder unterkühltes Fahrzeug.
-
Es kommt hinzu, daß die Zusammenhänge zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit,
Außenlufttemperatur, Sonneneinstrahlung und Innentemperatur im Fahrgastraum vielen
Fahrzeugführern nicht bekannt sindr so daß sie nicht rechtzeitig ihre Heizung einstellen,
wenn sich die genannten Bedingungen ändern. Der Fahrkomfort wird dadurch erheblich
beeinträchtigt.
-
Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Kraftfahrzeugheizung
zu schaffen, die weitgehend selbsttätig die genannten Einflüsse berücksichtigt1
im Aufbau einfach und billig ist und so aufgebaut ist, daß fahrzeuge, die mit der
bekannten Kraftfahrzeugbeizung ausgestattet sind, durch Zusatzeinrichtungen im Sinne
der Erfindung ergänzt werden können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das mindestens
eine Umwegleitungsanordnung für das dAe Wärmetauschereinrichtung durchströmende
Heizmittel vorgesehen ist, mit der die Drosseleinrichtung überbrückbar ist, und
daß eine die Innentemperatur im Fahrgastraum erfassende Temperaturfühlereinrichtung
vorgesehen ist, die an eine Stellgliedeinrichtung zur Steuerung eines zusätzlichen
lleizmittelstromes durch die Umwegleitungsanordnung mindestens Steuersignale zum
Öffnen der Umwegleitungsanordnung, wenn die Innentemperatur einen bestimmten Mindestwert
unterschreitet und zum Schließen der Umwegleitungsanordnung,
wenn
die Innentemperatur einen bestimmten Höchstwert überschreitet, angibt.
-
Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugheizung arbeitet also in der Weise,
daß bei Unterschreiten einer bestimmten Mindesttemperatur im Innenraum des Kraftfahrzeuges,
ein Bypass für Heizmittel geschaffen wird, der sich im Ergebnis als eine VergröBerung
des Heizmittel-Leitungsquerschnittes im Heizmittelkreislauf auswirkt, so daß mehr
Heizmittel durch den Wärmetauscher strömen kann, der dadurch auch in der Lage ist,
einen größeren Wärmestrom an den Zuluftstrom abzugeben. Da das Zu- und Abschalten
des »ypasses nach Maßgabe des ingangssignaa der Temperaturfühlereinrichtung erfolgt,
die an einer oder auch mehreren Stellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges den Ist-Wert
der Innentemperatur erfaßt, wird durch die Erfindung eine Zusatzregelung der Innentemperatur
erzielt, die ohne Eingreifen des Fahrzeugführers die Innentemperatur zumindest zwischen
dem Mindestwert und dem Sochstwert quasi konstant hält. Der Heizmittelstrom durch
die Drosseleinrichtung wird dabei aufrechterhalten. Die Erfindung unterscheidet
sich also von der bekannten Kraftfahrzeugheizung lediglich durch zusätzliche Einrichtungen,
die so gestaltet sind, daß sie auch nachträglich als Zusatzeinrichtung bei einer
bekannten Kraftfahrzeugheizung instaXliert werden können. Umgebungseinflüsse, wie
Temperatur der Außenluft und Sonneneinstrahlung, aber auch durch Änderungen der
Fahrtgeschwindigkeit bedingte Änderungen der Menge der dein Wärmetauscher ausgesetzten
Zuluft, die bei der bekannten Kraftfahrzeugheizung zu einer unbeabsichtigten Änderung
der Innentemperatur führen können, werden selbst tätig kompensiert. Die Innenteaperatur
in Kraftfahrzeug bleibt weitgehend konstant, ohne daß der Fahrseugführer korrigierend
die Drosseleinriohtung für die Heizmittelzufuhr einstellen oder anpassen muß.
-
Zwar können dann, wenn das u- und Abschalten der Umwegleitung im Sinne
einer Sin-Aus-Regelung erfolgt, wie es der einfachsten Ausführungsform der Erfindung
entspricht, verhältnismäßig große Regelamplituden auftreten, d.h. es kann kurzfristig
vorkommen, daß die Innentemperatur im Kraftfahrzeug unter den genannten Mindestwert
der Temperatur absinkt oder über den genannten Höchstwert der Temperatur ansteigt,
was sich aber gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Sinne einer
stetigen Regelung dadurch weitestgehend vermeiden läßt, daß die Umwegleitungsanordnung
mit einer weiteren, von der Temperaturfühlereinrichtung gesteuerten Drosseleinrichtung
versehen ist, mit der der Keizmittelstrom durch die Umwegleitungsanordnung vergrößerbar
ist, wenn die Innentemperatur sinkt und verkleinerbar, wenn die Innentemperatur
steigt. Man erreicht damit eine stetige Regelung des Heizmittelstromes durch den
Wärmetauscher, die dazu führt, daß ein tiberschwingen der Innentemperatur weitestgehend
ausgeschlossen werden kann.
-
Vorteilhaft ist es dabei, wenn, wie es in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen ist, die Grenzwerte der Innentemperatur, bei denen die Umwegleitungsanordnung
geöffnet und geschlossen wird, einstellbar sind, damit der Regelbereich, in dem
die erfidungsemäße Eraftfahrzeugheizung wirksam sein soll, auf den Soll-Wert der
Innentemperatur abstimmbar ist, der seinerseits mittels der Drosseleinrichtung für
die Iieizmittelzufuhr zu dem Wärmetauscher einstellbar ist, Eine wirksame Regelung
der Innentemperatur im Fahrgastraum läßt sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
auch dadurch erreichen, daß mindestens ein Umwegkanal für Zuluft vorgesehen ist,
mit welchem, gesteuert durch die Temperaturfühlereinrichtung, mindestens für einen
Teil des Zuluftstromes die Wärmetauschereinrichtung überbriickbar ist. Man erreicht
dadurch eine erhebliche Verringerung der Regelamplituden, weil sich durch eine Beeinflussung
des Zuluftstromes, der mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit
durch
den oder die Zuluftkanäle strömt, eine mit nur geringer Trägheit behaftete Regelung
der Innentemperatur des Fahrgastraumes erreichen läßt.
-
Wenn, wie es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen
ist, mindestens der Umwegkanal für Zuluft mit einer Einrichtung zur Kühlung der
Zuluft versehen ist, läßt es sich auch erreichen, daß die Innentemperatur im Fahrgastraum
geringer ist als die Temperatur des von der Außenluft abgezweigten Zuluftstromes,
wobei es sich versteht, daß die Energie für die Kühlung der Zuluft von geeigneten
und im übrigen bekannten Kühl-Aggregaten des Kraftfahrzeuges bereitgestellt werden
muß.
-
Der entscheidende Vorteil der Erfindung ist aber wiederum darin zu
sehen, daß sich die üblicherweise für aufwendige Klimaanlagen kennzeichnenden Eigenschaften
durch Zusatzeinrichtungen erreichen lassen, die kein. Änderungen des grundsätzlichen
Aufbaus der Kraftfahrzeugheizung erfordern.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfor. der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Wärietauschereinrichtung mindestens einen ersten und einen zweiten, in Je
einem Zweig des Heizmittelstromes angeordneten Wärmetauscher umfaßt, deren Heizmittelzufuhr
durch je ein erstes Drosselorgan gesteuert ist und daß für Jeden der beiden Heizmittelstromzweige
eine eigene Umwegleitung vorgesehen ist. Eine solche "Unterteilung" der Wärmetauschereinrichtung
bietet zahlreiche vorteilhafte Nöglichkeiten. Die einzelnen Wärwetaüscher können
kleiner sein, was für die Unterbringung im Zuluftkanal von Vorteil ist. Die verschiedenen
Umwegleitungen können getrennt angesteuert werden, was zu einer feineren Regulierung
der Innenteiperatur beiträgt.
-
Will man jedoch den konstruktiven Aufwand zur Steuerung bzw
Regelung
der Heizmittelzufuhr beispielsweise bei einer Kraftfahrzeugheizung mit zwei Wärmetauschern
möglichst einfach halten, so läßt sich dies gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
dadurch erreichen, daß die Wärmetauschereinrichtung einen ersten Wärmetauscher umfaßt,
dessen Ueizmitteizufuhr durch die Drosseleinrichtung gesteuert ist und einen zweiten
Wårmetauscher, dessen lleizmittelzufuhr über die Umwegleitung erfolgt, die die Drosseleinrichtung
und den ersten Wärmetauscher überbrückt. Die selbsttätige Regelung erfolgt dann
nur über den zweiten Wärmetauscher, während der erste Wärmetauscher einen einstellbaren,
bei üblichen Betriebsbedingungen konstanten Beitrag zur Wårmeabgabe an die Zuluft
erbringt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der erste
und der zweite Wårmetauscher bezogen auf den Zuluftstrom thermo-dynamisch parallelgeschaltet,
d.h. sie werden beide von der relativ kühlen Außenluft direkt angeströmt, was für
die Wärmeübertragung auf die Zuluft am günstigsten ist.
-
Eine solche Parallelschaltung zweier Wärmetauscher ist in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, daß der erste und der zweite Wärmetauscher
in voneinander getrennten Zuluftkanälen angeordnet sind, durch die verschiedene
Bereiche des Fahrgastraumes mit Warmluft versorgt werden können, beispielsweise
der vordere und hintere Bereich eines Bahrgastraumes oder dessen B»pf- und Fußbereich.
Es ist dann zweckmäßig, wenn die an die in verschiedene Fahrzeugbereiche geleiteten
Zuluft ströme wärmeabgebenden Wärmetauscher von in diesen Fahrzeugbereichen angeordneten
getrennten Temperaturfühlern der Temperaturfühlereinrichtung gesteuert sind.
-
Eine alternative Ausführungsform, die dann zum Einsatz kommen kann,
wenn nicht mehrere Zuluftkanäle zur Verfügung stehen oder
wenn
der Querschnitt eines einzigen Zuluftkanales nicht ausreicht, um eine thermo-dynamische
Parallelschaltung zweier oder mehrerer Wärmetauscher zuzulassen, besteht darin,
daß der erste und der zweite Wärmetauscher bezogen auf den Zuluftstrom thermodynamisch
hintereinandergeschaltet sind, so daß sie nacheinander von der Zuluft durchströmt
werden. Dem stromab von dem ersten Wärinetauscher angeordneten Wärmetauscher steht
dann zwar zur Wärmeübertragung nur ein geringeres Temperaturgefäll. zur Verfügung,
was aber in praktischen Fällen immer noch für die gewünschte zusätzliche Wärmeübertragung
ausreicht.
-
Grundsätzlich ist es für die Steuerung der den oder die Wärmetauscher
und/oder die Umwegleitung(en) durchströmenden Heizmittelmengen gleichgültig1 ob
die zur Steuerung verwendeten Drosselorgane auf der Zulauf- oder Rücklaufseite des
oder der Wärmetauscher angeordnet sind. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Drosselorgane
zur Steuerung der Heiznittelzufuhr und ihre Umwegleitungen auf der Rücklaufseite
angeordnet sind, wo die Heizmitteltemperatur etwas niedriger ist.
-
Vorteilhaft ist es, bei einer traftfahrmeuzheizung mit mehreren Wärmetauschern
und/oder Umwegleitungen, wenn die Temperaturfühlereinrichtungen und von dieser angesteuert.
Stellglieder die verschiedenen Umwegleitungen bei verschiedenen Werten der Innentemperatur
zu- oder abschalten, etwa derart, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Temperaturwertes
eine erste Umwegleitung geöffnet wird und nach Unterschreiten eines weiteren Temperaturwertes
erst eine weitere Umwegleitung und entsprechend bei einen Ansteigen der Temperatur
zunächst nur die eine und dann erst die weitere Umwegleitung dann wieder geschlossen
wird. Man
erreicht dadurch bei Heizungen mit mehreren nacheinander
zugeschalteten Wärmetauschern, daß die Heizleistung derselben nicht in zu großen
Schritten variiert.
-
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugheizung,
bei der mindestens zwei je einen Wärmetauscher und ein Drosselorgan sowie eine oder
mehrere Umwegleitungen umfassenden Heizstromzweige vorhanden sind, ist vorgesehen,
daß die Heizstromzweige zulaufseitig von einer in unmittelbarer Nähe des/der Wärmetauscher(s)
angeordneten Verzweigungsstelle von einer Heizmittel-Hauptleitung ausgehen und an
einer Verbindungsstelle zu einer gemeinsamen Rücklauf-Hauptleitung vereinigt sind,
und daß eine die Heizstromzweige überbrückende, in unmittelbarer Nähe stromauf von
der Verzweigungsstelle von der Heizmittel-Hauptleitung ausgehende und stromab von
der Verbindungsstelle in die gemeinsame Rücklaufleitung mündende weitere Umwegleitung
vorgesehen ist, die den Heizmittelkreislauf ergänzt, wenn die Heizstromzweige geschlossen
sind oder mit niedrigem Heizmitteldurchsatz betrieben werden. Man erreicht bei wasserregulierten
Kraftfahrzeugheizungen dadurch, daß auch bei langer Verbindungsleitung zwischen
Motor und Wärmetauscher nach kurzer Zeit warmes Heizmittel zur Verfügung steht,
auch wenn die Heizstromzweige vorher längere Zeit außer Funktion gesetzt waren und
daß die Verbindungsleitung zwischen dem Motor und den Heizstromzweigen immer von
Heizmittel durchspült ist, so daß sich in ihr keine Gasblasen ansammeln können.
Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugheizung wird dadurch beträchtlich
erhöht, wobei es genügt, wenn, wie es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen
ist, die weitere Umwegleitung einen im Vergleich zu den Heizstromzweigen geringen
Strömungsquerschnitt aufweist, so daß bei einem Öffnen eines oder mehrerer
der
IIeizstromzueige diesen praktisch die gesamte Heizmittelmenge zur Verfügung steht.
-
Um jedoch die gesamte Ifeizmittelmenge für die Wärmeübertragung ausnutzen
zu können, ist es vorteilhaft, wenn die weitere Umwegleitung mittels eines ggf.
von der Temperaturfühlereinrichtung gesteuerten Ventils absperrbar ist, das den
Ueizmittelstrom durch diese Umwegleitung sperrt, wenn die Umwegleitungen der Steuerdrosseln
zugeschaltet werden und erst wieder geöffnet, wenn sämtliche Heizstromzweige gesperrt
sind.
-
Insbesondere dann, wenn mehrere Umwegleitungen und/oder Wärmetauscher
vorgesehen sind, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Ueizstromzweige mit zusätzlichen
Heizmittelpumpen ausgestattet sind, die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
mit den Drosselorganen der Umwegleitungen zu einer Bauainheit vereinigt sein können.
-
Mit der Temperaturfühlereinrichtung läßt sich sowohl die Heizleistung
der Kraftfahrzeugheizung steuern als auch, insbesondere im Sommer, die Frischluftzufuhr
zum Fahrgastraum und ggf. zusätzliche Kühleinrichtungen, die den Frischluftstrom
kuhlen. Die Temperaturfuhlereinrichtung ermöglicht dabei, je nach den im Fahrgastraum
herrschenden Temperaturen und ggf. auch in Abhängigkeit von der Außentemperatur
ein automatisches Umschalten von dem Heiz- auf den Küh@ oder Lüftungsbetrieb. Vorteilhaft
ist es dann, wenn die Temperaturfühlereinrichtung, wie es gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen ist, mindestens einen Temperaturfühler umfaßt, der an einer
Stelle des Fahrgastraumes sitzt, an der im Heizungsbetrieb eine relativ hiedrige
Temperatur und im ERhl- oder Lüftungsbetrieb eine relativ hohe Temperatur herrscht.
-
Der Temperaturfühler sitzt also an einer Stelle, an der schon in nnnnenswertem
Umfang ein Temperaturausgleich zwischen der im
Fahrgastraum vorhandenen,
zu erwärmenden oder zu kühlenden Innenluft und der zu dem"' Fahrgastraum zuströmenden
Heizung oder Frischluft stattgefunden hat, so daß der Temperaturfühler nicht lediglich
die Temperatur der einströmenden Heiß- oder Frisch- bzw. Kühlluft erfaßt, sondern
eine Temperatur, die bereits von der an das Luftvolumen im Fahrgastraum abgegebenen
oder von diesem weggeführten Wärmemenge beeinflußt ist. Bei dieser Anordnung ist
der Temperaturfühler unabhängig von der Jahreszeit zuverlässig in der Lage, den
geeigneten Heizung oder Lüftungs- bzw. Kühlungsbypass ein- bzw abzuschalten.
-
Eine für die Anordnung des Temperaturfühlers besonders geeignete Stelle
ist dann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in dem aus dem Fahrgastraum austretenden
Abluftstrom, wobei der Temperaturfühler entweder unmittelbar vor der fahrgastraumseitigen
Öffnung eines aus dem Fahrgastraum nach außen führenden Abluftkanals oder in diesem
selbst angeordnet sein kann.
-
Es versteht sich, daß zusätzlich auch ein oder mehrere Temperaturfühler
vorgesehen sein können, die die Temperatur der Außenluft und/oder die Temperatur
der in den Fahrgastraum einströmenden Heißluft direkt erfassen, wobei man in Verbindung
mit dem die Ablufttemperatur messenden Temperaturfühler den Temperaturgradien ten
im Fahrzeug messen kann, der ebenfalls zur Ansteuerung der verschiedenen Heizungs-
oder Litftungsbypassleitungen herangezonen werden kann.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Es zeigt, jeweils in stark vereinfachter, schomatiscber Darstellung: Fig. 1 eine
erfindungsgemäße wasserregulierte Wasserkraft fahrzeugheizung mit einem Wärmetauscher
und einer Umweglei tung,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Xraftfahrzeugheizung
mit zwei parallelgeschalteten Wärmetauschern, Fig. 3 eine Kraftfahrzeugheizung ähnlich
der Fig. 2, jedoch nit hintereinandergeschalteten Wärmetauschern, Fig. 4 eine erfindungsgemäße
Kraftfahrzeugheizung nit zwei Heizstromzweigen und einer Ungehungsleitung zur Überbrückung
dieser Heizstromzweige Die in der Fig. 1 dargestellte Warwasserheizung für ein traftfahrzeug
weist einen Wärmetauscher 11 auf, der in einer Erweiterung 12 eines Zuluftkanals
13 angeordnet ist, durch dessen Einfaßöffnung 14 Außenluft in den Zuluftkanal 13
einströmt, bein Umströmen der nicht dargestellten Austauschrippen des Wärnetauschers,
Wärme aufn4 t und durch die Austrittsöffnung 16 in den Fahrgastraum 17 gelangt,
dessen Innentemperatur möglichst konstant gehalten werden soll. Die Heißwasserzufuhr
zu den Wärnetauscher 11 erfolgt über eine Verbindungsleitung 18, durch die von dem
Zylinderkopf 19 des Antriebsmotors 21 des Kraftfahrzeuges ein Heiznittelstron von
dem Kühlwasserkreislauf des Motors 21 ababgezweigt wird. Die Rücklaufleitung 22,
durch die das von den Wäroetauscher zurückströmende und durch die Wärmeabgabe abgekühlte
Heizwasser in den Kühlkreislauf des Motors 21 zurückgeleitet wird, ist auf dar Saugseite
der Kühlwasserpunpe 23 angeschlossen, die das Kühlwasser durch den Motor 21 treibt
und auch den Heiswasserstrom durch den Wärietauscher 11 aufrechterhält. Zur konstante
haltung der Kühlwassertemperatur ist ein Thermostat 26 mit einen von einen Dehnstoffelement
27 gesteuerten Kühlwasserstellglied vorgesehen, das der Saugseite der Kühlwasserpumpe
23 einen Kühlwasserstrom zuführt, der einen Anteil von ungekühltem Kühlwasser enthält,
der von der ebenfalls von Zylinderkopf 19 abgehenden
Leitung 29
des Kühlwasserkreislaufes abgezweigt ist und einen Anteil von Kühlwasser, der von
der abgekühlten Wasser führenden Rücklaufleitung 31 des Kühlers 24 abgezweigt ist.
Der Thermostat 26 regelt also anteilmäßig den Kalt- und Warmwasseranteil des dem
Motor 21 zugeführten Kühlwassers. Stromauf von dem Wärmetauscher 11 ist in der Verbindungsleitung
18 ein erstes Drosselorgan 32 angeordnet, mit einem mittels eines Einstellknopfes
33 od.dgl., der im Fahrgastraum angeordnet ist, betätigbaren Einstellglied 34, mit
dem der wirksame Leitungsquerschnitt der Verbindungsleitung 18 und damit die durch
den Wärmetauscher 11 strömende Heizwassermenge einstellbar ist. Eine zwischen dem
Zylinderkopf 19 und dem ersten Drosselorgan 32 von der Verbindungsleitung 18 abzweigende
und zwischen dem ersten Drosselorgan 32 und dem Wärmetauscher 11 wieder in die Verbindungsleitung
18 mündende Umwegleitung 36 enthält ein zweites Drosselorgan 37, mit dem in Abhängigkeit
von der im Fahrgastraum 17 herrschenden Innentemperatur der wirksame Leitungsquerschnitt
der Umwegleitung 36 einstellbar ist, so daß ein das erste Drosselorgan 32 umgehender
zusätzlicher Heißwasserstrom durch die Umwegleitung 36 dem Wärmetauscher 11 zugeführt
werden kann. Zur Einstellung der Größe des Heizmittelstromes durch die Umwegleitung
36 mittels des zweiten Drosselorgans 37 ist ein Stellglied 38 vorgesehen, das sein
Stellsignal von einem Meßwertwandler 39 empfängt, der in geeigneter Weise das Ausgangssignal
eines die Innentemperatur im Fahrgastraum 17 überwachenden Temperaturfühlers 41
in das zur Einstellung des Heizwasserstromes durch die Umwegleitung 36 geeignete
Stellsignal umwandelt,!derart, daß der Heizmittelstrom durch die Umwegleitung 36
vergrößert wird, wenn die Innentemperatur ii Fahrgastraum 17 sinkt, und verkleinert
wird, wenn die Innentemporatur im Fabrgastraum steigt. Zur Einstellung des Soll-Wertes
der Innentemperatur im Fahrgastraum und ggf. eines oberen und eines unteren Temperaturgrenzwertes,
bei dem die Umwegleitung 36 völlig gesperrt oder völlig geöffnet ist, ist ein gestrichelt
einges-ichneter Soll-Wertgeber 42 vorgesehen, mit im Fahrgastraum 17 angeordneten
Einstellgliedern 43, 44 und 46.
-
Bei den in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
sind die links von der gestrichelten Linie 47 der Fig.
-
1 bzw. der Fig. 2 bis 4 angeordneten Teile in derselben Weise ausgebildet,
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1, wobei im Falle der Fig. 4 lediglich
Zulauf und Rücklauf vertauscht sind. Funktionsgleiche Teile sind in allen Figuren
mit denselben Bezeichnungen belegt.
-
Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel führt die
Verbindungsleitung 18, die das vom Fahrgastraum 17 aus von Hand einstellbare Drosselorgan
32 enthält, zu einem ersten Wärmetauscher 48, dessen Abflußleitung 49 an einer Verbindungsstelle
51 in die Rücklaufleitung 22 des Heizmittelkreislaufes, die zur Saugseite der Kühlwasserpumpe
23 geführt ist, einmündet. Die das zweite, von dem Temperaturfühler 41 über den
Meßumwandler 39 und das Stellglied 38 gesteuerte Drosselorgan 37 enthaltende Utuwegleitung
36 führt zu einem zweiten Wärmetauscher 52, dessen Rücklaufleitung 53 ebenfalls
an der Verbindungsstelle 51 in die Kühlwasserpumpe 23 führende Rücklaufleitung 22
mündet. Die Kraftfahrzeugheizung nach der Fig. 2 weist also zwei Heizstroizweige
18, 32, 48, 49 und 36, 37, 52 und 53 auf, wobei der das steuerbare zweite Drosselorgan
37 enthaltende Heizstroizweig den anderen, das von Hand einstellbare Drosselorgan
32 enthaltenden Heizstromzweig ungeht. Die beiden Wärmetauscher 48 und 52, die hinsichtlich
der Leitungsführung des Heizmittelkreislaufes parallel geschaltet sind, sind in
voneinander getrennten Zuluftkanälen 54 und 56 angeordnet, die an verschiedenen
Stellen 57 und 58, beispielsreise in einet unteren und oberen Bereich des Fahrgastraumes
17 in diesen einmünden. Der Temperaturfühler 41 ist ii Bereich der innenraumseitigen
Öffnung 59 eines nicht dargestellten Abluftkanals für die aus dem Innenraum des
Kraft fahrzeuges ausströmende beheizte Luft angeordnet. Die beiden Wärmetauscher
48 und 52 sind so angeordnet, daß sie gleichermaßen von der Außenluft angeströmt
werden und damit parallelgeschaltet sind. Die Wirkungsweise dieser
Kraftfahrzeugheizung
besteht darin, daß bei einer Erniedrigung der Innentemperatur im Fahrgastraum der
zweite Heizstromzweig 36, 37, 52. 53 æit mehr oder weniger großem Heizwasserdurchsatz
zugeschaltet und bei einer Erhöhung derselben abgeschaltet wird.
-
Das in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt ebenfalls
zwei Wärmetauscher 61 und 62, die in hinsichtlich der prinzipiellen Leitungsführung
mit den beiden Heizstromzweigen des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2 identisch
ausgebildeten Heizstronzweige 18, 32, 61, 49 und 36, 37, 62 und 53 angeordnet sind.
-
Auch die Steuerung des zweiten Dnosselorgans 37 ist identisch lit
dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu diesem sind
jedoch die beiden Wärmetauscher 61 und 62 in einer Erweiterung 63 eines geieinsamen
Zuluftkanals 64 in Hintereinanderschaltung angeordnet, so daß sie nacheinander von
der Zuluft durchströmt werden. Dadurch wird weniger Bauraum für die Anordnung des
zweiten Wärnetauschers 62 benötigt, dessen Wärmeabgabe Jedoch dadurch etwas verschlechtert
wird, daß er von der bereits durch den ersten Wärietauscher 61 erwärmten Zuluft
angeströmt wird.
-
Auch bei des in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind zwei Wärnetauscher 66 und 67 und zwei Drosselorgane 68 und 69 vorgesehen, die
zusammen mit den Zuflußleitungen 71 und 72 für das Heizwasser und den Rücklaufleitungen
73 und 7i zwei leitungsmäßig parallel geschaltete Heizstromzweige 71, 66, 68, 73
und 72, 67, 69, 74 bilden, die wiederum an einer Verzweigungsstelle 76 von der das
Heizwasser von Zylinderkopf zuführenden Hauptzuflußleitung 77 ausgehen und an einer
Verbindungsstelle 70 zu der gemeinsalen Heizwasserrücklaufleitung 79 zusammengeführt
sind. Beide Drosselorgane 68 und 69 sind so ausgebildet, daß der durch sie bestimmte
wirksame Leitungsquerschnitt in den beiden Heizstrozweigen mittels im Fahrgastraum
17
angeordneter Einstellglieder 81 und 82 einstellbar sind. Wie bereits erwShat, liegen
die beiden Drosselorgane 68 in den Rücklaufleitungen 73 und 74 der beiden Warmetausoher
66 und 67 und sind auch räumlich in unmittelbarer Nähe derselben angeordnet. Ebenso
ist die Verbindungsstelle 70 der beiden Heizstromzweige in unmittelbarer Nähe der
beiden Drosselorgane 68 und 69 stromab von diesen angeordnet. Beide Drosselorgane
68 und 69 sind mit einer eigenen Umwegleitung 83 bzw. 84 überbrückbar, die zu einer
von dem Temperaturfühler 41 über den ileßwertianudler 39 und ein Stellglied 86 gesteuerten
Ventileinrichtung 87 geführt sind, von der ein für beide Umgehungsleitungen 83 und
84 gemeinsame Umgehungsleitungsstück 88 ausgeht, das in unmittelbarer Nähe der Verbindungsstelle
7a in den Heizwasserrücklauf 79 mündet. An die Ventileinrichtung 87 ist weiter ein
in unmittelbarer Nähe von der Verzweigungsstelle 76 der beiden iieizstromzweige
von der Hauptzuflußleitung abzweigenden Umgehungsleitungsstück 89 angeschlessen,
das über die Ventileinrichtung 87 mit dem rücklaufseitigen Umgehung leitungsstuck
88 verbindbar ist. Die Ventileinrichtung 87 kann so ausgebildet,sein, daß zunächst
nur eine Umwegleitung 83 an das rücklaufseitige Umwegleitungsstück 88 angeschlossen
wird und danach die zweite Rücklaufleitung 84 oder auch so, daß beide Rücklaufleitungen
83 und 84 gleichzeitig zur Überbrückung der Drosselorgane 68 und 69 mit dem Umwegleitungsstück
88 verbunden werden.
-
Sie ist ferner so ausgebildet, daß die beiden Umwegleitungsstücke
88 und 89 nur dann miteinander verbunden sind und damit die beiden Heizstromzweige
71, 66, 73, 68, 78 und 72, 67, 69 und 74 überbrucken, wenn keine der beiden Umwegleitungen
83 oder 84 mit dem rticklaufsejtign Umwegleitungsstück 88 verbunden ist. Welche
Leitungsstücke 83, 84 und 88 oder 88 und 89 miteinander verbunden sind, ist durch
das Stellglied 86 bestimmt, das die Ventilrichtung 87 zum Anschluß der Umwegleitungen
83 Wd 84 an das Umwegleitungsstück 88 betätigt, wenn der Temperaturfühler 41 über
den Meßwertumformer 39 ein Absinken der Temperatur im Fahrgastraum 17 signals
siert
und andererseits die Verbindung zwischen den beiden Umwegleitungsstücken 88 und
89 herstellt und die Umgehungsleitungen 83 und 84 von dem Umgehungsleitungsstiick
88 abhängt, wenn der Temperaturfühler 41 die gewünschte oder eine zu hohe Innenraumtemperatur
signalisiert. Wenn die beiden Umwegleitungsstücke 88 und 89 miteinander verbunden
sind, kann durch die llauptzuflußleitung 77 und die fleizwasserrücklaufleitung 79
ein ileizwasserstrom auch dann fließen, wenn die beiden Drosselorgane 68 und 69
vollständig geschlossen sind. Dadurch wird erreicht, daß bei einem Einschalten der
beiden Heizstromzweige und/oder deren Umgehungen 83, 84, 88 praktisch augenblicklich
heißes Wasser an den Wärmetauschern 66 und 67 zur Verfügung steht und die heizung
sofort anspricht. Außerdem wird vermieden, daß sich in der Hauptzuflußleitung 77
Blasen bilden können, die ebenfalls das Ansprechen der Heizung verzögern würden.
Auch durch das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel wird eine wirksame Regelung
der Innentemperatur im Fahrgastraum 17 erzielt. Es versteht sich, daß die Wärmetauscher
66 und 67 anstatt in Parallelschaltung in verschiedenen Zuluftkanälen 91 und 92
auch in einem einzigen gemeinsamen Zuluftkanal entweder in Parallel- oder Hintereinanderschaltung
angeordnet sein können, ohne daß dies die Wirksamkeit der Regelung beeinträchtigt.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das von der Ilauptzuflußleitung 77 abzweigende
Umge'hungsleitungsstück 89 einen erheblich geringeren Leitungsquerschnitt aufweist,
als das die verschiedenen Umgehungen ergänzende Umwegleitungsstück 88, damit nur
ein geringer IIeizwasaerstrom durch die Umgehung 88, 89 fließt, wenn die die Wärmetauscher
66 und 67 enthaltenden Heizstromzweige nicht in Funktion sind.
-
Weiter können bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung in den
Ileizstromzweigen und/oder den Umgehungen für die Drosselorgane zusätzliche lleizwasserpumpen
vorgesehen sein.
-
Es versteht sich, daß das am Beispiel von wasserregulierten Kraftfahrzeugheizungen
beschriebene Prinzip einer Kraftfahrzeugheizung auch bei lu£tregulierten Kraftfahrzeugheizungen
anwendbar ist.
-
Ebenso ist es möglich, anstelle von nur einem Temperaturfühler eine
größere Anzahl im Fahrgastraum verteilt anzuordnen und die Innentemperatur in verschiedenen
interessierenden Bereichen des Fahrgastraumes zu erfassen und ggf. nur einzelne
Bereiche des Fahrgastraumes mit einzelnen Heizstromzweigen gezielt zu beheizen.
Es ist auch möglich, den aufgrund der Relativbewegung von Fahrzeug und Umgebung
in Richtung der Pfeile 93, 94, 96 und 97 in die Zuluftkanäle 13, 54, 56, 64, 91
und 92 eintretenden Zuluftstrom durch Ventilatoren anzusaugen und ggf. deren Saugleistung
über die Temperaturfühlereinrichtung zu steuern.
-
Wie bereits erwähnt, sitzt der Temperaturfühler 41 bevorzugt in unmittelbarer
Nähe der fahrgastraumseitigen Öffnung 59 des Abluftkanals oder in diesem selbst
und ist damit entfernt von den Öffnungen 16 bzw 57 und 58 des Zuluftkanales, durch
die die erwärmte Zuluft, Frischluft oder auch gekühlte Frischluft in den Fahrgastraum
einströmen kann. Der Temperaturfühler 41 ist damit im Heizungsbetrieb einer Temperatur
ausgesetzt, die erheblich niedriger ist als die Temperatur der von dem oder den
Wärmetauschern ii, 48, 52, 61, 62, 66 und 67 erwärmten Zuluft, weil sich diese inzwischen
mit der in der Regel kühleren Innenluft im Fahrgastraum 17 vermischt hat. Die Temperatur
am Temperaturfühler 41 ist somit ein Maß dafür, welche Wärmemenge an den Fahrgastraum
abgegeben worden ist. Umgekehrt ist die Temperatur am Meßfühler 41 im Lüftungsbetrieb
in der Regel höher als die Temperatur der in den Fahrgastraum einströmenden Frischluft,
weil der Liiftungs- bzw. Kühlbetrieb nach Maßgabe des Ausgangssignals des Temperaturfühlers
41 dann eingeschaltet wird, wenn die Temperatur im Fahrgastraum 17 höher ist als
die Außentemperatur, zu deren Erfassung ebenfalls ein nicht dargestellter Temperaturfühler
vorgesehen
sein kann. Weitere, in der Art des Temperaturfühlers
41 arbeitende Temperaturfühler können an den Einlaßöffnungen 16, 57 und 58 der Zuluftkanäle
13, 54, 56, 63, 64 und 91, 92 vorgesehen sein. Man hat dann eine zusätzliche Möglichkeit,
durch Vergleich der von diesen Temperaturfühlern erfaßten Eintrittstemperatur der
Zuluft mit der von dem,Meßfühler 41 erfaßten Austrittstemperatur der Abluft Steuersignale
für den Heizmittelstrom durch die Wärmetauscher 11, 48, 52, 61, 62, 66 und 67 abzuleiten
und deren vor- oder nachgeschaltete Drosselorgane oder den Strörnungs widerstand
ihrer Umwegleitungen 36 zu steuern.