DE3004498A1

DE3004498A1 - System zur nutzbarmachung der abwaerme bei fahrzeugen

Info

Publication number: DE3004498A1
Application number: DE19803004498
Authority: DE
Inventors: Fritz M. 8400 Regensburg Fend
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1981-08-13

Description

Titel: System zur Nutzbarmachung der Abwärme bei Fahrzeugen
System zur Nutzbarmachung der Abwärme bei Fahrzeugen Die Erfindung betrifft ein System zur Nutzbarmachung der Abwärme bei Land fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen.
Bei herkömmlichen Fahrzeugen wird die Abwärme des Fahrzeugmotors Uber das KUhlsystem sowie Uber die Auspuffgase an die Umgebung abgegeben.
Da die im Treibstoff enthaltene Primdrenergie bi Fahrzeugmotoren nur zu einem kleinen Teil in Fahr- bzw. Antriebsleistung umgesetzt wird, erreicht diese an die Umgebung abgegebene Energiemenge einen beachtlichen Wert, was insbesondere auch im Hinblick auf solche Fahrzeuge bzw. Kraftfahrzeuge gilt, die, wie beispielsweise öffentliche Verkehrsmittel, Lieferwagen usw. ständig eine vorgegebene Route befahren.
Im llinblick auf die sich abzeichnende zunehmende Energieverknappung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System aufzuzeigen, mit dem eine Nutzbarmachung der Abwdrme bei Land fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße System gekennzeichnet durch einen mit dem Fahrzeug verbundenen Wärmespeicher, sowie durch tlitteL zuma;rfUhren der vom Fahrzeugmotor abgegebenen Warme bzw. Abwärme an den Wärmespeicher.
Mit dem erfindungsgemäBen System ist es möglich,-die von einem Fahrzeug motor abgegebene Abwdrme wdhrend der Fahrt in dem Warmespeicher zu speichern, -und diese Warme bzw. W8rmeenergie dem Wärmespeicher dann nach Beendigung der Fahrt zu entnehmen und an ein Versorgungssystem abzugeben. NOch der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis können hierdurch, d.h. durch die Nutzbarmachung der Abwärme von Fahrzeugmotoren, erhebliche Mengen an Primdrenergie eingespart werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in Seitenansicht ein Kraftfahrzeug in Form eines Lieferwagens zusammen mit einem von dem Kraftfahrzeug nachgezogenen Anhänger, der den Wärmespeicher enthalt; Fig. 2 ineinem schematischen Blockschaltbild den Wärmespeicher des Anhängers zusammen mit den Mitteln zum Zufuhren der vom Fahrzeugmotor abgegebenen Warme an den Wärmespeicher.
In den Figuren ist 1 ein Kraftfahrzeug in Form eines Lieferwagens, -an dessen Heck ein einachsiger Anhänger 2 mit einer Ublichen trennbaren Kupplung 3 angekuppelt ist, so daß dieser Änhdnger 2 vom Kraftfahrzeug 1 nachgezogen wird und von dem Kraftfahrzeug 1 im Bedarfsfall abgekuppelt werden kann.
Der Innenraum des nach außen hin geschlossenen Anhängers 2 wird von einem Wärmespeicher eingenommen, der bei der dargestellten Ausführungsform von einem Wassertank 4 gebildet ist. Die Wände dieses Wassertanks 4 sind durch geeignetes Material mit hohem Wärmewiderstand, z.B. durch geschäumten Kunststoff usw. nach außen hin wärmeisoliert, so daß Wärmeverluste aus dem Wassertank 4 möglichst gering gehalten werden. Im Wassertank 4 befindet sich ein Wärmetauscher 5 mit einer möglichst großen Außenfläche, der von dem im Wassertunk 4 enthaltenen Wasser 6 umschlossen bzw. umspUlt werden kann. Zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrades ist der Wärmetauscher 5 im Bereich des Bodens des Wassertankes 4 angeordnet.
Entsprechend den Pfeilen A und B wird der Wärmetauscher 5 seinerseits von Wasser durchströmt, welches dem Kühlsystem des Kraftfahrzeugmotors 7 entnommen und nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 5 diesem Kühlsystem wieder zugeführt wird. Zu diesem Zweck ist der Warmetauscher 5 bzw. der den Wärmespeicher zusammen mit dem Wärmeteuscher enthaltene Anhänger 2 Uber flexible und lösbare Verbindungsschlduche 8 und 9 mit entsprech-enden Rohrleitungen 10 und 11 im Kraftfahrzeug 1 verbunden, die (Rohrleitungen) an das KUhlsystem des Kraftfahrzeugmotors 7 angeschlossen sind.
Um auch die in den Auspuffgasen enthaltene Wärmeenergie zu erfassen, ä in der Rohrleitung 10; die zum ZufUhren des heißen Kuhlerwassers an den Warmetauscher 5 dient, ein zweiter Wärmetauscher 12 vorgesehen, der von dem Kühlerwasser ebenfalls durchströmt wird und der in einer Kammer 13 angeordnet ist, durch die die Auspuffgase des Fahrzeugmotors 7 hindurchgeführt werden. Der KUhlwasser-kreislauf durch die Wdrmetauscher 12 und 5 entsprechend den Pfeilen t und B wird durch die Ubliche Wasserpumpe des Kraftfahrzeugmotors 7 oder aber im Bedarfsfall durch eine zusätzliche, mit dem Kraftfahrzeugmotor gekuppelte Pumpe aufrechterholten.
Der Wassertank 4 besitzt zum Einfüllen des Wassers 6 einen oberen Einlaß 14, der beispielsweise mit Hilfe eines Ublichen Schraubdeckels verschlossen werden kann, sowie einen unteren Wasserauslaß 15, der beispielsweise ebenfalls mit Hilfe eines Deckels verschließbar ist. Am unteren Wasserauslaß 15- ist weiterhin -ein Haiin oder Schieber vorgesehen, mit dem auch beim Abnehmen des Schutzdeckels der untere Auslaß 15 verschlossen werden kann.
Vor Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 1 wird der Anhanger 2 an dieses Kraftfahrzeug angekuppelt und Uber die Verbindungsschläuche 8 und 9 eine Verbindung zwischen dem Wdrmetauscher 5 im Wurmespeicher und dem KUhlsystem des Kraftfahrzeugmotors 7 hergestellt. In den Wassertank 5 wird Uber den oberen Einlaß 14 Wasser bzw. Nutzwasser 6 eingefüllt. Im Anschluß daran wird der obere Einlaß 14 verschlossen. Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 wird Uber den Wdrmetauscher 5 bzw. durch das durch diesen Wärmetauscher 5 fließende KUhlwasser ständig Warme an das Wasser 6 abgegeben. Die hierfur notwendige Wärmeenergie wird sowohl dem KUhlsystem des Kraftfahrzeugmotors 5 als auch - Uber den Wärmetauscher 12 - den Auspuffgasen des Kraftfahrzeugmotors 5 entnommen.
Sobald das Wasser 6 im Wassertank 4 eine gewünschte Temperatur, z.B.
eine Tempe'xtur von 600C erreicht hat, fährt das Kraftfahrzeug 1 zusammen mit dem Anhänger 2 eine Station an, in der der Wassertank 4 über den unteren Auslaß 15 entleert wird und die das nunmehr angewärmte Wasser 6 an ein nicht näher dargestelliß Verbrauchersystem, z.B. an eine Warm-Wasser-Versorgung oder aber an eine Warm-Wasser-Heizung abgibt. Nach dem völligen Entleeren des Wassertankes 4 wird der untere Auslaß wieder verschlossen und der Wassertank 4 erneut mit Wasser 6 gefüllt, worauf das Kraftfahrzeug 1 seine Fahrt fortsetzen kann. Die das warme Wasser aus dem Wassertank 4 entnehmende Station ist vorzugsweise ç'ine Tankstelle, an der das Kraftfahrzeug 1 gleichzeitig mit Kraftstoffbetankt werden kann. Die dem Wassertank 4 entnommene Wassermenge wird dem Kraftfahrzeug eigner entsprechend der Temperatur des Wassers 6 beispisweise vergütet oder aber ein entsprechender Betrag wird beim Betanken des Kraftfahrzeugs 1 verrechnet.
Ist es nicht erwUnscht, das Kraftfahrzeug 1 solange a0Ber'-Betrieb zu setzen, bis der Tank 4 vollständig geleert und im Anschluß daran wieder mit kaltem Wasser 6 gefUlllt ist, so ist es selbshverständlich auch möglich, den Anhänger 2 vom Kraftfahrzeug 1 abzukuppeln und durch einen anderen Anhänger 2 zu ersetzen, dessen Wassertank 4 bereits mit kaltem Wasser 6 aufgefüllt wurde, so daß das warme Wasser 6 dann aus dem vom Kraftfahrzeug 1 abgekuppelten Anhänger 2 abgelassen werden kann und eine Stillsetzung des K raftfahrzeugs 1 fUr diesen Zweck nicht erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße System zur Nutzbarmachung der Abnahme von Fahrzeugen bzw. Kraftfahrzeugen eignet sich insbesondere bei solchen Fahrzeugen, die auf einer vorgegebenen Tour eingesetzt werden, wie dies beispielsweise bei öffentlichen Verkehrsmitteln der Fall ist.
Nach der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis ist es möglich, bei Verwendung der heute Ublichen Kraftfahrzeugmotoren bereits bei liner Fahrtstrecke von ca. 40 km 100 1 Wasser von 200C auf 60 C anzuwärmen.
Gerade bei öffentlichen Verkehrsmitteln, z.B. im Stadtbereich fahrenden Omnibussen, die tatsächlich eine erhebliche Strecke zurücklegen und hierbei auch eine erhebliche Menge an Kraftstoff verbrauchen, ist es möglich, mit dem erfindungsgemaßen System exen Großteil der Abnahme nutzbar zu machen.
Das erfindungsgemdße System ist jedoch auch bei Lieferfahrzeugen usw.
anwendbar, die ständig vorgegebene Punkte anfahren. Auch im privaten Bereich ist eine Anwendung des erfindungsgeaußen Systems möglich.
Die Erfindung wurde voronstehend an einem AusfUhrungsbeispiel beschrieben.
Es versteht sich, daß Anderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird.
Insbesondere ist es auch möglich, anstelle eines mit Wasser gefüllten Wassertanks einen eine andere Flüssigkeit enthaltenen Wörmespeicher oder aber einen von festen Stoffen gebildeten Warmespeicher zu verwenden, wobei dann die in diesen Wörmespeichern gespeicherte Wd.rme beispielsweise entweder durch weitere Warmetauscher entnommen wird, wie dies bei einem flussigen wZrmespeichernden Medium möglich wäre, oder aber dadurch, daß ein fester Wärmespeicher zur Entnahme der gespeicherten Wärme von einem diese Warme aufnehmenden Medium, z.B. Wasser durchströmt wird.
Weiterhin ist es selbstverständlich auch möglich, den Wdrmespeicher direkt im Kraftfahrzeug vorzusehen.

Claims

P a t e n t a n 5 p r U c h e 1. System zur Nutzbarmachung der Abwdrme bei Landfahrzeugen, insbesonder bei Wruftfahrzeugen, gekennzeichnetdirch einen mit dem Fahrzeug (1) verbundenen Wärmespeicher (4), sowie durch Mittel (5, 8, 9, 10, 11, 12) zum Zufuhren der vom Fahrzeugmotor (7) abgegebenen Wärme an den Wärmespeicher (4).
2. System nach Anspruch 1,'dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmespeicher (4) die im KUhlsystem des Fahrzeugmotors (7) enthaltene Wärme zugeführt wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmespeicher (4) die in den Abgasen des Fahrzeugmotors (7) enthaltene Wärme zugefuhrt wird.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wdrmespeicher (4) in einem mit dem Fahrzeug (1) kuppelbaren Anhänger (2) angeordnet ist.
5. System nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzs chnet, daß der Wärmespeicher (4) im Fahrzeug (1) angeordnet ist.
6. System nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (4) ein wdrmespeicherndes Medium in flussiger Form, z.I3. in Form von Wasser (6) enthält, und daß im Wärmespeicher ein erster Wärmetauscher (5) zur Abgabe der Fahrzeugmotorabwärme an das Speichermedium vorgesehen ist.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (4) ein wormespeicherndes Medium in fester Form enthält.
8. System nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem Fahrzeugmotor (7) und dem Wdrmespeicher (4) ein zweiter Wärmetauscher (12) vorgesehen ist, daß dieser zweite Wärmetauscher (12) von dem die Fahrzeugabwdrme an den Wärmespeicher (4) liefernden Medium durchströmt wird, und daß der zweite Wärmetouscher (12) von den Auspuffgasen des Fahrzeugmotors (7) umströmt wird.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Motorabwärme an den Wärmespeicher (4) liefernde Medium die im Uhlsystem des Fahrzeugmotors (7) verwendete Flüssigkeit, z.B.

Kühlwasser ist.