DE3200837A1

DE3200837A1 - "anlage zur klimatisierung des innenraumes eines kraftfahrzeuges"

Info

Publication number: DE3200837A1
Application number: DE19823200837
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.Ing. 7400 Tübingen Stolz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-07-28
Also published as: DE3200837C2

Description

"Anlage zur Klimatisierung des Innenraumes
eines Kraftfahrzeuges" Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Klimatisierung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer derartigen bekannten Anlage (DE-AS 28 10 191) werden die Abgaswärme einer Brsnnkraftmaschine und die Kompressionswärme der Verbrennungsluft über Wärmetauscher einem Dampfkreislauf zugeführt, der ein Heizleistungssystem mit einem Wärmetauscher enthält und in dem ein Arbeitsmittel mindestens vorgewärmt, mindestens teilweise verdampft und arbeitsleistend entspannt sowie kondensiert wird. Der dargestellte Dampfkreislauf ist in seinem Aufbau kompliziert, insbesondere eignet er sich nicht für die Verwendung in Kraftfahrzeugen, da er als zusätzliches System mit gesondertem Wärmeträgermedium im Kraftfahrzeug eine erhebliche Vergrößerung von Bauvolumen und -gewicht bedeuten würde.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, verschiedene durch die Brennkraftmaschine bereitgestellte Wärmequellen nur unter Benutzung bereits vorhandener Wärmeträgermedien und ohne Änderung des Aggregatezustandes dieser Medien für die Klimatisierung zu nutzen, wobei zusätzlich die verschiedenen Betriebszustände der Brennkraftmaschine und der damit schwankende Wärmeanfall berücksichtigt werden sollen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage dient die Verbrennungsluft als Wärmeträger sowohl für die Abgaswärme wie für die Kompressionswärme des Laders, wobei die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, daß bei geringer Belastung der Brennkraftmaschine mit einem geringen Anfall an Verbrennungswärme ein höherer Anteil der Abgaswärme auf die Verbrennungsluft übertragen wird als bei höherer Belastung der Brennkraftmaschine mit einem vermehrten Anfall an Verbrennungswärme. Dadurch steht eine weitgehend von der Belastung der Brennkraftmaschine unabhängige Wärmemenge für die Klimatisierung zur Verfügung* auch hat die der Brennkraftmaschi ne zugeführte Verbrennungsluft eine weitgehend gleichmäßige Temperatur.
Aus der DE-AS 14 76 192 ist zwar ein Verbrennungsmotor bekannt, bei dem eine Steuerung der Ansauglufttemperaturen möglich ist, indem eine zusätzlich zu einer Steuerung durch einen Temperaturfühler lastabhängig verstellbare Klappe eine Umschaltung von einet Frischluftleitung auf eine Vorwärmeleitung vornimmt, die das Auspuffrohr ummantelt. Bei diesem Verbrennungsmotor handelt es sich jedoch um einen Saugmotor. Auch ist das Problem der Klimatisierun des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges nicht angesprochen.
Vielmehr ist stromaufwärts der Ummantelung des Auspuffrohrs ein an den Kühlwasserkreislauf des Motors angeschlossener Wärmetauscher vorgesehen, der Wärme träger der Kimatisierung wird also zusätzlich belastet statt entlastet.
Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Ausgestaltung wird eine weitere Wärmequelle der Brennkraftmaschine für die Klimatisierung erschlossen mit dem zusätzlichen Vorteil, daß das die Schmierölwärme aufnehmende Medium nicht besonders herangeführt werden muß.
Die Ausgestaltung gemäß dem Patentanspruch 3 bewirkt eine einfache und effektive Steuerung des Mischungsverhältnisses der Luftströme durch die beiden Zufuhrleitungen an dessen Zusammentreffen.
Eine unmittelbare Übertragung der Verbrennungsluftwärme auf die der Klimatisierung dienenden Luft gemäß dem Patentanspruch 4 läßt eine sehr rasche Anpassung an die Klimatisierungserfordernisse auch bei noch kalten Brennkraftmaschinen zu. Mit der Anlage gemäß Patentanspruch 5 dagegen kann auf eiafache Weise auch die KUhlwasserwärme der Brennkraftmaschine für die Klimatisierung herangezogen werden.
Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine besonders raumsparende und leichte Bauweise für hohe WärmeUbertragungsleistungen.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Anlage in einem Beispiel in Schemaform dargestellt.
Von einem Luftfilter 1 aus wird Verbrennungsluft über zwei Zufuhrleitungen 2, 3, die sich in einer Weiche 4 mit einem Steuerglied 5 vereinigen, einem Lader 6 zugeführt, von dem sie nach dem Durchströmen eines Wärmetauschers 7, der sekundärseitig von Luft zur Klimatisierung eines nicht dargestellten Innenraumes eines Kraftfahrzeuges beaufschlagt ist, in eine nur angedeutet dargestellte Brennkraftmaschine 8 gedrückt wird. Die Abgase der Brennkraftmaschine 8 werden nach dem Durchströmen einer Turbine 9, die den Lader 6 antreibt, in einem Auslaßrohr 10 abge- führt, das teilweise in einem Wärmetauscher 11 von der Zufuhrleitung 3 ummantelt ist. In der Zufuhrleitung 2 ist ein Wärmetauscher 12 vorgesehen, der andersseitig von dem Schmieröl der Brennkraftmaschine 8 beaufschlagt ist.
Das Steuerglied 5 der Weiche 4, dessen Stellmechanismus nicht dargestellt ist, verschließt bei geringer Last der Brennkraftmaschine 8 die Mündung der Zufuhrleitung 2 teilweise oder ganz und öffnet dementsprechend die Mündung der anderen Zufthrleitung 3. Dem Wärmetauscher 7 und der Brennkraftmaschine 8 wird somit trotz anfallender geringer Kompressionswärme im Lader 6 durch die Aufnahme von Abgaswärme Verbrennungsluft von ausreichend hohen Temperaturen zugeführt, so daß die Luft für die Klimatisierung entsprechend erwärmt werden kann und ein Auskühlen der Brennkraftmaschine 8 verhindert wird. Mit steigender Last verschließt das Steuerglied 5 zunehmend die Mündung der Zufuhrleitung 3 und öffnet dementsprechend die Mündung der Zufuhrleitung 2. Dem Wärmetauscher 7 und der Brennkraftmaschine wird somit hauptsächlich durch die verstärkt anfallende Kompressionswärme und in geringerem Umfang durch das Schmieröl erwärmte Verbrennungsluft zugeführt, so daß die Luft für die Klimatisierung weiterhin ausreichend erwärmt werden kann und gleichzeitig die Brennkraftmaschine 8 mit ausreichend kühler Luft, die einen guten Füllungsgrad gewährleistet, versorgt wird Das Steuerglied 5 der Weiche 4 kann außer von der Last der Brennkraftmaschine 8 auch noch von anderen Größen gesteuert werden, wie der Außentemperatur der Verbrennungslufttemperaturm hinter dem Lader 6 oder der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschlne 8.
Die Luft für die Klimatisierung wird von einem Gebläse 13 über durch Klappen 14, 15 gesteuerte Frischluft- oder Umluftleitungen 16, 17 angesaugt und nach dem sekundärseitigen Durchströmen des Wärmetauschers 7 über durch Klappen 18, 19, 20 gesteuerte Leitungen 21, 22, 23 für die Heizung oder als Verbindung zu einem Austreiber einer Klimaanlage oder zur Außenluft geleitet, wobei im letzteren Fall der Wärmetauscher 7 als reiner Ladeluftkühler dient.
Leerseite

Claims

PatentansPrilche 1. Anlage zur Klimatisierung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine mit Lader und mit Ausnutzung der Abgaswärme der Brennkraftmaschine mittels eines Wärmetauschers, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h zwei parallelgeschaltete Zufuhrleitungen (2, 3) für die Verbrennungsluft zum Lader (6) mit einem Steuerorgan (Weiche 4), das in Abhängikeit von der Last der Brennkraftmaschine (8) den Verbrennungsluftdurchfluß durch die beiden Zufuhrleitungen (2, 3) aufteilt, wobei der von den Abgasen der Brennkraftmaschine (8) beaufschlagte Wärmetauscher (11) in der Zufuhrleitung (3) mit erhöhtem Durchfluß bei geringer Last angeordnet ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i -c h n e t, daß stromabwärts des Laders (6) ein zweiter Wärmetauscher (7) angeordnet ist, der einerseits von der Verbennungsluft beaufschlagt wird und in dem Wärme in einen Wärmeträger der Klimatisierung -abfließt.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in der Zufuhrleitung (2) mit erhöhtem Durchfluß bei hoher Last der Brennkraftmaschine (8) ein vom Schmieröl der Brennkraftmaschine (8) beaufschlagter Wärmetauscher (12) angeordnet ist.
4. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Steuerorgan eine Weiche (4) mit kontinuierlich verstellbarem Steuerglied (5) in der Vereinigung der beiden Zufuhrleitungen (2, 3) unmittelbar vor dem Lader (6) ist.
5. Anlage nach den Ansprechen 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der von der aufgeladenen Verbrennungsluft beaufschlagte Wärmetauscher (7) sekundärseitig von unmittelbar der Klimatisierung dienender Luft durchströmt ist.
6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der von der aufgeladenen Verbrennungsluft beaufschlagte Wärmetauscher (7) von einem Zwischenträger, insbesondere dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine (8) durchströmt ist.
7. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmetauscher (11) zwischen Abgas und Ansaugluft ein Kreuzstrom-Wärmetauscher ist.
8. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Lastabhängigkeit der Stellung des Steuerorgans (Weiche 4) eine von der Temperatur der Ansaug luft vor den Zylindern geführte Regelung übergeordnet ist, die huber die Stellung des Steuerorgans (Weiche 4) die Temperatur der Ansaugluft nach oben begrenzt.