DE3238518A1

DE3238518A1 - Heizeinrichtung fuer kraftfahrzeuge mit einem luftgekuehlten motor

Info

Publication number: DE3238518A1
Application number: DE19823238518
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing.(FH) 7250 Leonberg-Eltingen Dietzsch
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1982-10-18
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1984-04-19
Also published as: FR2534533A1

Description

DR.- ING. H, H. W I LH E UM_ -- O I Pill .:-J H'G. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31 B -TELEFON (07 11) 291133/29 28

Anmelder; -/- D 6508

Süddeutsche Kühlerfabrik 82-B-O2

Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstraße 3

7000 Stuttgart 30

Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem luftgekühlten ''■ Motor

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges mit einem luftgekühlten Motor, dessen Abgase zur Beheizung des Innenraumes durch einen Wärmetauscher geleitet werden.

Bei Fahrzeugen mit luftgekühlten Motoren ist es bekannt, eine sogenannte Abgasheizung einzusetzen. Derartige Abgasheizungen enthalten einen Abgas-Luftwärmetauscher, durch welchen die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft aufgeheizt werden kann. Derartige Heizeinrichtungen haben einige Unzulänglichkeiten. Beispielsweise führen schon geringe Undichtheiten im Bereich des Wärmetauschers dazu, daß Abgase über den Wärmetauscher in den Fahrzeuginnenraum eindringen und zu einer Geruchsbelästigung führen. Darüber hinaus ermöglicht eine derartige Heizeinrichtung praktisch keine Wärmespeicherung. Außerdem ist die Regelbarkeit einer derartigen Heizeinrichtung recht gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Eintreten von Abgasen über die Heizeinrichtung in den Fahrzeuginnen-

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raum ausgeschlossen sowie die Möglichkeit einer Wärmespeicherung und die Regelbarkeit verbessert sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher vorgesehen ist, dessen Flüssigkeitsteil in einem Kreislauf mit einem dem Fahrzeuginnenraum zugeordneten Heizkörper angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung wird eine Heizeinrichtung geschaffen, die bezüglich einer Geruchsbelästigung, der Wärmespeicherung und der Regelbarkeit den Heizeinrichtungen von Fahrzeugen mit flüssigkeitsgekühlten Motoren entspricht.

Versuche haben gezeigt,, daß sich in dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher, der bevorzugt mit Wasser betrieben wird, Dampf bilden kann, wenn nicht genügend Wärme abgeführt wird. Der dadurch entstehende überdruck kann zu einer Schädigung des Wärmetauschers führen. Um -diese Gefahr zu vermeiden, muß vorgesehen werden, daß der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher abgeschaltet werden kann. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung geschieht dies dadurch, daß der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher in einem Bypass zu einer Abgasabführleituhg angeordnet ist und daß ein Regelorgan zum Regeln der durch den Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher strömenden Menge des Abgases vorgesehen ist. Beim Abschalten der Heizung kann somit der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher von dem Abgasstrom getrennt werden. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist in der Zulaufleitung des Kreislaufes zu dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher ein Absperrventil und in der Ablaufleitung vor einem Ausgleichsbehälter ein Rückschlagventil angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird ausgenutzt, daß bei einem Schließen des Absperrventils die Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, in dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher verdampft und über das Rückschlagventil in den Ausgleichsbehälter gelangt, in welchem es wieder kondensiert. Da wegen des geschlossenen Absperrventils keine Flüssigkeit in den Wärmetauscher nachfließt und da auch wegen des Rückschlagventils keine Flüssigkeit zurück fließt, entleert sich der Äbgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher, so daß kein überdruck in ihm entsteht.

Weitere Merlanale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit einem in einem By-pass angeordneten Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher und

Fig. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine weitere erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit einem im Abgasstrom angeordneten, entleertem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 schließen an den mit einem Kühlgebläse-21 versehenen Verbrennungsmotor 20 Abgaskrümmer an, die zu einer Abgassammelleitung 23 führen, die ihrerseits an eine Abgasabführleitung 4 angeschlossen ist. In einem Bypass 3 zu der Abgasabführleitung 4 ist ein Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 angeordnet, wobei als Flüssigkeit bevorzugt Wasser eingesetzt wird. Der By-pass 3 ist über ein Regelorgan 5 mit der Abgasabführleitung 4 verbunden, durch das die Abgasmenge eingestellt werden kann, die über den Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 geführt wird und diesen durchströmt.

An den Flüssigkeitsteil des Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauschers sind eine Zulaufleitung 7 und eine Ablaufleitung 9 angeschlossen, die diesen mit einem Heizkörper 2 verbinden. In der Ablauf leitung 9 ist eine elektrische Pumpe angeordnet. Vor dieser Pumpe ist eine zu einem Ausgleichsbehälter 6 führende Abzweigung vorgesehen.

Der Heizkörper 2 ist in einem Kanal 12 angeordnet, dessen Ausgang zu dem Fahrzeuginnenraum führt. Vor dem Heizkörper 2 befindet sich eine Umlenkklappe 13, durch deren Stellung bestimmt wird, welcher Anteil der zuströmenden Luft durch den Heizkörper 2 hindurch oder an diesem vorbei in den Fahrzeuginnenraum ge-

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führt wird. Die Luftströmung in dem Kanal wird durch einen Ventilator 18 ve^rsacht oder wenigstens unterstützt. Im Normalfall wird die im Fahrzeuginnenraum zuzuführende Frischluft über einen in Strömungsrichtung vor dem Ventilator 18 angeordneten Frischluftanschluß 15 zugeführt, dessen freier Querschnitt mittels einer Luftklappe 16 einstellbar ist.

Die Heizeinrichtung kann in einfacher Weise zu einer vollständigen Klimaanlage ausgeweitet werden, wie in der Fig. 1 dargestellt ist. Hierzu ist in dem Kanal 12 ein Verdampfer 14 eines Kälteerzeugers angeordnet, der in Strömungsrichtung vor dem Ventilator 18 liegt. Der weiter vor dem Verdampfer 14 befindliche Kanalteil ist mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden und dient zur Änsaugung der Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum. In diesem Bereich ist eine Luftklappe 17 in dem Kanal 12 angeordnet, durch die der freie Querschnitt des Kanals 12 und damit die angesaugte Luftmenge eingestellt werden kann.

Durch die Anordnung des Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauschers 1 in einem By-pass 3 wird erreicht, daß dieser vollständig abgeschaltet werden kann, ohne daß danach aus ihm Wärme abgeführt werden muß. Dies erfolgt durch das Regelorgan 5. Die Gefahr einer Dampfbildung und damit einer Überdruckbildung in dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 und dem dazugehörigen Kreislauf mit dem Heizkörper 2 wird somit verhindert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 direkt in der Abgasabführleitung 4 angeordnet, so daß auf einen By-pass verzichtet werden kann. Vor dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher T ist ein Absperrventil 8 angeordnet. Außerdem ist ein Rückschlagventil 10 in der Ablaufleitung 9 vor dem Ausgleichsbehälter 6 vorgesehen. Zum Abschalten des Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauschers 1 wird das Absperrventil 8 geschlossen, so daß keine weitere Flüssigkeits-

zufuhr erfolgt. Die in dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher \ befindliche Flüssigkeit wird dann verdampft und über das Rückschlagventil 10 in den Ausgleichsbehälter 6 entspannt. Der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 wird auf diese Weise vollständig entleert/ ohne daß sich ein überdruck in ihm aufbauen kann. Dabei kann das Absperrventil 8 auch als ein 3-Wege-Ventil ausgebildet sein, das den Flüssigkeitskreislauf über einen By-pass 19 unter Umgehung des Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauschers 1 kurzschließt. Zu dem gleich Zweck, nämlich um ein überlasten der Pumpe 11 bei geschlossenem Ventil 8 zu verhindern, kann auch eine Verbindung zwischen dem Pumpenmotor und dem Ventil 8 hergestellt werden, durch die der Pumpenmotor bei geschlossenem Ventil 8 abgeschaltet wird.

Die Verwendung eines Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauschers 1 in einem By-pass zur Abgasabführleitung 4 (Fig. 1) oder in der Abgasabführleitung 4 in Verbindung mit einem Absperrventil 8 in der Zulaufleitung und einem Rückschlagventil 10 in der Ablaufleitung (Fig. 2), kann auch in anderen Anwendungsfällen zweckmäßig sein. Beispielsweise kann ein derartiger Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher 1 sinnvoll sein, um bei einem flüssigkeitsgekühlten Motor dem Kühlmittel des Motors zusätzliche Energie zuzuführen, insbesondere in der Aufheizphase oder bei sehr tiefen Umgebungstemperaturen oder bei Dieselmotoren.

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Claims

1. Heizeinrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges ../mit einem luftgekühlten Motor, dessen Abgase zur Beheizung des Innenraumes durch einen Wärmetauscher geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (1) vorgesehen ist, dessen Flüssigkeitsteil in einem Kreislauf mit einem dem Fahrzeuginnenraum zugeordneten Heizkörper (2) angeordnet ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (1) in einem Bypass (3) zu einem Ab gas ab führ leitung (4) angeordnet" ist/ und daß ein Regelorgan (5) zum Regeln der durch den Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (1) strömenden Menge des Abgases vorgesehen ist.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf für die Flüssigkeit mit einem Ausgleichsbehälter (6) verbunden ist.

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4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 und 3/ dadurch gekennzeichnet , daß in der Zulaufleitung (7) des Kreislaufes ' zu dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (1) ein Absperrventil (8) und in der Ablaufleitung (9) vor dem Ausgleichsbehälter (6) ein Rückschlagventil (10) angeordnet sind.

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufleitung (9) aus dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauscher. (1) eine die Flüssigkeit von dem Abgas-Flüssigkeit-Wärmetauseher (1) zu dem Heizkörper (2) fördernde Pumpe (11) angeordnet ist.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß das Ventil (8) als ein 3-Wege-Ventil ausgebildet ist, - das bei abgesperrtem- Abgas^Elüssigkeit-Wärmetauscher-(T) über, einen Byr-Pass (19) die Zulauf leitung (7) mit der Ablaufleitung (9) verbindet.

7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (2) in einem zum Fahrzeuginnenraum führenden Kanal (12) angeordnet ist, in welchem in Strömungsrichtung vor dem Heizkörper

. (2) eine Umlenkklappe (13) angebracht.ist,-die zum Einstellen der Anteile der zuströmenden Luft, die durch den Heizkörper (2) oder an dem Heizkörper (2) vorbeigeführt werden, verstellbar ist.

8. Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (12) vor der Umlenkklappe (13) ein Verdampfer (14) eines Kälteerzeugers angeordnet ist.

9. Heizeinrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (12) zwischen dem Heizkörper (2) und dem Verdampfer (14) mit einem Frischluftzuführ-

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anschluß (15) versehen ist, dessen freier Querschnitt mittels einer Luftklappe (16) einstellbar ist.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer (14) befindliche Teil des Kanals (12) an den Fahrzeuginnenraum angeschlossen und mit einer den freien Querschnitt einstellenden Luftklappe (17) versehen ist.

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