DE4010053A1 - Latentwaermespeicher fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher für Kraftfahrzeuge, der dazu dient, die vom Motor des Kraft­ fahrzeugs erzeugte, nicht genutzte Wärmeenergie zu speichern und im Bedarfsfalle wieder abzugeben.

Bei den heute in Kraftfahrzeugen eingebauten Verbrennungs­ motoren werden etwa zwei Drittel des Energieinhalts des verbrannten Kraftstoffes in Wärmeenergie umgewandelt, die außer zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes nicht nutzbar ist. Diese Wärmeenergie entsteht hauptsächlich am Motor, von wo sie durch das Kühlwasser abgeführt werden muß, um eine Überhitzung des Motors zu verhindern und an der Auspuffanlage.

Es besteht daher der Bedarf, die ansonsten vergeudete Wärmeenergie aufzufangen und zu speichern, um sie dann später bedarfsgerecht abzugeben, z. B. um das Innere eines Kraftfahrzeuges aufzuwärmen bis die Bordheizung wirksam wird oder den Motor des Kraftfahrzeuges beim Kaltstart schnell auf die Betriebstemperatur zu bringen.

Dies kann bekanntermaßen dadurch bewerkstelligt werden, daß man ein Speichersystem schafft, dem die Abgase oder die Motorwärme mittels des Kühlwassers zugeführt werden. Von den möglichen Speichersystemen haben sich solche Speicher als vorteilhaft herausgestellt, die nach dem Durchlauferhitzerprinzip arbeiten und bei denen zum Speichern der Wärmeenergie Materialien ver­ wendet werden, die die Aufnahme bzw. Abgabe der Wärme durch Änderung des Aggregatzustandes bewirken. Man kann diese Stoffe daher auch als Phasenwechselmaterialien (PWM) bezeichnen.

Als Phasenwechselmaterialien kommen insbesondere Salze in Frage. Ihre Verwendung setzt dabei voraus, daß die Wärmezufuhr bzw. Wärmeentnahme im gesamten Speicher möglichst gleichzeitig und gleichmäßig vor sich geht, damit ein schnelles und gleichmäßiges Schmelzen bzw. Erstarren des Salzes gewährleistet ist. Ferner muß der Speicher so gestaltet und aufgebaut sein, daß die Wärmeverluste des aufgeladenen Speichers möglichst gering sind. Schließlich müssen auch die Eigenschaften des Salzes und das Material des Speichergerätes so aufeinander abgestimmt sein, daß Letzteres nicht von dem Salz angegriffen wird und zerstört wird.

All diese Anforderungen an den Latentwärmespeicher bedingen, daß dieser einen ganz speziellen Aufbau auf­ weist, nämlich mit sehr vielen Kanälen versehen ist, die eine große Wärmeübergangsfläche zwischen dem Phasen­ wechselmaterial und dem Wärmeträger, beispielsweise dem Kühlwasser, ermöglichen.

Um eine ausreichende Wärmemenge speichern zu können, ist daher ein Wärmespeicher erheblicher Baugröße erfor­ derlich. Da in den meisten Kraftfahrzeugen der Raum zur Unterbringung zusätzlicher Aggregate begrenzt ist, insbesondere im Motorraum, ist es Aufgabe der Erfindung, das Problem der Unterbringung des Wärmespeichers zu lösen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Latentwärmespeicher im Fahrgastraum und hier insbesondere in den Sitzen untergebracht ist. Durch diese Unterbringung des Latentwärmespeichers wird kein zusätzlicher Stauraum benötigt, auch nicht im Fahrgast­ raum, wo Raum ebenfalls Mangelware ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Latentwärmespeicher weder Fahrtwind, noch in besonderem Maße Witterungsein­ flüssen ausgesetzt ist, so daß der Wärmeverlust in der Ruhephase des Wärmespeichers verringert ist.

Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher ist so geformt, daß er in alle Polsterteile der Sitzgelegenheiten im Innern des Kraftfahrzeuges einbaubar ist. Hierbei ist insbesondere an die Rückenlehnen der Sitzgelegenheiten gedacht, da dadurch eine Beeinträchtigung der Bequemlich­ keit des Fahrgastes am besten verhindert werden kann.

Es ist aber auch an Wärmespeichereinheiten gedacht, die sowohl in der Rückenlehne als auch im Sitzbereich eines Fahrgastsitzes untergebracht sind. Hierbei sind die ohnehin bevorzugt modular aufgebauten Wärmespeicher parallel geschaltet, wodurch deren Funktionsweise ver­ bessert wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und dem Anspruch entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Frontsitz eines Kraftfahrzeuges mit einge­ bautem Latentwärmespeicher in vereinfachter perspektivischer Darstellung und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Latentwärmespeicher ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Der in Lehne 1 und Sitzfläche 2 des Autositzes inte­ grierte Latentwärmespeicher 3 ist zweiteilig ausgebildet. Der Latentwärmespeicher 3 weist Kanäle 4 für das Wärme­ transportmittel, hier Kühlwasser, auf sowie Kanäle 5 für das Speichermedium. Die Kanäle 4 und 5 sind durch zwischen parallelen Platten 6 angeordnete Wellrippen 7, die bevorzugt aus Aluminium bestehen, gebildet.

Die Kanäle 4 für das Wärmetransportmedium sind über Leitungen 8 mit dem Kühlwasserkreislauf des Kraftfahr­ zeugs verbunden.

In Fig. 2 ist der Aufbau des Latentwärmespeichers erkenn­ bar. Durch die in der Zeichnung horizontal verlaufenden Kanäle 4 wird das Wärmeübertragungsmedium geleitet, während in den in der Zeichnung vertikalen Kanälen 5 das Speichermedium angeordnet ist. Die Kanäle 5 sind daher an ihren jeweiligen Enden geschlossen, während die Kanäle 4 an ihren Enden so untereinander verbunden sind, daß ein mäanderförmiges Durchströmen des Wärme­ speichers 3 ermöglicht wird. Die Kanäle 4 und 5 werden, wie bereits oben erwähnt, durch bevorzugt aus Aluminium bestehende Wellrippen 7 gebildet, die zwischen parallelen Platten 6 angeordnet sind (nach allen Richtungen ausbau­ bare metallische Matrix).

Alle in der Beschreibung, dem nachfolgenden Anspruch und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (1)

1. Latentwärmespeicher für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit Phasenwechselmaterial als Speichermedium und Kühlwasser als Wärmetransportmittel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Latentwärmespeicher (3) im Polster der Sitzelemente des Kraftfahrzeuges untergebracht ist.