DE4014501C2 - - Google Patents

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DE4014501C2
DE4014501C2 DE19904014501 DE4014501A DE4014501C2 DE 4014501 C2 DE4014501 C2 DE 4014501C2 DE 19904014501 DE19904014501 DE 19904014501 DE 4014501 A DE4014501 A DE 4014501A DE 4014501 C2 DE4014501 C2 DE 4014501C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage für ein von einem Motor getriebenes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.
Aus DE-OS 37 30 121 ist eine Fahrzeugheizung bekannt, bei der ein Wärmeaustausch zwischen von einem Brenner einer Heizeinrichtung erzeugten, heißen Verbrennungsgasen und Wasser über einen zweiten Wärmetauscher, welcher in der Heizungsanlage enthalten ist, erfolgt, und bei der das durch den zweiten Wärmetauscher erzeugte heiße Wasser in eine von der Kühlflüssigkeit der Brennkraftma­ schine gespeiste Heizeinheit des Fahrzeugs geleitet wird. Zum schnellen Beheizen des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeugs und/oder zum schnellen Enteisen der Scheiben (Defrosten) kann der zweite und von den heißen Verbrennungsgasen des Brenners gespeiste Wärmetauscher, der von Flüssigkeit durch­ strömt ist, derart betrieben und mit der fahrzeugeigenen Heizeinheit in einem Art Kurzschlußkreislauf derart geschal­ tet werden, daß das durch die vom Brenner gelieferten, heißen Verbrennungsgase im zugeordneten Wärmetauscher erwärmte Flüssigkeitsvolumen in einer Größenordnung von etwa 5 Liter aufgewärmt, direkt zur fahrzeugeigenen Heizeinheit ge­ leitet und von dieser wieder zurück zum Wärmetauscher geführt werden kann. Dieser zweite Wärmetauscher und der Brenner sind im Motorraum angeordnet, während die fahrzeugeigene Heizein­ heit im Fahrgastraum und gegenüber dem Motorraum durch eine Spritzwand abgeschottet angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich nicht nur relativ lange Leitungswege bei einer solchen Fahrzeugheizung, sondern es ist auch ein komplizierter und aufwendiger Einbau sowie eine komplizierte Verschaltung mit der fahrzeugeigenen Heizeinheit erforderlich. Zudem ist ein solches selbst im Schnellheizbetrieb betriebenes Heizungs­ system mit einer großen thermischen Trägheit behaftet, da man bei der Wärmeübertragung unter Verwendung eines flüssi­ gen Wärmeträgers, wie Kühlflüssigkeit, relativ niedrige Wär­ medurchgangskoeffizienten erhält und eine hohe Wärmekapazität des flüssigen Wärmeträgers gegeben ist sowie eine entsprechend große Wärmeträgermenge erforderlich ist. Deshalb setzt die Heizwirkung zeitlich verzögert nach dem Inbetriebnehmen des motorunabhängig betreibbaren Brenners ein.
Aus DE-OS 39 07 222 ist ein Wärmetauscherheizgerät für Kraft­ fahrzeuge bekannt, bei dem in den fahrzeugeigenen Wärmetau­ scher ein kraftstoffbetriebenes Heizgerät integriert ist, wo­ bei die von diesem gelieferten heißen Verbrennungsgase ihre Wärme auf das Wasser des Kühlkreislaufs des Motors übertra­ gen, welches durch den fahrzeugeigenen Wärmetauscher zirku­ liert, der unmittelbar von einem durch ein Gebläse erzeug­ ten Luftstrom angeströmt wird. Auch bei diesem kraftstoff­ betriebenen Wärmetauscherheizsystem für Kraftfahrzeuge ist ein Wärmeaustausch zwischen einem flüssigen Wärmeträger, wie Kühlwasser, und Luft verwirklicht, so daß man auch hier­ bei den Nachteil einer großen thermischen Trägheit und ei­ ner zeitlich verzögerten einsetzenden Heizwirkung in Kauf nehmen muß.
Aus DE-OS 37 18 611 ist eine Heiz- und Lüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der von dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs ein Wärmetauscher gespeist wird, welcher auf der Abluftseite eines Lüfters angeordnet ist. An den Lüfter schließt sich ein Luftführungs- und Verteilersystem an, das entweder unmittelbar von dem Lüfter mit Frischluft oder mittelbar von dem Lüfter unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers mit Warmluft gespeist wird. Hierbei wird an Stelle des Wärmetauschers oder zusätzlich zu dem Wärmetau­ scher ein kraftstoffbetriebenes Luftheizgerät zwischen dem Lüfter und dem Luftführungs- und Verteilersystem vorgesehen. Hierbei wird zwar ein Wärmeaustausch von von dem kraftstoff­ betriebenen Luftheizgerät gelieferten Heizluft und Frischluft oder Umluft verwirklicht, jedoch besteht hierbei die Gefahr, daß die Abgase des kraftstoffbetriebenen Luftheizgeräts di­ rekt oder indirekt über die Heizluft in den Fahrgastinnen­ raum gelangen können, wo sie schädliche Auswirkungen auf das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen haben können.
Aus der DE-AS 19 61 288 ist eine Einrichtung zur Wärmeübertragung in den Innenraum eines Fahrzeuges bekannt, bei der ein einer zusätzlichen Heizung zugeordneter Wärmetauscher mittels eines mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllten Wärmerohres mit einem Innenraum-Wärmetauscher in Verbindung steht. Der Motorkühlwasserkreislauf ist bei jener Einrichtung nicht mit einbezogen, wodurch deren Verwendbarkeit eingeschränkt ist. Ferner erfolgt der Wärmeübergang zum Innenraum über Konvektion, wodurch die Effektivität reduziert ist.
Aus der DE-AS 14 30 598 ist ein weiteres System einer Kraftfahrzeugheizung bekannt, bei dem ein Zweiphasen-Kreislauf mit einem Verdampfer und einem Kondensator zur Wärmeübertragung vom Abgas eines luftgekühlten Verbrennungsmotors zu einem Fahrzeuginnenraum dient. Ein motorunabhängiges Heizgerät ist bei dieser Anordnung nicht vorgesehen.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Heizungs­ anlage der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche einen möglichst kompakten Aufbau hat und äußerst schnell im Be­ darfsfall Heizwärme für den Fahrgastinnenraum oder zum De­ frosten der Scheiben liefert, die aber gleichwohl für eine Motorvorwärmung geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 3 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeughei­ zungsanlage wird somit ein Kreislauf realisiert, bei dem ein Wärmeaustausch von Gas (Dampf) zu Gas (Luft) und zur Kühlflüssigkeit des Motors in einer einzigen hochintegrierten Baueinheit er­ folgt, bei welchem sich äußerst günstige und hohe Wärmedurch­ gangskoeffizienten ergeben, sowie sehr wenig Kreislaufmedium vorhanden ist und eine geringe Wärmekapazität des Wärmeträgers gegeben ist. Hierdurch läßt sich die thermische Trägheit der Fahrzeugheizungsanlage drastisch herabsetzen, so daß man bei abgeschalteten oder stark gedrosselten Durchfluß von Kühlwasser inner­ halb sehr kurzer Zeit bereits Warmluft bei dieser Fahrzeughei­ zungsanlage erhält, die zur Beheizung des Fahrgastinnenraums und/oder zur Enteisung der Scheiben genutzt werden kann, und zwar sehr schnell nach dem Starten des motorunabhängig betreibba­ ren Brenners der Fahrzeugheizungsanlage.
Die Fahrzeugheizungsanlage nach der Erfin­ dung ist derart ausgelegt, daß der Verdampfer mit dem Kondensa­ tor über eine einzige Leitung für die Dampfzufuhr und den Kondensatrücklauf verbunden ist. Hierdurch vereinfacht sich die Leitungsverknüpfung von Verdampfer und Kondensationswärme­ tauscher der erfindungsgemäßen Heizungsanlage, und die Rück­ führung des Kondensats von dem Kondensationswärmetauscher er­ folgt schwerkraftunterstützt.
Eine möglichst kompakt ausgelegte Fahrzeugheizungsanlage erhält man, wenn der motorunabhängig betreibbare Brenner und der Verdampfer eine Baueinheit bilden. Eine solche vereinfachte Bauform ist äußerst platzsparend.
Bei allen Ausführungsformen können der Brenner und der Ver­ dampfer außerhalb des Fahrzeuginnenraums, beispielsweise im Motorraum angeordnet werden. Alternativ ist es möglich, die­ selben zur Vereinfachung des Einbaus im Fahrzeuginnenraum anzu­ ordnen.
Gemäß der Erfindung sind der fahrzeugeigene Wärmetauscher und der Konden­ sationswärmetauscher zu einem einzigen gemeinsamen Wärmetau­ scher zusammengefaßt. Durch diese integrierte Form eines ge­ meinsamen Wärmetauschers läßt sich das Bauvolumen des Wärme­ tauschers der Fahrzeugheizungsanlage reduzieren und man er­ hält eine äußerst kompakte Fahrzeugheizungsanlage, welche an der bisher üblichen Einbaustelle im Fahrzeug eingebaut werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist ein solcher gemeinsamer Wärmetauscher aus einem Metallsinter­ werkstoff hergestellt, welcher hochporös ist und zur Luft­ durchleitung dient. Es kann sich beispielsweise um hochporöses Aluminium- oder Bronzesintermaterial handeln. Ein solcher Körper aus Metallsinterwerkstoff kann beliebig hinsichtlich seiner Gestaltung gewählt werden und ist vorzugsweise block­ förmig ausgebildet. In diesem Körper sind vorzugsweise Kühl­ flüssigkeitsdurchlaßrohre für den Wärmetauscher von Kühl­ flüssigkeit zu Luft und Dampfdurchleitungsrohre für den Wärme­ austausch von Dampf und Luft zur Bildung des Kondensations­ wärmetauschers oder -wärmetauscherteils vorgesehen. Bei einer solchen Ausgestaltungsform können die verschiedensten Heiz­ betriebsweisen verwirklicht werden, da durch die bauliche Zu­ sammenfassung von einem zweiphasigen Kreislauf und einem mit flüssigem Wärmeträger arbeitenden Wärmetauscher, wenn ge­ wünscht, auch eine Motorvorwärmung über die Kühlflüssigkeit vorgenommen werden kann.
Zur Sofortbeheizung der Fahrgastinnenraums und/oder zum Entei­ sen der Scheiben kann der von der Flüssigkeit durchströmte Wärmetauscher oder der Wärmetauscherteil abgeschaltet werden, so daß die vom motorunabhängig betreibbaren Brenner über den Wärmetauscher gelieferte Wärme direkt zur Fahrgastinnenraum­ beheizung genutzt werden kann und keine Aufwärmung der Kühlflüssigkeit vorgenommen wird, so daß innerhalb kürzester Zeit eine Heizleistung zu Heizzwecken des Fahrgastinnenraums zur Verfügung steht, während ein weiterer Teil der insgesamt erzeugten Heizleistung zur Bauteilaufwärmung des zweiphasigen Kreislaufs genutzt wird.
Im Grundheizbetrieb, d. h. wenn die Brennkraftmaschine betriebs­ warm ist und die Wärme im Kühlflüssigkeitskreislauf der Brenn­ kraftmaschine zu Heizzwecken genutzt werden kann, arbeitet vorzugsweise nur der von der Kühlflüssigkeit durchströmte Wär­ metauscher oder Wärmetauscherteil. Gegebenenfalls kann zum Zuheizen in Abhängigkeit von dem Wärmebedarf der Kondensations­ wärmetauscher oder -wärmetauscherteil zugeschaltet werden, um gegebenenfalls einen erhöhten Wärmebedarf beim Fahrzeug zu decken.
Zur Motorvorwärmung wird die Fahrzeugheizungsanlage vorzugs­ weise so betrieben, daß das Fahrzeuggebläse still steht und der Kondensationswärmetauscher oder -wärmetauscherteil in Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit tritt. Hierdurch lassen sich Kaltstartschwierigkeiten durch eine Motorvorwärmung über­ winden.
Eine alternative Ausgestaltungsform der Fahrzeugheizungsanla­ ge nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der zwei­ phasige Kreislauf Wärmerohre zur Wärmeübertragung von den heißen Verbrennungsgasen des Brenners zur Heizluft enthält. Diese Wärmerohre, die auch als "Heat-pipes" bezeichnet werden, stellen ein Zwischenübertragungsmedium, vorzugsweise mit Dampf­ zwischenphase dar, so daß man keinen gesonderten Verdampfer be­ nötigt, wodurch sich die Auslegungsform der Heizungsanlage vereinfachen läßt. Um eine möglichst effektive Wärmeübertra­ gung mit Hilfe dieser Wärmerohre zu erzielen, sind die Wärme­ rohre verbrennungsgasseitig mit Rippen versehen.
Gemäß einem unabhängigen Lösungsweg nach der Erfin­ dung wird eine Heizungsanlage mit einem Fahrzeugge­ bläse zur Heizluftförderung in einen Fahrgastinnenraum und einem motorunabhängig betreibbaren Brenner zur Wärmeerzeu­ gung bereitgestellt, bei der die vom Brenner gelieferten, heißen Verbrennungsgase in einem Wärmetauscher direkt mit der vom Fahrzeuggebläse gelieferten Luft und mit der Kühlflüssigkeit des Motors in Wärmeaustausch sind. Bei dieser Auslegungsform erhält man einen direkten Wärme­ austausch von heißen Verbrennungsgasen mit Luft, so daß man eine äußerst verlustarme Warmlufterzeugung bei dieser Fahr­ zeugheizungsanlage nach der Erfindung erhält.
Bei dieser alternativen Ausgestaltungsform kann auch eine Ver­ knüpfung mit einem fahrzeugeigenen Wärmetauscher vorgenommen werden. Anstelle des Kondensationswärmetauschers und des Ver­ dampfers beim zweiphasigen Kreislauf ist bei dieser Alterna­ tive ein Wärmetauscher vorgesehen, an dem von den heißen Ver­ brennungsgasen direkt Wärme zur Luft bzw. Heizluft abgegeben wird.
Als zu verdampfendes Medium kommen Wasser oder Wassergemische,wie Wasser-Alkohol­ gemische in Betracht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Heizungsanlage mit einer Baueinheit umfassend einen zum Schnellheizen dienenden Kondensationswärme­ tauscher und einen zugeordneten, motorunabhängig betreibbaren Brenner,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Heizungsanlage mit einem direkten Wärmeaustausch von heißen Verbrennungs­ gasen und vom Fahrzeuggebläse geförderter Luft,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines gemeinsamen Wär­ metauschers der Fahrzeugheizungsanlage, der einen zweiphasigen Kreislauf enthält und
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Wärmetauschers mit Wärmerohren zur Wärmeübertragung von den heißen Verbrennungsgasen des Brenners zu dem Wärme­ tauscher.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer insgesamt mit 10′′ bezeichneten Fahrzeugheizungsanlage gezeigt, bei ein motorunabhängig betreibbarer Brenner 7 und der Kondensationswärmetauscher 2 eine Baueinheit bilden. Die Auslegung ist hierbei derart getroffen, daß die Abgasführung, wie die Abgasleitung 14, von dem Brenner 7 derart abgeht, daß sie außerhalb des Fahrzeuginnenraums verläuft. Dem Brenner 7 ist ein Gebläse 15 zugeordnet. Ein Brennrohr 16, welches die Brennkammer des motorunabhängig be­ treibbaren Brenners 7 bildet, erstreckt sich in Verlängerung des Kondensationswärmetauschers 2, so daß die in der Brennkam­ mer erzeugten heißen Verbrennungsgase direkt zur Dampferzeugung ohne große Leitungswege genutzt werden können.
In Fig. 2 ist in einer schematischen Ansicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer insgesamt mit 20 bezeichne­ ten Fahrzeugheizungsanlage gezeigt. Ein motorunabhängig be­ treibbarer Brenner 21 wird über ein Brennluftgebläse 22 mit Brennluft und über eine Brennstoffpumpe 23 mit Brennstoff versorgt. Mit Hilfe einer Starteinrichtung 24 wird der Bren­ ner 21 in Betrieb genommen und der Betriebsablauf wird mit­ tels einer Steuereinrichtung 25 gesteuert. Mit der Steuerein­ richtung 25 sind ein Bauteiltemperatursensor 26, gegebenen­ falls ein Heizluftemperatursensor 27, ein Überhitzungsschutz­ sensor 28, gegebenenfalls ein Kühlflüssigkeitstemperatur­ sensor 29 und ein CO2- bzw. CO-Sensor 30 verbunden. Der Brenner 21 hat ein, eine Brennkammer begrenzendes Brennrohr 31, das an seiner Austrittsseite mit einer Abgasverteilereinrichtung 32 verbunden ist. Diese Abgase bzw. Verbrennungsgase gehen dann durch einen Wärmetauscher 33, an dem die Verbrennungsgase ihre Wärme direkt an die vom Fahrzeuggebläse 39 gelieferte Luft abgeben. Auf der der Abgasverteilereinrichtung 32 gegen­ überliegenden Seite des Wärmetauschers 33 ist ein Abgassammler 34 vorgesehen, von dem aus die Abgase über eine Abgasleitung 35 nach außen abgeführt werden. Auf einer Seite des Wärmetau­ schers 33 sind die Kühlflüssigkeitsleitungen 36, 37 ange­ schlossen, welche mit dem Fahrzeugkühlmittelkreislauf in Ver­ bindung stehen. In der Kühlflüssigkeitszuleitung 36 kann eine Umwälzpumpe 38 angeordnet sein, die zusätzlich zu der im üb­ lichen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine ange­ ordneten Umwälzpumpe vorgesehen ist und das Kühlmittel im Heizkreislauf der Fahrzeugheizungsanlage 20 umwälzt. Mit Hilfe eines Gebläses 39 wird der Wärmetauscher 33 mit Luft beaufschlagt.
Anstelle des Verbrennungsgas/Luft-Wärmetauschers 33 kann bei einem zweiphasigen Kreislauf nach Fig. 1 der Kondensations­ wärmetauscher 2 vorgesehen sein und dem Brenner 21 ist dann ein Verdampfer (nicht näher dargestellt) zugeordnet.
Diese vorstehend erläuterte Fahrzeugheizungsanlage 20 wird hinsichtlich ihrer Arbeitsweise nachstehend näher beschrie­ ben.
Mit Hilfe der Starteinrichtung 24 wird der Brenner 21 in Be­ trieb genommen, und die Brennstoffpumpe 23 fördert Brennstoff und das Brennluftgebläse 22 Brennluft zum Brenner 21.
Im Brenner 21 wird ein brennbares Gemisch aus Brennluft und Brennstoff aufbereitet, das mit Hilfe einer nicht näher dar­ gestellten Zündeinrichtung gezündet wird. In der vom Brennrohr 31 gebildeten Brennkammer werden heiße Verbrennungsgase er­ zeugt, welche über die Abgasverteilereinrichtung 32 durch den Wärmetauscher 33 bzw. 2 durchgeleitet werden. Auf der gegenüber­ liegenden Seite des Wärmetauschers 33, 2 werden dann die Abgase nach dem Durchgang durch denselben in dem Abgassammler 34 ge­ sammelt, der zugleich als Abgasschalldämpfer wirken kann, und sie werden dann über die Abgasleitung 35 nach außen zur Um­ gebung abgegeben. Am Wärmetauscher 33, 2 tritt ein Wärmeaus­ tausch mit dem vom Gebläse 39 auf denselben gerichteten Luft­ strom auf, so daß dieser erwärmt wird. Die so erwärmte Luft wird dann als Heizluft im nicht näher dargestellten Fahrzeuginnenraum genutzt. Der Überhitzungsschutzsensor 28 bewirkt über die Steuereinrichtung 25 eine Abschaltung des Brenners 21, wenn zu hohe Temperaturen in der Fahrzeughei­ zungsanlage 20 auftreten. Der Bauteiltemperatursensor 26 dient zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugheizungsanlage 20, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Der kom­ binierte CO2/CO-Sensor überwacht die CO2 bzw. CO-Konzen­ tration im Fahrgastinnenraum, um gegebenenfalls eine Zwangs­ abschaltung der Heizungsanlage 20 vorzunehmen, wenn über Leckstellen heiße Verbrennungsgase oder Abgase in den Fahr­ zeuginnenraum gelangt sind. Hierbei handelt es sich um Si­ cherheitseinrichtungen, die entfallen können, wenn die ver­ brennungsgas-führenden Teile der Fahrzeugheizungsanlage 20 außerhalb des Fahrzeuginnenraums, beispielsweise im Motorraum angeordnet sind. In der Kühlflüs­ sigkeitszuleitung 36 ist ein Magnetventil 40 ange­ ordnet, mittels welchem der Kühlmittelkreislauf von dem Wärme­ tauscher 33 abgekoppelt werden kann. Bei geschlossenem Magnet­ ventil 40 ist der Kühlflüssigkeitsdurchgang durch die Kühl­ flüssigkeitsleitung 36, 37 am Wärmetauscher 33, 2 gesperrt. Wenn das Magnetventil 40 offen ist, wird die Kühlflüssigkeit mit Hilfe der Umwälzpumpe 38 umgewälzt, und es kann zugleich ei­ ne Motorvorwärmung mit Hilfe des Wärmetauschers 33, 2 bewirkt werden, indem die Kühlflüssigkeit über den Wärmetauscher 33, 2 zu­ sätzlich aufgewärmt wird.
Bei den voranstehend beschriebenen Wärmetauschern kann es sich um übliche Rippen-Wärmetauscher o. dgl. handeln. Anhand von Fig. 3 wird eine alternative Ausgestaltungsform eines Wär­ metauschers 41 erläutert, welcher derart beschaffen und aus­ gelegt ist, daß er sowohl als Heizwärmetauscher für den Fahr­ zeuginnenraum als auch zur Kühlmittelaufwärmung genutzt wer­ den kann. Ein solcher gemeinsamer Wärmetauscher 41 kann aus einem blockförmigen Körper 42 bestehen, der aus einem Me­ tallsinterwerkstoff, wie einem Aluminium- oder Bronzesinter­ material hergestellt ist. In diesen Körper 42 sind abgas­ führende Rohre 43 eingebettet. Ferner sind etwa rechtwinklig zu den abgasführenden Rohren 43 weitere Rohre 44 eingebettet, welche von Kühlflüssigkeit durchströmt sind. Mit einem Pfeil ist die Heizluftströmung angedeutet, welcher das Bezugszei­ chen 45 trägt. Die Luft streicht durch den Körper 42 und wird beim Durchgang über den Wärmeaustausch mit den erwärmten Roh­ ren 44 aufgewärmt. Zugleich kann diese aufgewärmte Luft in Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit treten, welche durch die Rohre 44 geht.
In Fig. 4 ist eine weitere Bauform eines kombinierten Wärme­ tauschers 47 gezeigt. Zur Wärmeübertragung von den von einem motorunabhängig betreibbaren Brenner 48 gelieferten heißen Verbrennungsgasen sind Wärmerohre 49, sogenannte Heat Pipes, vorgesehen, deren eine Enden in einen Verbrennungsgassammel­ raum 50 ragen. Diese Enden sind zur verbesserten Wärmeüber­ tragung mit Rippen 51 versehen. In dem Wärmetauscher 47 sind ferner Rohre 52 vorgesehen, durch die die Kühlflüssigkeit geht. Auch bei dieser Ausführungsform sind die vom Brenner 48 gelieferten Verbrennungsgase in dem kombinierten Wärmetau­ scher 47 mit der Luft und der Kühlflüssigkeit in Wär­ meaustausch.
Beim Betreiben der Fahrzeug­ heizungsanlage 10′′, 20 liefert nach einer Start­ zeit der Brenner 7 der Fahrzeugheizungsanlage 10′′, 20 seine maximale Heizleistung und wird mit dieser maximalen Heizleistung eine gewisse Zeit lang betrieben. Diese maximale Heizleistung des Brenners 7 der Fahrzeugheizungsanlage 10′′, 20 ist lediglich durch das Signal des Bauteiltem­ peratursensors 26 in Fig. 2 begrenzt. Während dieses Arbeitens der Fahrzeugheizungsanlage mit maximaler Heizleistung werden die Bauteile der Fahrzeugheizungsanlage insbesondere des zwei­ phasigen Kreislaufs mit dem Verdampfer 3 und dem Kondensations­ wärmetauscher 2 innerhalb sehr kurzer Zeit aufgewärmt. Wenn dann die maximale Bauteiltemperatur erreicht ist, so wird die Heizleistung der Fahrzeugheizungsanlage nach dem tatsächlich bestehenden Wärmebedarf geregelt.
Zweckmäßigerweise wird bei dieser zu Beginn vorgesehenen Auf­ wärmung mit Hilfe der maximalen Heizleistung der Fahrzeug­ heizungsanlage 10′′, 20 der Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine abgekoppelt, so daß zu Beginn gezielt die wesentlichen Bauteile der Fahrzeugheizungsanlage aufgewärmt werden, um möglichst schnell Heizluft zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums zu erzeugen.

Claims (7)

1. Heizungsanlage für ein von einem Motor getriebenes Fahrzeug mit
  • - einem motorunabhängigen betreibbaren Brenner zur Wärmeerzeugung,
  • - einem ersten Wärmetauscher zur Übertragung der vom Brenner erzeugten Wärme auf einen Wärmeträger,
  • - einem zweiten Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme des Wärmeträgers an einen Innenraum des Fahrzeugs,
  • - und einem vom Kühlwasser des Motors durchströmenden dritten Wärmetauscher, der mit dem ersten Wärmetauscher eine Baueinheit bildet,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der die Baueinheit bildende kombinierte Wärmetauscher (41, 47) zusätzlich den zweiten Wärmetauscher (2, 49) zur Erwärmung der zur Beheizung des Innenraumes mittels eines Gebläses (39) geförderten Luft (45) umfaßt,
  • - daß als Wärmeträger eine verdampfbare Flüssigkeit verwendet wird, wobei der erste Wärmetauscher von einem Verdampfer (3) und der zweite Wärmetauscher von einem Kondensationswärmetauscher (2) gebildet wird, und
  • - daß der Durchfluß von Kühlwasser durch den dritten Wärmetauscher (44, 52) regelbar ist.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Wärmeaustauscher gemeinsam von wenigsten einem Wärmerohr (49) gebildet wird.
3. Heizungsanlage für ein von einem Motor getriebenes Fahrzeug mit
  • - einem motorunabhängig betreibbaren Brenner zur Wärmeerzeugung,
  • - einem ersten Wärmetauscher zur Übertragung der vom Brenner erzeugten Wärme auf einen Wärmeträger,
  • - einem zweiten Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme des Wärmeträgers an einen Innenraum des Fahrzeuges,
  • - und einem vom Kühlwasser des Motors durchströmten dritten Wärmetauscher, der mit dem ersten Wärmetauscher eine Baueinheit bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der die Baueinheit bildende kombinierte Wärmetauscher (33, 41, 47) zusätzlich den zweiten Wärmetauscher (43, 49) zur Erwärmung der zur Beheizung des Innenraumes mittels eines Gebläses (39) geförderten Luft (45) umfaßt und
  • - daß als Wärmeträger Abgas des Brenners verwendet wird.
4. Heizanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geförderte Heizluft über das Gebläse (11, 39) regelbar ist.
5. Heizungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundheizbetrieb der dritte Wärmetauscher (44, 52) Wärme an die Heizluft abgibt und zum Zuheizen der zweiten Wärmetauscher (43, 49) zuschaltbar ist.
6. Heizungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Motorvorwärmung das Gebläse (11, 39) abgeschaltet ist und der zweite Wärmetauscher (43, 49) Wärme an den dritten Wärmetauscher (44, 52) abgibt.
DE19904014501 1990-05-07 1990-05-07 Fahrzeugheizungsanlage und verfahren zum betreiben derselben Granted DE4014501A1 (de)

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