DE4142314A1 - Luftkuehlanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Luftkuehlanlage fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1.
Bei einer bekannten Luftkühlanlage dieser Art (E-A1 03 50 764) ist das Abgassystem eines mit einem Verbren­ nungsmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeugs so gestaltet, das in einer Abzweigung eine Klappe den Abgasstrom entweder direkt oder über Reaktionsgefäße ableitet. Die Reaktions­ gefäße stellen hier im wesentlichen die Kälteanlage dar und arbeiten in der entsprechenden Klappenstellung direkt als Absorber. Bei dieser bekannten Anordnung muß das Ab­ gassystem von vornherein für den Betrieb mit der Luft­ kühlanlage konstruiert sein, bzw. es ist ein beträchtli­ cher Aufwand beim nachträglichen Einbau notwendig. Oft ist auch ein genügender Raum für die Anordnung einer sol­ chen Anlage nicht mehr vorhanden.
Die Verwendung eines nach dem Absorberprinzip arbeiten­ den Kühlsystems, in Anlagen, die eine Ausnutzung der Ab­ wärme von Abgasanlagen gestatten, ist darüber hinaus auch aus dem Fachbuch "Heizung- und Klimatechnik" Reckna­ gel/Sprenger/Hönmann, Seiten 1469-1470, Oldenburg Verlag, 1987 bekannt. Jedoch sind hieraus keinerlei Hinweise auf einen konstruktiv günstigen Einbau in Kraftfahrzeugen zu entnehmen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Luftkühl­ anlage für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruchs 1 so auszubilden, daß ein einfacher Einbau möglich ist und die vorhandenen Energiequellen des Kraftfahrzeugs optimal ausgenutzt werden.
Zur Lösung dieses Problems weist eine Luftkühlanlage der eingangs genannten Art die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 auf.
Bei der erfindungsgemäßen Luftkühlanlage kann in vorteil­ hafter Weise die im Fahrzeug anfallende Abwärme für den Betrieb der Anlage ausgenutzt werden ohne Eingriffe in den vorhandenen konstruktiven Aufbau des Fahrzeugs vor­ nehmen zu müssen. Die Vorschaltung eines Wärmetauschers vor die eigentliche Kälteanlage gewährleistet eine hohe Flexibilität bei der Wahl des Einbauortes, da der Aufbau des Wärmetauschers nicht aufwendig ist und den Gegeben­ heiten im Fahrzeug angepaßt werden kann.
Vorteilhaft ist insbesonders die Anordnung gemäß Anspruch 2; beispielsweise eine Anbringung im ansonsten sehr engem Krümmerbereich der Abgasanlage, da hier sehr hohe Tempe­ raturen herrschen und die Abführung von Wärme auch wei­ tere konstruktive Vorteile hat. Der Wärmetauscher kann hier somit auch noch als Abschirmung dienen. Auch eine Anbringung im hinteren Bereich der Abgasanlage ist mög­ lich, obwohl hier etwas geringere Temperaturen auftreten. Hier bietet sich jedoch die Möglichkeit an, die Kältean­ lage im Kofferraumbereich des Fahrzeugs anzuordnen, wobei die damit entstehenden sehr kurzen Verbindungswege zum Wärmetauscher den Nachteil der etwas geringeren Tempera­ tur ausgleichen.
Durch die voll gekapselte Anordnung der Kälteanlage gemäß Anspruch 5 ist sichergestellt, daß die in der Regel ver­ wendeten, nicht ungefährlichen Kältemittel wie Ammoniak oder Lithium-Bromid-Lösung auf gar keinen Fall entweichen können. Auch die Anbringung eines zweiten Wärmetauschers gemäß Anspruch 6 stellt in vorteilhafter Weise sicher, daß der Luftstrom für die Fahrgastzelle nicht mit dem Kältemittel in Berührung kommt und so im Fahrgastraum die Insassen nicht gefährdet werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 7 bis 10 angegeben. Insbesonders ge­ stattet die zusätzliche elektrische Beheizung des Kochers der Kälteanlage nach Anspruch 10 eine Kühlung des Fahr­ gastraumes bereits vor dem Starten des Motors.
In der Figur ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftkühlanlage mit einem Wärmetauscher am Abgasweg eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Eine in der Figur dargestellte vollständig gekapselte Kälteanlage (1), die nach dem Absorberprinzip arbeitet, enthält - hier nicht dargestellt - in üblicher Weise einen thermischen Verdichter, auch Kocher oder Austreiber ge­ nannt, der ein Kältemittel (Ammoniak; Lithium-Bromid-Lö­ sung) durch Energiezufuhr aus der Lösung trennt. Weiter­ hin enthält die Kälteanlage (1) einen, hier ebenfalls nicht dargestellten Verdampfer, der durch die Verdamp­ fungswärme einem zu kühlenden Medium Energie entzieht und einen Kondensator oder Verflüssiger, bei dem durch Küh­ lung der Kältemitteldampf kondensiert. Die Leistung des Kondensators entspricht hierbei der Summe der Leistung des Kochers und der dem zu kühlenden Medium entzogenen Energie.
Der in der Kälteanlage (1) befindliche Kocher kann so ausgebildet sein, daß eine Zusatzheizung - beispielsweise eine von Solarzellen versorgte Elektroheizung - anbringbar ist.
Die gekapselte Kälteanlage (1) hat vier Öffnungen (11, 12, 13, 6) über die ein Wärme- bzw. Kältetransport durchführbar ist. Hierbei ist die Kocherheizluft zwischen dem Eingang (12) und dem Ausgang (11) von der Kondensa­ torkühlluft zwischen dem Eingang (13) und dem Ausgang (6) in der Kälteanlage (1) vollständig getrennt. Die Konden­ satorkühlluft wird hierbei von einem Kühlgebläse (7) in die Kälteanlage (1) hineingedrückt. Durch die Abkühlung des Kondensators wird die Luft erwärmt, wodurch eine Vorwärmung des Kochers erfolgt und der Wärmetauscher (2) die Nachwärmung auf die erforderliche Betriebstemperatur besorgen kann.
Zwischen dem Ausgang (11) und dem Eingang (12) an der Kälteanlage (1) ist über eventuell flexible Rohrverbin­ dungen (4, 5) ein Wärmetauscher (2) angeordnet, der bei diesem Ausführungsbeispiel an einem Abgasrohr (3) ange­ bracht ist. Als Wärmetransportmedium zwischen dem Wärme­ tauscher (2) und der Kälteanlage (1) ist entweder Luft oder Thermoöl verwendbar.
Die eigentliche Luftkühlung im Kraftfahrzeug wird mittels eines zweiten Wärmetauschers (8) vorgenommen, der über flexible oder gegebenenfalls auch starre Verbindungslei­ tungen (10) mit der Kälteanlage (1) über eine Umwälzpumpe (9) verbunden. Der zu kühlende Luftstrom wird hierbei durch den Wärmetauscher (8) geführt und führt zu einer Kühlung der Fahrgast- oder Laderaumzelle ohne daß die Ge­ fahr besteht mit Kältemittel in Berührung zu kommen, da als Transportmedium im zweiten Wärmetauscher (8) Wasser mit Frostschutzmittel oder Thermoöl verwendet werden kann.

Claims (11)

1. Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge
  • - mit einer nach dem Absorberprinzip arbeitenden Kältean­ lage (1), bei dem die Versorgungsenergie weitestgehend der Abwärme beim Betrieb des Fahrzeugs entnommen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Kälteanlage (1) ein Wärmetauscher (2) vorgeschaltet ist, der über eine variable Befestigungsvorrichtung an bereits vorhandene, Abwärme führende Teile des Fahrzeugs zusätzlich anfügbar ist.
2. Luftkühlanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Wärmetauscher (2) am Abgasweg (3) eines das Fahrzeug antreibenden Verbrennungsmotors angebracht ist und daß
  • - die Kälteanlage (1) von einem Ausgang (11) über eine Rohrverbindung (4) mit dem Eingang (21) des Wärmetau­ schers (2) und der Ausgang (22) des Wärmetauschers (2) über eine Rohrverbindung (5) mit einem Eingang (12) der Kälteanlage (1) verbunden ist.
3. Luftkühlanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Medium für den Wärmetransport zwischen dem Wärmetau­ scher (2) und der Kälteanlage (1) über die Rohrverbindun­ gen (4, 5) Luft ist.
4. Luftkühlanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Medium für den Wärmetransport zwischen dem Wärmetau­ scher (2) und der Kälteanlage (1) über die Rohrverbindun­ gen (4, 5) Thermoöl ist.
5. Luftkühlanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Kälteanlage (1) einen Kondensator, einen Kocher und einen Verdampfer enthält und voll gekapselt ist und daß
  • - an einem Eingang (13) ein Kühlgebläse (7) angeordnet ist dessen Abluft aus einem Ausgang (6) entweichen kann.
6. Luftkühlanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - ein zweiter Wärmetauscher (8) vorhanden ist, der über Verbindungsleitungen (10) die ein kältetransportierendes Medium führen, mit der Kälteanlage verbunden ist.
7. Luftkühlanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in der zum zweiten Wärmetauscher (8) hinführenden Ver­ bindungsleitung (10) eine Umwälzpumpe (9) angeordnet ist.
8. Luftkühlanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Medium in den Verbindungsleitungen (10) Wasser mit einem Frostschutzmittel ist.
9. Luftkühlanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Medium in den Verbindungsleitungen (10) Thermoöl ist.
10. Luftkühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che dadurch gekennzeichnet, daß
  • - als Zusatzenergiequelle für die Wärmezufuhr zur Kältean­ lage (1) eine elektrische Heizung vorhanden ist, die von am Fahrzeug angebrachten Solarzellen mit elektrischer En­ ergie versorgt wird.
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