DE4142314C2

DE4142314C2 - Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4142314C2
Application number: DE4142314A
Authority: DE
Inventors: Ernest P Dipl Ing Suckup
Original assignee: INGBUERO fur VERSORGUNGSTECHN
Current assignee: INGBUERO fur VERSORGUNGSTECHN
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2011-12-21
Also published as: DE4142314A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An spruchs 1.

Eine Luftkühlanlage der oben angegebenen Art ist aus der DE-AS 22 11 482 bekannt. Hierin ist eine Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der die Versorgungs energie weitestgehend der Abwärme beim Betrieb des Fahr zeugs entnommen wird. Eine Wärmeübertragungsvorrichtung ist hier an den Abgasweg anklemmbar; jedoch sind aufwen dige Rohrleitungen notwendig, um diese Vorrichtung an den Kondensator und weitere erforderliche Baugruppen im Mo torraum anzuschließen.

Ebenfalls ist aus der DE-OS 15 30 559 bekannt, daß ein Wärmetauscher einer Kälteanlage vorgeschaltet ist. Bei dieser Anlage ist jedoch keine variable Befestigungsvor richtung vorhanden und die Verbindung der erforderlichen Bauelemente untereinander macht relativ aufwendige Ver bindungssysteme erforderlich.

Bei einer weiteren bekannten Luftkühlanlage (E-A1 0 350 764) ist das Abgassystem eines mit einem Verbren nungsmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeugs so gestaltet, daß 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 darüberhinaus 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 und sicherer Betrieb möglich ist und die vorhan denen Energiequellen des Kraftfahrzeugs optimal ausge nutzt 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 durch eine An bringung im ansonsten sehr engen Krümmerbereich der Ab gasanlage, da hier sehr hohe Temperaturen herrschen und die Abführung von Wärme auch weitere konstruktive Vor teile hat. Der Wärmetauscher kann hier somit auch noch als Abschirmung dienen. Auch eine Anbringung im hinteren Bereich der Abgasanlage ist möglich, obwohl hier etwas geringere Temperaturen auftreten. Hier bietet sich jedoch die Möglichkeit an, die Kälteanlage im Kofferraumbereich des Fahrzeugs anzuordnen, wobei die damit entstehenden sehr kurzen Verbindungswege zum Wärmetauscher den Nach teil der etwas geringeren Temperatur ausgleichen.

Durch die erfindungsgemäß voll gekapselte Anordnung der Kälteanlage ist sichergestellt, daß die in der Regel verwendeten, nicht ungefährlichen Kältemittel wie Ammo niak oder Lithium-Bromid-Lösung auf gar keinen Fall ent weichen können. Auch die Anbringung eines zweiten Wär metauschers gemäß Anspruch 4 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 5 bis 8 angegeben. Insbesonders ge stattet die zusätzliche elektrische Beheizung des Kochers der Kälteanlage nach Anspruch 8 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 ist. 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

1. Luftkühlanlage für Kraftfahrzeuge

- mit einer nach dem Absorberprinzip arbeitenden Kältean lage (1), die einen Kondensator, einen Kocher und einen Verdampfer aufweist, wobei die Versorgungsenergie über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher (2) weitest gehend der Abwärme beim Betrieb des Fahrzeugs entnommen wird, welcher über eine variable Befestigungsvorrichtung an bereits vorhandene, Abwärme führende Teile des Fahr zeugs, insbesondere am Abgasweg (3) anfügbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- die Kälteanlage (1) mit dem Kondensator, dem Kocher und dem Verdampfer in einem voll gekapselten Gehäuse unterge bracht ist, daß
- an einem Eingang (13) des Gehäuses ein Kühlgebläse (7) angeordnet ist, dessen Abluft aus einem Ausgang (6) ent weichen kann, und daß
- die Kälteanlage (1) über Rohrverbindungen (4, 5) für Vor- und Rücklauf eines Wärmeträgermediums mit dem Wärmetauscher (2) verbunden ist.

2. Luftkühlanlage nach Anspruch 1, 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.

3. Luftkühlanlage nach Anspruch 1, 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.

4. Luftkühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein zweiter Wärmetauscher (8) vorhanden ist, der über Verbindungsleitungen (10), die ein kältetransportierendes Medium führen, mit der Kälteanlage verbunden ist.

5. Luftkühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- in der zum zweiten Wärmetauscher (8) hinführenden Ver bindungsleitung (10) eine Umwälzpumpe (9) angeordnet ist.

6. Luftkühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Medium in den Verbindungsleitungen (10) Wasser mit einem Frostschutzmittel ist.

7. Luftkühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Medium in den Verbindungsleitungen (10) Thermoöl ist.

8. Luftkühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 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.