DE4431041A1

DE4431041A1 - Motor vehicle interior passenger space heater

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Publication number: DE4431041A1
Application number: DE4431041A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: AutomotiveThermoTech GmbH
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2014-09-02
Also published as: DE4431041C2

Abstract

The interior heater of the vehicle has a heat-exchanger linked to the engine coolant circuit and a variable air flow over the heat exchanger. The heating control is manual and has an automatic override which reduces the rate of airflow if the outside temperature drops below a reference level e.g. 0 deg. C. This ensures that the heating effect is optimised without requiring an additional heater. The outside temperature can be computed in relation to the output of a temperature sensor on the chassis. The air flow rate is progressively reduced with falling outside temperatures, from the limiting level. A minimum air flow of approx. 10% of that at the start of reduction ensures that the heat exchanger is not fully switched off. One method for reducing the air flow is to vary a series-resistance in the blower circuit. This can be a temperature related resistance change.

Description

State of the art

Vor dem Hintergrund ständiger Verbesserungen der Wirkungsgrade von Verbrennungs motor, Antriebstechnik und Aerodynamik im Kraftfahrzeugbau wird anhand einfacher thermodynamischer Überlegungen sehr schnell klar, daß in Zukunft wesentlich effizienter bei der Verwendung der Abwärme aus dem Antriebsmotor für Heizzwecke, insbesondere bei der Beheizung der Fahrgastzelle, umgegangen werden muß.Against the background of constant improvements in the efficiency of combustion Engine, drive technology and aerodynamics in motor vehicle construction is easier with the help of thermodynamic considerations very quickly realized that in the future much more efficient when using the waste heat from the drive motor for heating purposes, in particular when heating the passenger compartment, must be dealt with.

Je nach Wirkungsgrad und Fahrsituation zeigen bei extremen klimatischen Bedingungen bereits heute am Markt befindliche Fahrzeuge mit hocheffizienten Dieselmotoren Pro bleme bei der Beheizung der Kabine. Hier ist nicht nur ein extrem langsames Aufheizen von Motor und Kabine festzustellen, sondern im Fahrbetrieb mit geringer Last reicht die Heizleistung auch nach längerer Fahrt nicht dazu aus, ein komfortables Klima in der Kabine zu erreichen.Depending on the efficiency and driving situation, show in extreme climatic conditions Vehicles already on the market with highly efficient Pro diesel engines blame when heating the cabin. Here is not just an extremely slow heating up of the engine and cabin, but is sufficient when driving with low load the heating output does not mean that the climate is comfortable even after a long journey To reach the cabin.

Deshalb sind bei einigen Kraftfahrzeugherstellern bereits Überlegungen im Gange, die ses Heizleistungsdefizit durch eine zusätzliche, kraftstoffbefeuerte bzw. elektrisch be heizte Wärmequelle zu beheben. Diese Überlegungen sind das Resultat gescheiterter Bemühungen, über eine Optimierung des Kühlmittelsystems eine hinreichende Heizlei stung für die Kabine bereitzustellen. Dies verwundert zunächst nicht, sind doch die derzeit am Markt befindlichen Kühlmittel-Heizsysteme das Resultat langjähriger Op timierung unter Variation von Kühlmittel-, Frischluft- und Umluftmassenströmen und unter Variation von Geometrie und Anordnung der Kabinenwärmetauscher und Regel ventile.For this reason, considerations are already underway at some motor vehicle manufacturers heating output deficit due to an additional, fuel-fired or electrically to fix heated heat source. These considerations are the result of failed Efforts to optimize the coolant system to ensure adequate heating to provide equipment for the cabin. This is not surprising at first, as they are Coolant heating systems currently on the market are the result of many years of op Timing with variation of coolant, fresh air and circulating air mass flows and with variation of geometry and arrangement of the cabin heat exchanger and rule valves.

Die sorgfältige Analyse des Gesamtsystems Kraftfahrzeug - Motor - Kabine - Umgebung und insbesondere die Analyse der Wärmeverluste an die Umgebung führt jedoch auf die Schlußfolgerung, daß durch die Reduktion der Verluste an die Umgebung noch ein ge wisses Potential besteht, den Zeitpunkt, ab dem zusätzliche Heizsysteme erforderlich sind, noch hinauszuzögern.Careful analysis of the overall motor vehicle - engine - cabin - environment system and in particular the analysis of heat losses to the environment leads to that Conclusion that by reducing the losses to the environment a ge There is some potential, the point in time from which additional heating systems are required are still delaying.

Ansatzpunkte hierzu bieten die thermische Kapselung des Motors, die Verbesserung der Isolation der Kabine, die Rückgewinnung von Wärme aus dem Abgas, eine Erhöhung des Umluftmassenstroms in der Kabine oder gar die Rückgewinnung der Wärmemenge, die in der aus der Kabine in die Umgebung austretenden Luft noch enthalten ist, über einen Abluft/Frischluft-Wärmetauscher.Starting points for this are the thermal encapsulation of the motor, the improvement of the Insulation of the cabin, the recovery of heat from the exhaust gas, an increase the circulating air mass flow in the cabin or even the recovery of the amount of heat, which is still contained in the air emerging from the cabin into the environment an exhaust air / fresh air heat exchanger.

Diese Maßnahmen zur Reduzierung der Wärmeverluste sind bekannt und werden teil weise auch bereits mit Erfolg serienmäßig in manchen Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie sind jedoch mit erheblichen Zusatzkosten verbunden, was sie speziell für kleine Fahr zeuge unattraktiv macht. Durch die geringe Masse hat aber gerade diese Fahrzeugklasse in Verbindung mit hocheffizienten Motoren bereits heute einen sehr geringen Kraftstoff verbrauch und somit auch wenig Abwärme für Heizzwecke.These measures to reduce heat losses are known and will be used already successfully used as standard in some motor vehicles. she are associated with considerable additional costs, however, which make them especially for small driving makes unattractive. Due to the low mass, it is precisely this vehicle class in connection with highly efficient engines, already a very low fuel consumption and therefore also little waste heat for heating purposes.

Die Analyse der bei den heute am Markt erhältlichen Kraftfahrzeugen verwendeten Sy steme zur Kabinenbeheizung zeigt, daß insbesondere die Nutzung der in der aus dem Fahrzeug ausströmenden Luft enthaltenen Energie sehr vorteilhaft wäre. Wie das Ange botsspektrum von Systemlieferanten für die Fahrzeugklimatisierung zeigt, sind derartige Systeme durchaus realisierbar, doch sind hierzu nicht nur zusätzliche Wärmetauscher, sondern auch umfangreiche Eingriffe in die Luftführung im gesamten Fahrgastraum er forderlich.The analysis of the Sy used in the motor vehicles available on the market today Steme for cabin heating shows that in particular the use of the in the Energy contained in vehicle escaping air would be very beneficial. Like the affair The spectrum of systems suppliers for vehicle air conditioning shows are such Systems are quite feasible, but not only additional heat exchangers, but also extensive interventions in the air flow in the entire passenger compartment conducive.

Deshalb wird aus Kostengründen bei vielen Fahrzeugherstellern diese Variante erst gar nicht erprobt, sondern es werden gleich Versuche mit als kostengünstiger erachteten Zu satzheizsystemen unternommen.For this reason, for many vehicle manufacturers, this variant is even made for cost reasons not tested, but there will be tests with Zu considered to be cheaper set heating systems undertaken.

Task

Hieraus läßt sich die Aufgabenstellung ableiten, für Kraftfahrzeuge mit kühlmittel beheizter Kabine ein effizientes und kostengünstiges Verfahren zur Reduzierung der Wärmeverluste an die Umgebung zu schaffen, so daß keine, oder zumindest möglichst wenig, zusätzliche Heizenergie aus Quellen, die nicht dem Fahrzeugantrieb dienen, für die Beheizung der Kabine unter extremen klimatischen Bedingungen erforderlich ist.The task can be derived from this for motor vehicles with coolant heated cabin an efficient and inexpensive process for reducing the To create heat loss to the environment, so that none, or at least as possible little, additional heating energy from sources that are not used to drive the vehicle for the heating of the cabin is required under extreme climatic conditions.

Dabei soll das angesprochene Verfahren nach Möglichkeit nicht nur die Zusatzheizung unter extremen klimatischen Bedingungen unnötig machen, sondern auch im norma len winterlichen Fahrbetrieb Heizenergie sparen, so daß die Aufheizdauer des Motors reduziert wird, und daß beim stationären Fahrbetrieb keine Unterkühlung des Motors auftritt.The method mentioned should, if possible, not just the additional heating unnecessary under extreme climatic conditions, but also in norma len winter driving save heating energy, so that the heating time of the engine is reduced, and that no cooling of the engine during stationary driving occurs.

Unabhängig davon, ob die Heizleistung für die Erwärmung der in die Kabine geförderten Frischluft aus der Abwärme des Antriebsmotors oder aus einer Zusatzheizung stammt, besteht die Aufgabe, die Wärmeverluste des Fahrzeuges an die Umgebung so klein wie möglich zu halten. Hierzu sind insbesondere die Verluste durch das ungenutzte Aus strömen warmer Luft von der Kabine in die Umgebung zu reduzieren.Regardless of whether the heating power for heating the conveyed into the cabin Fresh air comes from the waste heat of the drive motor or from an additional heater, the task is to reduce the heat loss of the vehicle to the environment as small as to keep possible. In particular, this includes the losses due to the unused out flow of warm air from the cabin to reduce the environment.

Insbesondere besteht in diesem Zusammenhang die Aufgabe, die Einsparung der Wärme verluste mit möglichst wenig Änderungen an bestehenden Fahrzeugaufbauten vorzuneh men.In this context in particular there is the task of saving heat make losses with as few changes to existing vehicle bodies as possible men.

Hierbei sind weiterhin potentielle negative Auswirkungen auf den Betrieb von Motor, Heiz- und Kühlsystem für diejenigen Fahrsituationen sicher zu vermeiden, in denen kein Heizleistungsdefizit besteht.There are also potential negative effects on the operation of the engine, Avoid heating and cooling system for those driving situations where no Heating power deficit exists.

solution

Zur Elimination des Heizleistungsdefizits von Kraftfahrzeugen mit hocheffizienten An triebsmaschinen, bei denen die Kabinenluft über die im Kühlmittel enthaltene Abwärme durch einen Kabinenwärmetauscher beheizt wird, wird in Abweichung von den bis her im Kraftfahrzeugbau angewandten Kabinenheizsystemen als erste erfindungsgemäße Lösung der Regelbereich, in welchem der Fahrer die über den Kabinenwärmetauscher in die Fahrgastzelle geförderte Frischluft variiert, in Fahrsituationen mit erhöhtem Heiz leistungsbedarf bei extremer winterlicher Kälte zu reduzierten Luftmassenströmen hin verschoben. Diese Umschaltung des Regelbereiches kann wahlweise durch einen manu ellen Schalter bewerkstelligt werden, oder durch ein automatisches Stellglied, welches beispielsweise bei Unterschreiten einer bestimmten Umgebungstemperatur durch Dros selung des maximal möglichen Luftdurchsatzes zwangsweise auch den Regelbereich für den Luftdurchsatz zu kleineren Werten hin verschiebt.To eliminate the heating power deficit of motor vehicles with highly efficient An engines where the cabin air uses the waste heat contained in the coolant is heated by a cabin heat exchanger, in deviation from the to cabin heating systems used in motor vehicle construction as the first according to the invention Solution of the control range in which the driver uses the cabin heat exchanger in the fresh air conveyed to the passenger cell varies, in driving situations with increased heating power requirement in extreme winter cold to reduced air mass flows postponed. This switching of the control range can be done by a manual ellen switch can be accomplished, or by an automatic actuator, which for example, when Dros drops below a certain ambient temperature selection of the maximum possible air flow also necessarily the control range for the air flow shifts to smaller values.

In diesem Zusammenhang ist die Erkenntnis, daß durch die Reduktion des Frischluft massenstroms die Wärmeverluste durch den in die Umgebung austretenden Luftmas senstrom reduziert werden können, nicht neu.In this context, the realization is that by reducing the fresh air mass flow the heat losses through the air mass escaping into the environment current can be reduced, not new.

So sind beispielsweise bereits heute manche Fahrzeuge mit Umluftsystemen ausgestattet, bei welchen die Frischluft mit Kabinenluft gemischt und erneut in die Kabine gefördert wird. Derartige Systeme haben eine Reduktion des aus der Kabine austretenden Luft massenstroms und damit auch der Energieverluste an die Umgebung zur Folge. Neben den erhöhten Kosten im Vergleich zu konventionellen Systemen weisen derartige Umluft systeme den Nachteil auf, daß bei zu hohem Umluftmassenstrom bzw. bei zu geringem Frischluftmassenstrom die Luftfeuchtigkeit in der Kabine zu hoch wird und dadurch die Scheiben beschlagen oder vereisen können. Zur Vermeidung dieses Problems werden bei manchen Kabinenheizsystemen zusätzliche Systeme zur Trocknung der Umluft vorge schlagen, welche den Aufwand und die Kosten weiter in die Höhe treiben.For example, some vehicles are already equipped with air recirculation systems, where the fresh air is mixed with cabin air and pumped back into the cabin becomes. Such systems have a reduction in the air emerging from the cabin mass flow and thus also the energy losses to the environment. Next The increased costs compared to conventional systems have such circulating air systems have the disadvantage that if the circulating air mass flow is too high or too low Fresh air mass flow the humidity in the cabin becomes too high and therefore the Mist or freeze windows. To avoid this problem be at Some cabin heating systems featured additional systems for drying the circulating air beat, which further increase the effort and costs.

Andere Kabinenheizsysteme namhafter Hersteller von Kabinenwärmetauschern und Kli maanlagen für Kraftfahrzeuge bieten zur Reduzierung der Verluste durch die austretende Warmluft bereits die Möglichkeit, die in der austretenden Luft enthaltene Energie zur Vorwärmung der Frischluft zu nutzen, indem vor dem Kabinenwärmetauscher ein zwei ter Wärmetaucher zur Vorwärmung der Kabinenluft mit Hilfe der in die Umgebung austretenden Abluft angeordnet ist. Auch solche Systeme sind mit erheblichen Mehr kosten verbunden, die sich nicht nur aus dem Aufwand für den zusätzlichen Wärme tauscher ergeben, sondern insbesondere auch aus dem Aufwand für die entsprechenden Strömungskanäle für die Abluft innerhalb und außerhalb der Kabine.Other cabin heating systems from well-known manufacturers of cabin heat exchangers and Kli Ma systems for motor vehicles offer to reduce the losses caused by the exiting Warm air already provides the opportunity to use the energy contained in the exiting air Use preheating the fresh air by placing a two in front of the cabin heat exchanger ter heat exchanger for preheating the cabin air with the help of the surrounding area escaping exhaust air is arranged. Such systems are also considerably more costs associated, not only from the effort for the additional heat Exchanger result, but especially from the effort for the corresponding Flow channels for the exhaust air inside and outside the cabin.

Neu an der erfindungsgemäßen Reduktion des Frischluftmassenstroms ist im Gegensatz zu den eben beschriebenen Systemen die Definition unterschiedlicher Mindestfrischluft massenströme bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen. Stark vereinfacht wird hierbei für ein möglichst einfaches System ohne Klimaanlage die folgende Strategie ver folgt:What is new about the reduction of the fresh air mass flow according to the invention is in contrast for the systems just described, the definition of different minimum fresh air mass flows at different ambient temperatures. Is greatly simplified the following strategy for the simplest possible system without air conditioning follows:

- at high ambient temperatures (e.g. from 15 ° C):
no limitation of the fresh air mass flow
usually no recirculation mode
- with medium to moderate cabin heating output (e.g. between -5 and + 15 ° C):
no limitation of the fresh air mass flow
in systems with circulating air, the circulating air mass flow is restricted to a rel. limited low value
- in extreme cold (e.g. below -5 ° C):
Limitation of the fresh air mass flow
in systems with circulating air, the circulating air mass flow is restricted to a rel. limited high value.

Hierbei dürfte klar sein, daß bei dieser schematischen Darstellung nur zum besseren Verständnis feste Zahlenwerte und Schaltpunkte gewählt wurden, und daß es vielfältige Konzepte zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Grundgedankens gibt.It should be clear that this schematic representation is only for the better Understanding fixed numerical values and switching points were chosen and that there were many There are concepts for realizing the basic idea of the invention.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Erkenntnis, daß für die im prak tischen Fahrbetrieb zu erwartenden Bereiche für Temperatur und Feuchte der Umge bungsluft unter Berücksichtigung des Anteils der Luftfeuchtigkeit, der von den Fahr zeuginsassen stammt, die kritischen Zustände "zu hohe Feuchtigkeit der Kabinenluft" und "zu geringe Temperatur der Kabinenluft" zumindest bei warmem Motor normaler weise nicht gleichzeitig auftreten.What is essential for the method according to the invention is the knowledge that for those practically areas for temperature and humidity of the surrounding area exercise air, taking into account the proportion of air humidity caused by the driving occupant comes from, the critical conditions "too high cabin air humidity" and "too low cabin air temperature" more normal at least when the engine is warm wise do not occur simultaneously.

Bei extrem tiefen Temperaturen, wo bereits heute manche Fahrzeuge Heizprobleme ha ben, ist die Feuchtigkeit der Umgebungsluft so gering, daß nach deren Aufheizen auf eine Temperatur von +25°C in der Kabine auch bei Reduktion des Frischluftmassenstroms nicht mit dem Beschlagen der Scheiben zu rechnen ist. Für Fahrzeuge mit Umluftsyste men bedeutet dies im Gegenzug die Möglichkeit, den Umluftmassenstrom zur weiteren Einsparung von Heizleistung relativ hoch einzustellen.At extremely low temperatures, where some vehicles already have heating problems ben, the humidity of the ambient air is so low that after heating it up to a Temperature of + 25 ° C in the cabin even when the fresh air mass flow is reduced fogging of the windows is not to be expected. For vehicles with a recirculation system In return, this means the possibility of further circulating air flow Savings in heating output set relatively high.

Umgekehrt ist für Umgebungstemperaturen in der Nähe von 0°C zwar die Gefahr des Beschlagens der Fahrzeugscheiben deutlich größer, doch reicht dort i.a. die verfügbare Heizleistung ohne besondere Maßnahmen aus, um eine angenehme Kabinentempera tur sicherzustellen. Hier ist es daher vorteilhaft, den Frischluftmassenstrom auf einem höheren Wert zu belassen als bei extrem tiefen Temperaturen. Für Fahrzeuge mit Um luftsystemen bedeutet dies wiederum, daß es unter diesen Bedingungen vorteilhaft ist, den Umluftmassenstrom möglichst niedrig einzustellen.Conversely, for ambient temperatures near 0 ° C there is a risk of Fogging of the vehicle windows is significantly larger, but is generally sufficient there the available Heating output without special measures to ensure a pleasant cabin temperature ensure. It is therefore advantageous here to have the fresh air mass flow on one leave higher value than at extremely low temperatures. For vehicles with Um air systems this in turn means that it is advantageous under these conditions, set the circulating air mass flow as low as possible.

Ausgehend von den obigen Ausführungen wird klar, daß es zur Erfüllung extremer Wärmeanforderungen in der Kabine bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen zweck mäßig ist, den Frischluftdurchsatz durch den Kabinenwärmetauscher zu reduzieren. Dies ist prinzipiell mit den heute eingesetzten Stellgliedern für Belüftung und Beheizung der Kabine möglich, wenn sich der Fahrer über die oben beschriebenen physikalischen Zusammenhänge im Klaren ist, die Dosierung des Frischluftmassenstroms hinreichend feinfühlig einstellbar ist und der Fahrer genügend Geduld hat eine Abwägung zwischen hinreichender Heizleistung und der Gefahr des Beschlagens der Windschutzscheibe vor zunehmen.Based on the above, it is clear that it is more extreme Heat requirements in the cabin at extremely low ambient temperatures it is moderate to reduce the fresh air throughput through the cabin heat exchanger. This is basically with the actuators used for ventilation and heating today the cabin is possible if the driver is familiar with the physical It is clear that the dosage of the fresh air mass flow is sufficient is sensitive and the driver has enough patience to weigh it up sufficient heating power and the risk of fogging of the windshield increase.

Im allgemeinen scheitert die erforderliche Abstimmung des Frischluftmassenstroms aber bereits an der zu groben Regelung des Gebläses für die Förderung des Luftmassen stroms. So ist es z. B. derzeit gängige Praxis, 3 oder 4 Gebläsestufen zur Anpassung der Gebläseleistung bereitzustellen. Zur Regelung der Heizleistung wird i.a. entweder eine Anpassung des durch den Kabinenwärmetauscher geförderten Kühlmittelmassenstroms vorgenommen und/oder ein Teil der Frischluft wahlweise um den Kabinenwärmetau scher herum geleitet.In general, however, the necessary adjustment of the fresh air mass flow fails already on the rough regulation of the fan for the promotion of air masses current. So it is z. B. currently common practice, 3 or 4 fan levels to adjust the To provide blower power. To regulate the heating output, i.a. either one Adaptation of the coolant mass flow conveyed by the cabin heat exchanger made and / or part of the fresh air optionally around the cabin heat rope sheared around.

In Fahrsituationen bei extremer Kälte tritt daher ein Problem auf, das bei der Ab stimmung von Frischluftmassenstrom und Kabinenheizleistung bisher nur ungenügend berücksichtigt wird: Da die vom Kabinenwärmetauscher abgegebene Heizleistung weit gehend vom Luftmassenstrom durch den Kabinenwärmetauscher bestimmt wird, wird zur Erzielung einer guten Heizleistung der Frischluftmassenstrom möglichst hoch ein gestellt. Daher erfolgt die Erprobung der Heizung in der Regel in der Gebläsestufe 3 d. h. bei hohem bzw. sogar bei maximalem Frischluftmassenstrom. Für Fahrzeuge ohne Umluftsystem bedeutet dies bei als konstant angenommener Kühlmitteltemperatur am Motoraustritt zwar in der Tat einen Betrieb bei maximaler Heizleistungsabgabe des Kabinenwärmetauschers, doch auch einen Betrieb mit maximalem Wärmeverlust durch die aus dem Fahrzeuginnern in die Umgebung austretende Luft. Als Folge der hohen Heizleistung kühlt der Motor in Fahrsituationen mit reduzierter Last immer stärker ab, bzw. er erreicht bei einem Start unter extremer Kälte im Stadtverkehr nicht das not wendige Temperaturniveau des Kühlmittels, um eine angenehme Kabinentemperatur zu gewährleisten. Wird bei diesem Fahrzeug nun versucht, durch ein Zurückschalten auf Gebläsestufe 2 die Wärmeverluste durch die in die Umgebung ausströmende Ka binenluft zu reduzieren in der Hoffnung, der Einfluß des reduzierten Luftmassenstroms auf die Leistungsabgabe des Kabinenwärmetauschers würde durch eine erhöhte Motor- bzw. Kühlmitteltemperatur kompensiert, so scheitert dies bereits i.a. daran, daß die Abstufung im Luftmassenstrom zu grob ist. Geht man beispielsweise von einer Um gebungstemperatur von -20°C, einer Thermostatöffnungstemperatur von 85°C, einer Kühlmitteltemperatur bei Gebläsestufe 3 von 70°C, und einer Luftaustrittstemperatur aus dem Kabinenwärmetauscher von ebenfalls ca. 70°C aus, so bedeutet beim dreistu figen Gebläse eine Reduktion des Luftmassenstroms um ein Drittel in erster Näherung eine Abnahme der am Kabinenwärmetauscher übertragenen Heizleistung auf weniger alsIn driving situations in extreme cold, therefore, a problem arises that Fresh air mass flow and cabin heating output have so far been insufficient is taken into account: Because the heat output from the cabin heat exchanger is wide is determined by the air mass flow through the cabin heat exchanger to achieve a good heating output, the fresh air mass flow should be as high as possible posed. Therefore, the heating is usually tested in blower stage 3 d. H. at high or even at maximum fresh air mass flow. For vehicles without Recirculation system means this with the coolant temperature assumed to be constant The engine does indeed operate at maximum heat output from the Cabin heat exchanger, but also an operation with maximum heat loss through the air escaping from the interior of the vehicle. As a result of the high The engine cools the heating power more and more in driving situations with reduced load, or it does not achieve the necessity when starting under extreme cold in city traffic agile temperature level of the coolant to a comfortable cabin temperature to guarantee. Is now tried with this vehicle, by a downshift at blower level 2, the heat losses through the Ka flowing into the environment reduce the air in the hope that the influence of the reduced air mass flow the output of the cabin heat exchanger would be increased by or coolant temperature compensated, this usually already fails that the Gradation in the air mass flow is too coarse. For example, if you start with an order ambient temperature of -20 ° C, a thermostat opening temperature of 85 ° C, one Coolant temperature at fan level 3 of 70 ° C, and an air outlet temperature from the cabin heat exchanger also from approx. 70 ° C, so with the three stage blowers reduce the air mass flow by a third in a first approximation a decrease in the heat output transferred to the cabin heat exchanger to less than

(2 · (85-(-20)))/(3 · (70-(-20)) = 77.8%.(2 · (85 - (- 20))) / (3 · (70 - (- 20)) = 77.8%.

Dieser Abschätzung liegt bereits die optimistische Annahme zugrunde, daß sich die Wärmeverluste des Kühlmittelkreislaufes und des Motors trotz der erhöhten Tempe raturen nicht ändern. Wie später noch gezeigt wird, entspricht dies jedoch nicht den physikalischen Gegebenheiten, da in vielen Fällen aufgrund der Erhöhung der Wärme verluste des Motors und der Kühlmittelleitungen an die Umgebung die Thermostatöff nungstemperatur erst gar nicht erreicht wird. Doch bereits in diesem optimistischen Beispiel würde sich jedenfalls die Reduktion der durch das Ausströmen der Kabinen luft in die Umgebung entstehenden Wärmeverluste zu einem erheblichen Teil durch das Öffnen des Thermostaten nicht positiv auf die Kabinenheizleistung auswirken, da durch das teilweise Öffnen des Thermostaten ein großer Teil der eingesparten Energie über den großen Kühlkreislauf verloren geht.This estimate is based on the optimistic assumption that the Heat losses in the coolant circuit and the engine despite the increased temp Do not change instruments. As will be shown later, however, this is not the case physical conditions, because in many cases due to the increase in heat losses of the engine and the coolant lines to the environment the thermostat opening temperature is not reached at all. But already in this optimistic In any case, an example would be the reduction of the outflow from the cabins A significant proportion of the heat lost to the air through the Opening the thermostat does not have a positive effect on the cabin heating capacity as the partial opening of the thermostat a large part of the energy saved through the large cooling circuit is lost.

Anhand dieser stark vereinfachten Abschätzung wird schnell klar, daß es bei den heute üblichen Regelmöglichkeiten für den in die Kabine geförderten Luftmassenstrom in Fahr situationen mit Heizleistungsdefizit nahezu unmöglich ist, eine umgebungstemperatur orientierte Anpassung des Luftmassenstroms zur Verbesserung der in der Kabine wirk samen Heizleistung vorzunehmen. Auch einfache stufenlose Regelvorrichtungen für den Luftdurchsatz durch den Kabinenwärmetauscher bieten hier kaum Abhilfe, da deren Dosierbarkeit und vor allem die Reproduzierbarkeit bestimmter Einstellungen des Luft massenstroms nicht genau genug sind.Based on this greatly simplified estimate, it quickly becomes clear that today 's usual control options for the air mass flow conveyed into the cabin in driving situations with heating power deficit is almost impossible, an ambient temperature oriented adjustment of the air mass flow to improve the effect in the cabin to carry out the same heating output. Even simple stepless control devices for the Air flow through the cabin heat exchanger hardly offers any remedy here, because of that Dosability and above all the reproducibility of certain settings of the air mass flow are not accurate enough.

So ist es z. B. mit Drosselklappen zur bedarfsweisen Reduzierung des Luftmassenstroms durch den Kabinenwärmetauscher nur sehr schwer möglich eine Reproduzierbarkeit des bei einem bestimmten Fahrzeugbetriebspunkt gewünschten Luftmassenstroms zu erzie len, die eine hinreichend genaue Einstellung zur realen Einsparung von Wärmeverlusten zuläßt.So it is z. B. with throttle valves to reduce the air mass flow as required due to the cabin heat exchanger it is very difficult to reproduce the to achieve the desired air mass flow at a specific vehicle operating point len, which is a sufficiently precise setting for real savings on heat loss allows.

Im oben vorgestellten Rechenbeispiel wäre es zur Optimierung zweckmäßig, den Luft massenstrom nicht um ein Drittel zu reduzieren, sondern etwa um 10-15%. Ein Fahrzeug, welches für europäische Verhältnisse ausgelegt ist, und beispielsweise einen Luftmassenstrom aufweist, der für den normalen Alltagsbetrieb bei 0°C im Winter ausgelegt ist, hat aber bei Extrembedingungen von -20°C bereits einen um ca. 8 % erhöhten Luftmassenstrom. Geht man unter der Annahme eines unveränderbaren Gebläses weiterhin von einer Reproduzierbarkeit des Luftmassenstroms bei einer über ein Bowdenzuggestänge mit Schieber bzw. Umlenkhebel angesteuerten Drosselklappe für den Luftmassenstrom durch den Kabinenwärmetauscher von bestenfalls 10% Genau igkeit aus, so dürfte klar sein, daß selbst mit dieser vermeintlich stufenlosen Einstellung des Luftmassenstroms eine gezielte Nutzung der dem erfindungsgemäßen Verfahren zu grunde liegenden physikalischen Erkenntnisse nicht möglich ist. Hinzu kommt, daß ne ben der schwierigen, nur durch mehrmalige Iteration überhaupt möglichen, Einstellung des optimalen Luftmassenstroms bei einer derartigen Anordnung auch eine Automati sierung des Energiesparschaltvorgangs nur schwer möglich ist.In the calculation example presented above, it would be useful to optimize the air not to reduce mass flow by a third, but by about 10-15%. On Vehicle that is designed for European conditions, and for example one Air mass flow that is for normal everyday operation at 0 ° C in winter is designed, but already has an approx. 8 in extreme conditions of -20 ° C % increased air mass flow. If you assume an unchangeable Blower continues from a reproducibility of the air mass flow at an over a Bowden cable linkage with slider or deflection lever-controlled throttle valve for the air mass flow through the cabin heat exchanger of at best 10% ity, it should be clear that even with this supposedly infinitely variable attitude the air mass flow a targeted use of the inventive method basic physical knowledge is not possible. In addition, that ne difficult setting, which is only possible through repeated iteration the optimal air mass flow in such an arrangement also an automat sation of the energy saving switching process is difficult.

Ausgehend von diesen Grundüberlegungen wird nachfolgend eine besonders einfache und zweckmäßige Anwendung der erfindungsgemäßen Erkenntnisse vorgestellt. Diese Anwendung schlägt vor, bei Fahrzeugen mit z. B. 3 Regelstufen für das Frischluftgebläse einfach eine sehr fein gestufte 4. Stufe vorzusehen in der der Luftmassenstrom zwi schen Stufe 3 und 4 beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur von 0°C genau eine Differenz um beispielsweise 10% aufweist. Wenn der Fahrer merkt, daß die Kabine nicht warm genug wird, kann er dann einfach durch das Zurückschalten auf den um 10 % reduzierten Luftmassenstrom die erfindungsgemäße Aktivierung des Energiesparpo tentials zur Steigerung der Kabinenheizleistung nutzen. Zweckmäßigerweise wird der Betriebspunkt für maximale Kabinenbeheizung bei extremen Umgebungstemperaturen im Armaturenbrett erkenntlich gemacht bzw. in der Betriebsanleitung des Fahrzeu ges entsprechend beschrieben. Hierbei sei an dieser Stelle angemerkt, daß die lokale Verfeinerung der Stufung naturlich nicht zwingendermaßen direkt bei der maximalen Gebläseleistung liegt. Vielmehr richtet sich der Bereich, wo diese feine Stufung zu liegen kommt, nach der für Umgebungstemperaturen von ca. 0°C für maximale Heizleistung bei geringer Motorlast verwendeten Gebläsestellung.Based on these basic considerations, a particularly simple one is given below and appropriate application of the knowledge according to the invention presented. These Application suggests that vehicles with z. B. 3 control levels for the fresh air blower simply to provide a very finely graduated 4th stage in which the air mass flow between stages 3 and 4, for example, exactly one at an ambient temperature of 0 ° C Difference by 10%, for example. When the driver notices that the cabin not getting warm enough, he can simply switch back to 10 o'clock % reduced air mass flow, the activation of the energy saving according to the invention use potentials to increase the cabin heating capacity. The expediently Operating point for maximum cabin heating at extreme ambient temperatures identified in the dashboard or in the operating instructions of the vehicle ges described accordingly. It should be noted here that the local Refinement of the gradation is not necessarily directly at the maximum Blower output is. Rather, the area is directed where this fine gradation lies comes after for ambient temperatures of approx. 0 ° C for maximum heating output blower position used at low engine load.

Eine weitere besonders einfache und effektive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens sieht neben der konventionellen Regelung, wie sie heute beispielsweise mit dem bekannten drei- bzw. vierstufigen Gebläse erfolgt, einem zweiten Schalter oder einen He bel zur Betätigung einer Drosselklappe zur Reduktion des Frischluftmassenstroms vor. In Verbindung mit der Grobeinstellung z. B. über die Gebläsestufe ist dann trotz der relativ schlechten Reproduzierbarkeit der Drosselklappenstellung eine sehr feinfühlige Dosierung des Frischluftmassenstroms möglich. Ob in dieser Anwendung eine stufen lose Verstellbarkeit der Drosselklappe zur Anwendung kommt, oder ob nur eine einfa che Schaltfunktion realisiert wird hängt bei dieser Ausgestaltung vom Anwendungsfall ab. Wesentlich ist jedenfalls für Fahrzeuge ohne Umluftbetrieb, daß speziell im Be reich mittlerer bis hoher Luftmassenströme durch den Kabinenwärmetauscher eine sehr feinfühlige Regelung des Frischluftmassenstroms möglich ist, und daß der Fahrer den für einen verlustarmen Heizungsbetrieb optimalen Luftmassenstrom auch leicht einstellen kann. Hierzu sind entsprechende Hinweise in der Betriebsanleitung bzw. am Armatu renbrett unerläßlich. In diesem Zusammenhang sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die extrem feinfühlige Einstellbarkeit des Frischluftmassenstroms bei Systemen mit Umluftbetrieb bei wesentlich niedrigeren Frischluftmassenströmen liegt als bei Systemen ohne Umluft.Another particularly simple and effective embodiment of the Ver fahrens sees in addition to the conventional regulation, such as that used today with the known three- or four-stage blower takes place, a second switch or a He Bel to actuate a throttle valve to reduce the fresh air mass flow. In connection with the rough adjustment z. B. on the fan level is then despite relatively poor reproducibility of the throttle valve position a very sensitive Dosage of the fresh air mass flow possible. Whether a step in this application loose adjustability of the throttle valve is used, or whether just a simple che switching function is realized depends on the application in this embodiment from. In any case, it is essential for vehicles without air recirculation that especially in loading rich medium to high air mass flows through the cabin heat exchanger a very sensitive control of the fresh air mass flow is possible, and that the driver for a low-loss heating operation can also easily set the optimal air mass flow can. There are corresponding instructions in the operating instructions or on the Armatu Renoard indispensable. In this context it should be pointed out here that the extremely sensitive adjustability of the fresh air mass flow in systems with Recirculation mode with significantly lower fresh air mass flows than with systems without air circulation.

Für die stufenlose Regelung des Luftdurchsatzes beispielsweise in Gebläsestellung 3 bzw. für den Schaltpunkt für die Umstellung der Drosselklappe sind entsprechende Angaben für die Stellung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur vorteilhaft. Eleganter und auch nicht wesentlich aufwendiger ist in diesem Zusammenhang jedoch eine auto matische Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Dabei kann neben der Umgebungstemperatur auch eine geeignete Referenztemperatur am Motor oder am Fahrzeug oder aber auch die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft bzw. die Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnern als Eingangssignal für die Ansteuerung der Drosselklappenstellung Verwendung finden.For the infinitely variable regulation of the air flow, for example in blower position 3 or The corresponding information is given for the switching point for converting the throttle valve advantageous for the position depending on the ambient temperature. More elegant and an auto is not much more complex in this context automatic adjustment of the throttle valve depending on the ambient temperature. In addition to the ambient temperature, a suitable reference temperature can also be used on the engine or on the vehicle or the humidity of the ambient air or the air humidity inside the vehicle as an input signal for the control throttle position.

Eine weitere besonders einfache und kostengünstige Variante zur Realisierung des er findungsgemäßen Verfahrens bei Fahrzeugen mit elektrisch betriebenem Gebläse sieht vor, einen Ohm′schen Widerstand in die Stromversorgung des Gebläses zu integrieren, welcher bei Fahrsituationen ohne extremen Heizleistungsbedarf bzw. an Wintertagen mit durchschnittlicher Kälte durch einen Schalter überbrückt ist. Bei Unterschreiten einer Umgebungstemperatur von beispielsweise -10°C öffnet dann der Schalter, so daß die Antriebsleistung des Gebläses aufgrund des Spannungsabfalls am Ohm′schen Widerstand gesenkt wird. Über die Auswahl des richtigen Ohm′schen Widerstandes wird somit eine ebenso feinfühlige wie auch präzise Reduktion des Luftmassenstroms von beispielsweise 15% erzielt, wie es das erfindungsgemäße Verfahren zur Steigerung der in der Kabine wirksamen Heizleistung erfordert.Another particularly simple and inexpensive variant for realizing the he method according to the invention in vehicles with an electrically operated fan propose to integrate an ohmic resistor into the power supply of the blower, which in driving situations without extreme heating power requirements or on winter days with average cold is bridged by a switch. When falling short the switch then opens at an ambient temperature of, for example, -10 ° C. that the drive power of the blower due to the voltage drop at Ohm's Resistance is lowered. About choosing the right ohmic resistance becomes a sensitive and precise reduction of the air mass flow achieved, for example, by 15%, as is the method according to the invention for increasing which requires effective heating power in the cabin.

Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich durch Verwendung ei nes temperaturabhängigen Ohmschen Widerstandes, welcher den Luftmassenstrom mit abnehmender Umgebungstemperatur immer weiter reduziert, für manche Anwendungen noch verfeinern. Hierzu kann aber auch eine temperaturgesteuerte Antriebsleistung des Gebläses Verwendung finden. This embodiment of the method according to the invention can be used by using egg nes temperature-dependent ohmic resistance, which with the air mass flow decreasing ambient temperature, for some applications refine it. However, a temperature-controlled drive power of the Blower use.

Eine weitere Verbesserung der Kabinenheizleistung bei extremer winterlicher Kälte er gibt sich, wenn zusätzlich zur Reduktion des Frischluftmassenstroms die folgenden bei den, das erfindungsgemäße Verfahren in idealer Weise ergänzenden, Maßnahmen durch geführt werden:A further improvement in the cabin heating capacity in extreme winter cold gives itself if in addition to the reduction of the fresh air mass flow the following the measures which ideally supplement the method according to the invention be led:

1. Replace the current cross-flow cabin heat exchanger with a heat counterflow type exchanger,
2. Reduction of coolant throughput by the engine and cabin heat exchanger.

Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, helfen gerade diese beiden Maßnahmen in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Reduktion des Frischluftmassenstroms bei extremer Kälte, die Wärmeverluste des Motors und des Kühlmittelkreislaufes an die Umgebung zu reduzieren. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Reduktion des Frischluft durchsatzes durch den Kabinenwärmetauscher von besonderer Bedeutung, da durch diese Maßnahme die Motor- bzw. die Kühlmitteltemperatur im gesamten Kühlmit telkreislauf angehoben wird. Während dieser Effekt für die Kühlmitteltemperatur am Motoraustritt erwünscht ist, so ist er zumindest in der vom Kabinenwärmetauscher zum Motor zurückführenden Kühlmittelleitung nicht erwünscht.As will be described in more detail below, these two measures help in connection with the reduction of the fresh air mass flow according to the invention extreme cold, the heat losses of the engine and the coolant circuit to the Reduce environment. This is the case with the reduction of fresh air according to the invention throughput through the cabin heat exchanger is of particular importance since this measure the engine or coolant temperature in the entire coolant telkreislauf is raised. While this effect on the coolant temperature at Engine exit is desired, so it is at least in the from the cabin heat exchanger Engine returning coolant line not desired.

Bei der Anwendung dieser Verbesserung sind die Grenzen der potentiellen Reduktion des Kühlmitteldurchsatzes zunächst durch den maximal zulässigen Druck bzw. die maximal zulässige Temperatur im Kühlsystem, die vom Motor abzuführende Wärmemenge, die Umgebungstemperatur, die Temperatur des Kühlmittels beim Eintritt in den Motor so wie die spezifische Wärmekapazität des Kühlmittels festgelegt. Dies gilt für Heizsysteme mit Gegenstrom-Kabinenwärmetauscher in gleicher Weise, wie für Fahrzeuge mit dem heute üblichen Querstrom-Kabinenwärmetauscher.When applying this improvement, the limits of the potential reduction of the Coolant throughput initially by the maximum allowable pressure or the maximum permissible temperature in the cooling system, the amount of heat to be dissipated by the engine, the Ambient temperature, the temperature of the coolant when entering the engine so how the specific heat capacity of the coolant is set. This applies to heating systems with counterflow cabin heat exchanger in the same way as for vehicles with the Cross-flow cabin heat exchangers common today.

Bei Betrachtung der am Markt befindlichen Kabinenheizsysteme fällt jedoch auf, daß der Kühlmitteldurchsatz durch den Motor unabhängig von der in der Kabine erforderlichen Heizleistung in vielen Betriebssituationen ein Vielfaches des für die Motorkühlung erfor derlichen Wertes beträgt. Hierbei ist es keine Seltenheit, daß der Kühlmitteldurchsatz durch den Motor mehr als das Zehnfache des für die Abführung der Abwärme aus dem Motor erforderlichen Wertes beträgt. Auch die Kühlmitteldurchsätze durch den Ka binenwärmetauscher sind im winterlichen Fahrbetrieb viel höher als zur Kühlung des Motors bei geschlossenem Thermostaten erforderlich.When considering the cabin heating systems on the market, however, it is striking that the Coolant flow through the engine regardless of that required in the cabin Heating output in many operating situations a multiple of that required for engine cooling value. It is not uncommon here that the coolant throughput by the engine more than ten times that for the dissipation of the waste heat from the Motor is the required value. The coolant throughputs through the Ka Bine heat exchangers are much higher in winter driving than for cooling the Motor required when the thermostat is closed.

Wie bereits beschrieben, können diese hohen Kühlmitteldurchsätze durch Motor und Kabinenwärmetauscher als das Ergebnis umfangreicher Optimierungsarbeiten betrach tet werden. Dies wird u. a. dadurch verdeutlicht, daß alle Fahrzeughersteller mit hohen Kühlmitteldurchsätzen arbeiten.As already described, these high coolant throughputs can be caused by the engine and Considered the cabin heat exchanger as the result of extensive optimization work be tested. This will u. a. This shows that all vehicle manufacturers with high Coolant flow rates work.

Neben dem Ziel, im Motor eine möglichst homogene Temperaturverteilung insbeson dere bei Vollast zu haben und die Temperaturen der Brennraumwände zur Erzielung hoher Drehmomente möglichst niedrig zu halten, sind diese hohen Kühlmitteldurchsätze in erster Linie auf der Basis der bekannten Zusammenhänge der Wärmeübertragungs lehre entstanden:In addition to the goal, the most homogeneous possible temperature distribution in the engine to have at full load and the temperatures of the combustion chamber walls to achieve Keeping high torques as low as possible are these high coolant throughputs primarily on the basis of the known relationships of heat transfer teaching originated:

- High coolant flow rates increase the heat transferred quantity both in the engine and in the cabin heat exchanger.
- The higher the coolant mass flow through the cabin heat exchanger, the more the air outlet temperature from the Ka is higher with unchanged air mass flow linear heat exchanger.
- If the heat transfer surfaces and the coolant flow through the Ka bine heat exchangers are large enough, so the heat transfer performance to the Ka bine air regardless of the type of cabin heat exchanger, d. H. it can be one simple and inexpensive cross-flow design can be used.

Weiterhin herrscht in der Fachwelt Einigkeit darüber, daß ab einer bestimmten Grenze weder eine Erhöhung des Kühlmitteldurchsatzes noch der Wärmetauscherfläche eine merkliche Verbesserung der Heizleistung in der Kabine bringt. Die Lufttemperatur am Kabinenwärmetauscheraustritt ist in der "Sättigung".Furthermore, there is unanimity among experts that beyond a certain limit neither an increase in the coolant throughput nor the heat exchanger area brings noticeable improvement in the heating output in the cabin. The air temperature at The cabin heat exchanger outlet is in "saturation".

Vor dem Hintergrund dieser theoretischen Kenntnisse und der entsprechenden prakti schen Erfahrungen fällt es zunächst schwer, die erfindungsgemäße Reduktion des Kühl mitteldurchsatzes durch Motor und Kabinenwärmetauscher für zweckmäßig zu halten. Dies ändert sich jedoch, wenn zusätzlich zum Wärmeübergang zwischen Motor und Kühlmittel, Kühlmittel und Kabinenwärmetauscherberippung sowie Kühlmittelwärme tauscherberippung und Kabinenluft auch die Verluste an die Umgebung berücksichtigt werden.Against the background of this theoretical knowledge and the corresponding practical experience, it is initially difficult to reduce the cooling according to the invention mean throughput through the engine and cabin heat exchanger to be appropriate. However, this changes when in addition to the heat transfer between the engine and Coolant, coolant and finned cabin heat exchanger as well as coolant heat Exchanger ribs and cabin air also take into account the losses to the environment will.

Bei den heute eingesetzten Kabinenheizsystemen mit Querstromkabinenwärmetauschern und Wasser-Glycol-Gemischen als Kühlmittel liegen teilweise Differenzen der Kühlmit teltemperaturen am Motorein- und -austritt von weniger als 10 K vor. Das gleiche gilt bei warmem Motor auch am Kabinenwärmetauscher. Hierbei sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Temperaturdifferenz zwischen Motorein- und -austritt bei Kühlmittelsystemen, bei denen der Kabinenwärmetauscher parallel zum kleinen Kühlmittelkreislauf liegt, noch wesentlich geringer sein kann.In the cabin heating systems used today with crossflow cabin heat exchangers and water-glycol mixtures as coolants, there are some differences in the coolant temperatures at the engine inlet and outlet of less than 10 K. The same applies to warm engine also on the cabin heat exchanger. It should be noted here that the temperature difference between the engine inlet and outlet in coolant systems, where the cabin heat exchanger is parallel to the small coolant circuit, can still be much lower.

Die bei der Optimierung der Kabinenheizung vielerorts experimentell gemachte Erfah rung, daß ein Gegenstrom-Kabinenwärmetauscher kaum Vorteile bringt basiert auf die sem Sachverhalt: Hier sind der Kühlmittelmassenstrom und die Wärmetauscherfläche des Kabinenwärmetauschers so groß, daß die Lufttemperatur am Austritt aus dem Ka binenwärmetauscher nahe der "Sättigung" liegt, d. h. die Lufttemperatur ist fast so hoch wie die Kühlmitteltemperatur.The experience of experimenting with optimizing the cabin heating in many places tion that a counterflow cabin heat exchanger brings hardly any advantages is based on the This fact: Here are the coolant mass flow and the heat exchanger surface of the cabin heat exchanger so large that the air temperature at the outlet from the Ka Binen heat exchanger is close to "saturation", d. H. the air temperature is almost as high like the coolant temperature.

Eine bisher jedoch nicht beachtete Folge derartiger Systeme sind unnötig hohe Wärme verluste in den vom Kabinenwärmetauscher zum Motor zurückführenden Kühlmittellei tungen, in der Kühlmittelpumpe und im Kurbelgehäuse des Motors. Speziell das Kurbel gehäuse gibt nicht nur über eine große Fläche Wärme ab, sondern hat zusätzlich an der Motoraufhängung und den angeflanschten Komponenten noch weitere "Wärmebrücken".A consequence of such systems that has not been noticed so far is unnecessarily high heat losses in the coolant line returning from the cabin heat exchanger to the engine in the coolant pump and in the engine crankcase. Especially the crank Housing not only emits heat over a large area, but also Engine suspension and the flanged components even more "thermal bridges".

Wird anstelle des üblichen Querstrom-Kabinenwärmetauschers ein Gegenstrom-Kabinen wärmetauscher eingesetzt, so ändert sich am obigen Sachverhalt zunächst kaum etwas.Instead of the usual cross-flow cabin heat exchanger, a counter-flow cabin heat exchanger used, hardly anything changes in the above situation.

Ausgehend von einem kühlmittelseitigen Temperaturabfall am Querstrom-Kabinenwärme tauscher von 10 K kann beim Einsatz eines Gegenstrom-Kabinenwärmetauschers lediglich mit einer Erhöhung der Lufttemperatur am Wärmetauscheraustritt in der Größenordnung von 5 K gerechnet werden. Dies rechtfertigt die deutlich höheren Kosten der Gegenstrombauart in Kraftfahrzeuganwendungen nicht.Starting from a coolant-side temperature drop in the crossflow cabin heat 10 K exchanger can be used when using a counterflow cabin heat exchanger only with an increase in the air temperature at the heat exchanger outlet in the Order of magnitude of 5 K. This justifies the significantly higher costs the counterflow design in automotive applications not.

Wird jedoch neben dieser Maßnahme gleichzeitig der Kühlmittelmassenstrom z. B. um den Faktor 5 reduziert, so erhöht sich der Temperaturabfall am Kabinenwärmetauscher von 10 K auf 50 K, während sich die Luftaustrittstemperatur kaum ändert, d. h. es liegt zunächst eine unveränderte Heizleistung in der Kabine vor. Die Wärmeverluste auf dem Strömungsweg vom Kabinenwärmetauscher-Austritt zum Motor sind hierdurch jedoch drastisch reduziert. Dies trifft bereits bei unveränderten Kühlmittelleitungen zu. Wird die vom Motor zum Kabinenwärmetauscher führende Kühlmittelleitung noch mit einer besseren Isolation ausgestattet und/oder deren Querschnitt reduziert, was bei dem re duzierten Kühlmitteldurchsatz problemlos möglich ist, so führt dies zu einer weiteren Reduktion der Wärmeverluste an die Umgebung. Die zum Motor zurückführende Kühl mittelleitung ist in diesem Zusammenhang aufgrund des reduzierten Temperaturniveaus von untergeordneter Bedeutung.However, in addition to this measure, the coolant mass flow z. B. um reduced by a factor of 5, the temperature drop at the cabin heat exchanger increases from 10 K to 50 K, while the air outlet temperature hardly changes, d. H. it lies First, there is no change in the heating output in the cabin. The heat loss on the However, this creates a flow path from the cabin heat exchanger outlet to the engine drastically reduced. This already applies to unchanged coolant lines. Becomes the coolant line leading from the engine to the cabin heat exchanger still with a better insulation and / or reduced their cross-section, which in the re reduced coolant throughput is easily possible, this leads to another Reduction of heat losses to the environment. The cooling returning to the engine middle pipe is in this context due to the reduced temperature level of minor importance.

Wesentlich ist nun für das erfindungsgemäße Verfahren, daß diese Reduktion der Wärme verluste an die Umgebung in Verbindung mit der unveränderten Abwärme aus dem Verbrennungsprozeß eine Erhöhung der Motoraustrittstemperatur des Kühlmittels nach sich zieht. Dies führt zwar zu einer geringfügigen Erhöhung der Temperatur im Bereich des Zylinderkopfes und in der zum Kabinenwärmetauscher führenden Kühlmittellei tung, doch wird dieser Effekt durch die beschriebene Reduktion der Verluste bei weitem überkompensiert. Von besonderer Bedeutung ist weiterhin, daß durch die erhöhte Motor austrittstemperatur auch die Heizleistung des Kabinenwärmetauschers deutlich erhöht ist. Für den Gegenstrom-Kabinenwärmetauscher ist diese - unabhängig vom Kühlmit telmassenstrom - in erster Näherung direkt proportional zur Kühlmitteleintrittstempe ratur, solange Systeme betrachtet werden, bei denen die Kabinenluft temperaturseitig in die "Sättigung" geht.It is now essential for the method according to the invention that this reduction in heat losses to the environment in connection with the unchanged waste heat from the Combustion process after an increase in the engine outlet temperature of the coolant pulls itself. This leads to a slight increase in the temperature in the area of the cylinder head and in the coolant line leading to the cabin heat exchanger tion, but this effect is far from the described reduction of losses overcompensated. It is also of particular importance that due to the increased engine outlet temperature also significantly increases the heating capacity of the cabin heat exchanger is. For the counterflow cabin heat exchanger, this is independent of the coolant tel mass flow - in a first approximation directly proportional to the coolant inlet temperature temperature, as long as systems are considered in which the cabin air is on the temperature side goes into "saturation".

Letztlich ist der Temperaturabfall am Kabinenwärmetauscher durch die Reduktion des Kühlmitteldurchsatzes um den Faktor 5 nicht von 10 auf 50 K angestiegen sondern bei spielsweise von 10 auf 60 K. Dies entspricht einer Erhöhung der Kabinenheizleistung um 20%.Ultimately, the temperature drop at the cabin heat exchanger is due to the reduction in Coolant throughput did not increase by a factor of 5 from 10 to 50 K but at for example from 10 to 60 K. This corresponds to an increase in the cabin heating output 20%.

Negative Auswirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf den Verbrennungspro zeß bzw. die Schadstoffemissionen des Motors sind nicht zu erwarten. Im Gegenteil, in unmittelbarer Nähe der Brennraumwände liegt eine höhere Kühlmitteltemperatur vor als bei der Ausgangsanordnung.Negative effects of the method according to the invention on the combustion pro time or the pollutant emissions of the engine are not expected. On the contrary, in There is a higher coolant temperature in the immediate vicinity of the combustion chamber walls than with the output arrangement.

Es dürfte einleuchten, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Steigerung der maximalen Heizleistung unter extremer Winterkälte geeignet ist, sondern in vie len Fahrsituationen mit Kabinenbeheizung auch zur Verkürzung der Aufheizdauer des Motors.It should be clear that the method according to the invention is not only for increasing the maximum heating capacity under extreme winter cold is suitable, but in vie len driving situations with cabin heating also to shorten the heating time of the Motors.

Dennoch ist zu beachten, daß es nicht immer zweckmäßig ist, möglichst viel Heizlei stung auf die Kabine zu konzentrieren, so wie es das erfindungsgemäße Verfahren in der Standardanwendung tut. Bei geringem Heizleistungsbedarf kann es bei der erfindungs gemäßen Reduktion des Kühlmitteldurchsatzes vorkommen, daß die Kühlmittelaustritts temperatur aus dem Motor zu hoch ist.However, it should be noted that it is not always advisable to use as much heating as possible to concentrate on the cabin, as is the method according to the invention in the Standard application does. With low heating power requirements, it can be fictional moderate reduction of the coolant throughput occur that the coolant outlet temperature from the motor is too high.

Dies kann u. a. die folgenden unerwünschten Effekte nach sich ziehen:This can a. the following undesirable effects:

- Danger of local overheating inside the engine, vapor bubble formation
- Excessive heat loss to the environment due to high coolant temperature in the entire coolant circuit (supply and return)
- drastically increased heat loss to the environment by opening the thermostat for the large coolant circuit
- unnecessary increase in the pump capacity of the coolant pump.

In derartigen Betriebszuständen ist es zweckmäßig, die Reduktion des Kühlmitteldurch satzes ganz oder zumindest teilweise aufzuheben.In such operating conditions, it is advisable to reduce the coolant by annul sentence completely or at least partially.

Wie eine vollständige Energiebilanz am Kraftfahrzeug zeigt, ist die erfindungsgemäße Reduktion des Kühlmitteldurchsatzes durch Motor und Kabinenwärmetauscher in Ver bindung mit einem Gegenstrom-Kabinenwärmetauscher eine sehr effektive Maßnahme, um die Heizleistung in der Kabine - auf dem Umweg über die Reduktion der Wärme verluste an die Umgebung - zu steigern.As a complete energy balance on the motor vehicle shows, the invention is Reduction of coolant throughput by engine and cabin heat exchanger in Ver binding with a counterflow cabin heat exchanger is a very effective measure, about the heating power in the cabin - on the detour via the reduction of heat losses to the environment - to increase.

Aber auch wenn lediglich der Kühlmitteldurchsatz durch den Motor reduziert wird, ist in Verbindung mit dem Gegenstrom-Kabinenwärmetauscher bereits eine deutliche Verbesserung der Kabinenheizleistung unter Reduzierung der Verluste an die Umgebung möglich.But even if only the coolant throughput is reduced by the engine, is already a clear one in connection with the counterflow cabin heat exchanger Improve cabin heating performance while reducing environmental losses possible.

Dies liegt daran, daß die Kühlmitteltemperatur durch die Reduktion des Durchsatzes durch den Motor auf einen erhöhten Wert ansteigt. In Verbindung mit dem Gegenstrom- Kabinenwärmetauscher führt dies, wie bereits beschrieben, zu einem nahezu linearen Anstieg der für das Kraftfahrzeug genutzten Kabinenheizleistung. Eine potentielle Erhöhung der Verluste der Vorlaufleitung zum Kabinenwärmetauscher an die Umge bung wird durch den erhöhten Wärmeentzug aus dem Kühlmittel, der sich sowohl aus der Erhöhung der Vorlauftemperatur als auch aus durch die Gegenstromanordnung er gibt, deutlich überkompensiert. Hinzu kommt hier die bereits beschriebene Möglichkeit, den Durchmesser der Vorlaufleitung zur Reduktion der Wärmeverluste zu verkleinern.This is because the coolant temperature is reduced by the throughput increases by the engine to a higher value. In connection with the counterflow As already described, this results in an almost linear cabin heat exchanger Increase in cabin heating power used for the motor vehicle. A potential Increase the losses of the supply line to the cabin heat exchanger to the other Exercise is due to the increased heat removal from the coolant, which is both from the increase in the flow temperature as well as from the counterflow arrangement there, clearly overcompensated. Added to this is the possibility already described, reduce the diameter of the flow line to reduce heat loss.

Wesentlich für eine optimales Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Reduktion von Kühlmittel- und Frischluftmassenstrom bei extremer Kälte in Verbindung mit der Ge genstromanordnung des Kabinenwärmetauschers ist eine sorgfältige Abstimmung, um sicherzustellen, daß sich der Thermostat für den großen Kühlkreislauf nicht durch ein Überschreiten der maximal zulässigen Motortemperatur öffnet. Auch beim Zusammen spiel von maximaler Kühlmitteltemperatur, Kühlmittelmassenstrom und Frischluft massenstrom ist insbesondere eine sehr feinfühlige Regelbarkeit des Frischluftmassen stroms unerläßlich.Essential for an optimal interaction of the reduction of Coolant and fresh air mass flow in extreme cold in connection with the Ge The layout of the cabin heat exchanger is carefully coordinated to ensure that the thermostat for the large cooling circuit is not Exceeding the maximum permissible motor temperature opens. Even together play of maximum coolant temperature, coolant mass flow and fresh air Mass flow is in particular a very sensitive controllability of the fresh air masses electricity indispensable.

Ausgehend von einem dem heutigen Stand der Technik entsprechenden Beispiel für eine Kabinenheizung sollen nachfolgend einige besonders zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden.Starting from an example of a state-of-the-art Cabin heating is said to be some particularly useful embodiments of the described method according to the invention.

Eine ebenso einfache wie verbreitete Standardschaltung zur Beheizung der Kabine mit Abwärme aus dem Motor zeigt Fig. 1. Hier wird das i.a. flüssige Kühlmittel vom Motor 1 über die Vorlaufleitung 2 zum Kabinenwärmetauscher 3 und dann über die Rücklaufleitung 4, den Thermostaten 5 und die Kühlmittelpumpe 6 zurück zum Motor 1 gefördert. Hierbei ist zu beachten, daß der Thermostat 5 den großen Kühlkreislauf - hier angedeutet durch die Leitungen 7 und 8 - weitgehend verschließt, solange keine überschüssige Abwärme vorhanden ist.A standard circuit for heating the cabin with waste heat from the engine, which is as simple as it is common, is shown in FIG. 1. Here, the generally liquid coolant from the engine 1 via the feed line 2 to the cabin heat exchanger 3 and then via the return line 4 , the thermostat 5 and the coolant pump 6 promoted back to engine 1 . It should be noted that the thermostat 5 largely closes the large cooling circuit - indicated here by lines 7 and 8 - as long as there is no excess waste heat.

Die Regelung der an die Kabine abgegebenen Wärme erfolgt in dieser Standardschaltung durch die Anpassung der mit Hilfe des Gebläses 9 von der Leitung 10 durch die Leitung 11 über den Kabinenwärmetauscher 3 und die Leitung 13 in die Kabine geförderten Luft masse. Hierbei ergibt sich die Temperatur der i.a. über zahlreiche Düsen in die Kabine geförderten Luft als Mischtemperatur der über die Regelklappe 14 auf die Leitungen 11 und 12 verteilten Luftmassen. Bei manchen Anwendungen sitzt die Regelklappe auch hinter dem Kabinenwärmetauscher. Das Gebläse wird hierbei über den Elektromotor 20 angetrieben, welcher je nach Gebläsestufe über den Schalter 22 und die Ohm′schen Widerstände R1, R2 und R3 mit der Fahrzeugbatterie 21 verbunden ist. Die Schalter stellung R3 weist hierbei einen vernachlässigbaren Widerstand auf, d. h. hier liegt die maximale Spannung am Gebläsemotor an, was der oben angesprochenen Gebläsestufe 3 mit maximalem Luftdurchsatz entspricht. In Stellung R0 ist der Gebläsemotor ausge schaltet. Weiterhin sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß im Kühlmittelkreislauf nach Fig. 1 ein Kabinenwärmetauscher nach heute üblichem Standard in Querstrom bauart eingesetzt wird.The control of the heat given off to the cabin is carried out in this standard circuit by adjusting the air conveyed to the cabin by means of the blower 9 from line 10 through line 11 via the cabin heat exchanger 3 and line 13 . In this case, the temperature of the air which is generally conveyed into the cabin via numerous nozzles is the mixed temperature of the air masses distributed via the control flap 14 to the lines 11 and 12 . In some applications, the control flap is also located behind the cabin heat exchanger. The blower is driven by the electric motor 20 which, depending on the blower stage, is connected to the vehicle battery 21 via the switch 22 and the ohmic resistors R1, R2 and R3. The switch position R3 has a negligible resistance, ie here the maximum voltage is applied to the blower motor, which corresponds to the blower stage 3 mentioned above with maximum air throughput. The blower motor is switched off in position R0. Furthermore, it should be pointed out here that in the coolant circuit according to FIG. 1, a cabin heat exchanger according to the current standard is used in cross-flow design.

Fig. 2 zeigt nun zwei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Verbesserungen des Kühlmittelkreislaufs nach Fig. 1. FIG. 2 now shows two improvements in the coolant circuit according to FIG. 1 corresponding to the method according to the invention.

Zum einen ist ein als Thermoschalter funktionierender Schalter 23 eingebaut, der vor zugsweise als Bimetallschalter ausgebildet ist und bei einer Umgebungstemperatur von beispielsweise tiefer als -10°C den Strom über den Zusatzwiderstand R4 strömen läßt und somit die feindosierte Reduktion des Frischluftdurchsatzes um beispielsweise 15% gegenüber Gebläsestellung 3 bewerkstelligt. Zweckmäßigerweise ist bei dieser An wendung der Luftmassenstrom für Umgebungstemperaturen nahe 0°C auf optimale Heizleistung ausgelegt, so daß ab Umgebungstemperaturen tiefer als -10°C die erfin dungsgemäße Reduktion des Luftdurchsatzes erfolgt.On the one hand, a switch 23 that functions as a thermal switch is installed, which is preferably designed as a bimetallic switch and, at an ambient temperature of, for example, less than -10 ° C., allows the current to flow via the additional resistor R4 and thus counteracts the finely metered reduction in fresh air throughput by, for example, 15% Fan position 3 accomplished. Appropriately in this application, the air mass flow for ambient temperatures close to 0 ° C is designed for optimal heating power, so that the ambient air is reduced in accordance with the invention from ambient temperatures below -10 ° C.

Als zweite Verbesserung ist anstelle des Wärmetauschers 3 in Querstrombauart ein Ge genstromwärmetauscher 3a eingebaut.As a second improvement, a Ge countercurrent heat exchanger 3 a is installed instead of the heat exchanger 3 in cross-flow design.

Diese beiden Maßnahmen bewirken bei Umgebungstemperaturen unter -10°C eine Re duktion des Frischluftmassenstroms zur Kabine bei gleichzeitiger Erhöhung der Frischluft temperatur. Hierbei wurde zu einem Kabinenwärmetauscher mit Gegenstromcharak teristik übergegangen, weil in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Reduktion des Frischluftmassenstroms auch die relativ geringfügige Verbesserung der Luftaustrittstem peratur aus dem Kabinenwärmetauscher letztendlich bereits eine signifikante Verbesse rung bewirkt.These two measures result in a re at ambient temperatures below -10 ° C Reduction of the fresh air mass flow to the cabin while increasing the fresh air temperature. Here became a cabin heat exchanger with a counterflow character passed over because in connection with the reduction of the invention Fresh air mass flow also the relatively slight improvement in the air outlet temperature from the cabin heat exchanger is already a significant improvement tion.

Je nach Empfindlichkeit des Motors auf starke Temperaturunterschiede des Kühlmittels am Motorein- bzw. -austritt ist es zur weiteren Verbesserung der Effizienz zweckmäßig, den Gegenstromwärmetauscher so auszulegen, daß er im Vergleich zu den heute übli chen Querstromwärmetauschern einen deutlich reduzierten Kühlmitteldurchsatz auf weist. Aufgrund der Gegenstrombauart führt dies zu einer uneingeschränkten Wärme abfuhr an die Kabine und somit auch aus dem Motor. Da die Rücklauftemperatur des Kühlmittels zum Motor bei einer derartigen Ausgestaltung deutlich herabgesetzt ist, sind an diese Maßnahme insbesondere geringere Verluste des Kühlmittels und des Mo tors an die Umgebung gekoppelt.Depending on the sensitivity of the engine to large temperature differences in the coolant at the engine inlet and outlet, it is advisable to further improve efficiency, to design the counterflow heat exchanger so that it is compared to the usual today cross-flow heat exchangers have a significantly reduced coolant throughput points. Due to the counterflow design, this leads to unlimited heat discharge to the cabin and thus also from the engine. Since the return temperature of the Coolant to the engine is significantly reduced in such an embodiment, are lower losses of the coolant and the Mo in particular to this measure tors coupled to the environment.

Um potentielle Probleme bei mäßiger Kabinenheizleistung zu vermeiden, kann es jedoch auch vorteilhaft sein, einen Gegenstromkabinenwärmetauscher ohne erhöhte Druckver luste zu verwenden, und bei extremer Kälte eine entsprechende Drosselung des Kühl wasserdurchsätze über ein Zusatzventil vorzunehmen.However, to avoid potential problems with moderate cabin heating, it can also be advantageous, a counterflow cabin heat exchanger without increased Druckver luste to use, and in extreme cold, a corresponding throttling of the cooling water flow through an additional valve.

In einer anderen besonders einfachen Ausgestaltung übernimmt ein einfacher manuel ler Schalter die Funktion des Thermoschalters 23. In dieser Variante kann als weitere Verbesserung mit dem gleichen Schalthebel wie für R4 ein zusätzlicher Widerstand R5 parallel zur Regelvorrichtung eingeschaltet werden. Dieser leitet dann unabhängig von der Wahl der Widerstände R1, R2 oder R3 einen Mindeststrom zum Gebläse. Hierdurch kann, ausgehend von der resultierenden Minimaldrehzahl, die für extrem niedrige Tem peraturen ausgelegt ist, eine extrem feinfühlige Abstufung des Frischluftmassenstroms über die Schaltwiderstände R1, R2 oder R3 erfolgen.In another particularly simple embodiment, a simple manual switch takes over the function of the thermal switch 23 . In this variant, as a further improvement, an additional resistor R5 can be switched on in parallel to the control device using the same shift lever as for R4. This then conducts a minimum current to the blower regardless of the choice of resistors R1, R2 or R3. This allows, based on the resulting minimum speed, which is designed for extremely low temperatures, an extremely sensitive gradation of the fresh air mass flow via the switching resistors R1, R2 or R3.

Eine signifikante Verbesserung der Heizung ergibt sich auch, wenn zwischen Stufe 2 und 3 zusätzliche Widerstände eingefügt werden.There is also a significant improvement in heating if between level 2 and 3 additional resistors can be inserted.

Eine möglichst feine, aber dennoch schnell reproduzierbare, Abstufung der Frischluft massenströme ist hierbei zum einen vorteilhaft, um eine optimale Ausnutzung der erfin dungsgemäßen Maßnahmen in einem großen Temperaturbereich zu ermöglichen. Zum andern wird aber speziell bei Fahrzeugen, in denen die Heizung aus energetischen Gründen sehr nahe an der Grenze zum Beschlagen bzw. Vereisen betrieben wird, eine schnelle und präzise Anpassung benötigt. Dies gilt ganz besonders um unter voller Aus nutzung des Potentials auch eine Anpassung an die Anzahl der Fahrgäste und damit eine Anpassung an den abzuführenden Verdunstungsmassenstrom zu bewerkstelligen. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Umluftbetrieb ist diese Anpassung fast unerläßlich.A gradation of fresh air that is as fine as possible, but nevertheless quickly reproducible mass flows are advantageous on the one hand in order to make optimal use of the inventions allow measures according to the invention in a large temperature range. To the However, the situation is different especially for vehicles in which the heating is based on energy Is operated very close to the border for fogging or freezing, a quick and precise adjustment needed. This is especially true around under full use of the potential also an adaptation to the number of passengers and thus to adapt to the evaporation mass flow to be discharged. This adjustment is almost indispensable, especially for vehicles with recirculation mode.

Bei manchen Motoren (z. B. Fig. 3) wird innerhalb des kleinen Kühlkreislaufs zusätzlich zur in Fig. 1 dargestellten Schaltung ein wasserseitiger Bypaß 24 vorgesehen, so daß nur ein Teil des im kleinen Kreislauf geförderten Kühlmittels über den Kabinenwärmetau scher strömt. Dies wird vorwiegend bei temperaturempfindlichen Motoren verwandt, um eine möglichst homogene Temperaturverteilung im Motorblock und im Zylinderkopf zu gewährleisten. Auch bei derartigen Kühlmittelkreisläufen ist eine Anwendung des er findungsgemäßen Verfahrens zur Steigerung der Kabinenheizleistung bei extremer Kälte erfolgreich.In some engines (e.g. Fig. 3), a water-side bypass 24 is provided within the small cooling circuit in addition to the circuit shown in Fig. 1, so that only part of the coolant delivered in the small circuit flows shear over the booth heat exchanger. This is mainly used for temperature-sensitive engines in order to ensure that the temperature distribution in the engine block and in the cylinder head is as homogeneous as possible. Even with such coolant circuits, an application of the method according to the invention for increasing the cabin heating power in extreme cold is successful.

Wärmetauscher in Gegenstrombauart zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens können der einschlägigen Literatur entnommen werden, wobei auch für eine genaue Dimensionierung genügend Datenmaterial zur Verfügung steht.Heat exchanger in counterflow design for carrying out the method according to the invention rens can be found in the relevant literature, although for an exact Sizing enough data is available.

Für den Einbau in Kraftfahrzeuge eignet sich jedoch aus geometrischen Gründen und aufgrund der spezifischen Vorteile beim Einbau eine von der üblichen Gegenstromwärme tauscherbauweise abweichende Variante:For installation in motor vehicles, however, is suitable for geometric reasons and due to the specific advantages when installing one of the usual countercurrent heat Exchanger design different variant:

Durch die Reihenschaltung einer größeren Anzahl von Querstromwärmetauschern läßt sich nahezu die gleiche Wirkung erzielen wie mit einem konventionellen Gegenstromwärme tauscher.By connecting a large number of cross-flow heat exchangers in series achieve almost the same effect as with a conventional countercurrent heat exchanger.

Fig. 4 zeigt, wie ein konventioneller Kabinenwärmetauscher von der Querstrombauart in einen Wärmetauscher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens modifiziert werden kann. Hierbei zeigt Fig. 4a bereits einen Wärmetauscher für hohe Wärmeüber tragungsraten, wie er bereits bekannt ist. FIG. 4 shows how a conventional cabin heat exchanger of the cross-flow type can be modified into a heat exchanger for carrying out the method according to the invention. Here, already, Fig. 4A shows a heat exchanger for high heat transfer rates such as is already known.

Dabei ist bei richtigem Anschluß ins Kühlmittelsystem bereits ein gewisser Gegenstrom effekt erzielbar. Speziell die zweiflutige Führung der Kühlmittelrohre innerhalb des Kabinenwärmetauschers zeigt jedoch, daß auch hier in Richtung möglichst hoher Kühl mitteldurchsätze optimiert wurde. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfah ren ist dies jedoch nicht mehr zweckmäßig, so daß durch eine einfache Modifikation des Gehäuses auf die Ausgestaltung gemäß Fig. 4b übergegangen werden kann, so daß die gewünschte Gegenstromcharakteristik erreicht wird.With proper connection to the coolant system, a certain countercurrent effect can already be achieved. In particular, the double-flow routing of the coolant pipes inside the cabin heat exchanger shows, however, that here, too, coolant throughputs have been optimized in the direction of the highest possible coolant. In connection with the method according to the invention, however, this is no longer expedient, so that a simple modification of the housing can be used to switch to the configuration according to FIG. 4b, so that the desired countercurrent characteristic is achieved.

Ganz optimal ist der Wärmetauscher nach Fig. 4b zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens allerdings noch nicht. Da alle 4 Fluten des Kabinenwärmetau schers über gemeinsame Wärmeübertragungsrippen verbunden sind, wird ein gewisser Anteil an Wärme durch Wärmeleitung in der Rippe entgegen der Luftströmung trans portiert. Deshalb ist es zweckmäßig, die Wärmeübertragungsrippen zumindest lokal zu unterbrechen oder lokal die Wandstärke dieser Rippen zu reduzieren. Hierbei kann die Beschränkung auf eine lokale Unterbrechung bzw. die Beschränkung auf eine lokale Re duktion der Wandstärke aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhaft sein gegenüber einer Unterbrechung über die gesamte Rippenbreite.However, the heat exchanger according to FIG. 4b for carrying out the method according to the invention is not yet quite optimal. Since all 4 flows of the booth heat exchanger are connected via common heat transfer fins, a certain amount of heat is transported by heat conduction in the fin against the air flow. It is therefore expedient to at least locally interrupt the heat transfer fins or to locally reduce the wall thickness of these fins. In this case, the restriction to a local interruption or the restriction to a local reduction in the wall thickness can be advantageous for manufacturing reasons compared to an interruption over the entire width of the ribs.

Die angesprochenen Maßnahmen zur Verhinderung der Wärmeleitung entgegen der Luft strömung sind bevorzugt in der Mitte zwischen den einzelnen Fluten vorzunehmen. Als positive Begleiterscheinung wird durch diese Maßnahmen auch die Turbulenz der Luft strömung und damit der Wärmeübergang erhöht.The measures mentioned to prevent heat conduction against the air Flow should preferably be carried out in the middle between the individual floods. As The turbulence of the air is also a positive side effect of these measures flow and thus the heat transfer increases.

Liegen verminderte Anforderungen bezüglich der Baugröße vor, so kann die Wärme leitung natürlich auch durch eine Vergrößerung der Abstände zwischen den einzelnen Fluten eingedämmt werden.If there are reduced requirements regarding the size, the heat can line, of course, by increasing the distance between the individual Floods to be contained.

Bei näherer Betrachtung der bisher vorgestellten physikalischen Zusammenhänge für die Wärmeverluste am Kraftfahrzeug in bezug auf eine Minimierung der Verluste bzw. Ma ximierung der in der Kabine wirksamen Heizleistung wird klar, daß sich auch bei noch so präzise einstellbarem Frischluftmassenstrom durch den Kabinenwärmetauscher im prak tischen Fahrbetrieb nie das volle Einsparpotential realisieren läßt. Durch die variable Fahrgeschwindigkeit wird sich der Luftmassenstrom durch den Kabinenwärmetauscher immer wieder verändern. Da sich i.a. der Luftdurchsatz bei konstanter Einstellung von Gebläse und Belüftungsdüsen aufgrund unterschiedlicher Fahrgeschwindigkeiten nicht in gleicher Weise ändert wie die erforderliche Heizleistung in der Kabine, wird an dieser Stelle ein gewisses Potential verschenkt.Taking a closer look at the physical relationships for the Heat losses on the motor vehicle in relation to minimizing the losses or Ma Maximizing the effective heating power in the cabin, it becomes clear that even with this precisely adjustable fresh air mass flow through the cabin heat exchanger in the prak table driving operation never realizes the full savings potential. Through the variable Driving speed will be the air mass flow through the cabin heat exchanger keep changing. Since i.a. the air flow with constant setting of Blowers and ventilation nozzles are not due to different driving speeds changes in the same way as the required heating capacity in the cabin is on this Place a certain potential wasted.

So steigt bei den heute eingesetzten Fahrzeugheizsystemen üblicherweise die in der Kabine erforderliche Heizleistung beim Übergang vom Stillstand des Fahrzeuges auf eine relativ geringe Fahrgeschwindigkeit zunächst stark an, um die konvektionsbedingte Erhöhung der Wärmeverluste von der Fahrzeugoberfläche an die Umgebung zu kompen sieren. Der Staudruck hat in diesem Geschwindigkeitsbereich noch einen untergeordne ten Einfluß auf den Frischluftdurchsatz durch den Kabinenwärmetauscher, doch nimmt dieser bekanntlich quadratisch mit der Fahrgeschwindigkeit zu, so daß sehr schnell der Punkt erreicht ist, wo dessen Einfluß nicht mehr vernachlässigt werden kann.For example, in the vehicle heating systems used today, the in Heating power required when changing from the vehicle to a standstill a relatively low driving speed initially strongly to the convection-related Compensate increase in heat loss from the vehicle surface to the environment sieren. The dynamic pressure has a subordinate in this speed range influence on the fresh air throughput through the cabin heat exchanger, but takes this is known to be square with the driving speed, so that the very quickly Point has been reached where its influence can no longer be neglected.

Bedenkt man weiterhin, daß die Gebläseleistung so ausgelegt sein muß, daß auch bei stehendem Fahrzeug kein Beschlagen der Windschutzscheibe unter den kritischsten Be dingungen, d. h. in der Nähe von etwa 0°C erfolgen darf, so kommt man zu der bereits erwähnten Schlußfolgerung, daß sich der minimale Frischluftmassenstrom bei stehendem Fahrzeug und gleichzeitiger Beheizung des Fußraumes und der Windschutzscheiben an diesem Betriebspunkt orientieren muß. Aus diesem Grund ist für den europäischen Test zur Prüfung des Belüftungs- bzw. Trocknungssystems für die Fahrzeugscheiben eine Umgebungstemperatur von -3°C vorgeschrieben.Keeping in mind that the fan power must be designed so that also stationary vehicle no fogging of the windshield under the most critical loading conditions, d. H. close to around 0 ° C, one already comes to that Conclusion mentioned that the minimum fresh air mass flow when standing Vehicle and at the same time heating the footwell and the windshields must orient this operating point. For this reason it is for the European test to test the ventilation or drying system for the vehicle windows Ambient temperature of -3 ° C prescribed.

Die zur Nutzung des vollen Potentials des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgende Reduktion des Frischluftmassenstroms bei tieferen Umgebungstemperaturen wird sich nun zunächst wieder an der Grenze bei der entsprechenden Umgebungstemperatur und bei stehendem Fahrzeug orientieren.The one to use the full potential of the method according to the invention Reduction of the fresh air mass flow at lower ambient temperatures will now again at the limit at the corresponding ambient temperature and Orient when the vehicle is stationary.

Sobald sich das Fahrzeug aber bewegt ist sehr schnell der Punkt erreicht, bei dem sich aufgrund des Staudruckes eine signifikante Erhöhung des Frischluftmassenstroms durch den Kabinenwärmetauscher ergibt. Zur Nutzung des vollen Potentials des er findungsgemäßen Verfahrens zur Einsparung von Wärmeverlusten ist es daher ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit vorteilhaft, die Antriebsleistung des Gebläses weiter herabzusetzen oder die Drosselung in der Frischluftzufuhr etwas zu erhöhen. Ob bis zum Erreichen dieser Fahrgeschwindigkeit diejenige Einstellung der Gebläseleistung bzw. der Drosselklappe beibehalten wird, wie sie beim stehenden Fahrzeug verwendet wird, hängt vom Anwendungsfall ab. Im Normalfall ist es in diesem untersten Fahrgeschwindigkeits bereich zweckmäßig, eine leichte Erhöhung des Luftmassenstroms vorzunehmen, um die in diesem Bereich relativ stark zunehmenden konvektionsbedingten Wärmeverluste an der Fahrzeugoberfläche zu kompensieren. Bei Fahrzeugen mit Umluftsystemen ist es hier vorteilhaft, lediglich den Gesamtluftmassenstrom über eine erhöhte Gebläseleistung zu steigern, ohne den Frischluftmassenstrom zu erhöhen.As soon as the vehicle moves, however, the point is reached very quickly a significant increase in fresh air mass flow due to the dynamic pressure results from the cabin heat exchanger. To use the full potential of the The method according to the invention for saving heat losses is therefore from one certain driving speed advantageous, the drive power of the fan continues reduce or slightly increase the restriction in the fresh air supply. Whether by If this driving speed is reached, that setting of the blower output or Throttle valve is retained as it is used when the vehicle is stationary depending on the application. Usually it is at this lowest speed area expedient to make a slight increase in the air mass flow to the in this area, relatively strongly increasing convection-related heat losses to compensate for the vehicle surface. It is here for vehicles with air recirculation systems advantageous to only increase the total air mass flow via an increased fan power increase without increasing the fresh air mass flow.

Bei Kenntnis obiger Zusammenhänge erscheint es als zweckmäßig, zur Realisierung eines Fahrzeuges mit minimalen Wärmeverlusten eine Schaltung vorzusehen, die beispielsweise einen Schalter für die Option "Maximale Kabinenheizleistung" aufweist. Ist diese Option aktiviert, so erfolgt ab einer bestimmten Umgebungstemperatur in der Nähe von 0°C mit weiterer Absenkung der Umgebungstemperatur automatisch eine immer stärkere Reduktion des Frischluftmassenstroms durch den Kabinenwärmetauscher.Knowing the above relationships, it seems appropriate to implement one Vehicle with minimal heat loss to provide a circuit, for example has a switch for the "Maximum cabin heating power" option. Is this option activated, takes place from a certain ambient temperature in the vicinity of 0 ° C with a further decrease in the ambient temperature, an automatically stronger one Reduction of the fresh air mass flow through the cabin heat exchanger.

Neben der Temperatur und der Geschwindigkeit bzw. dem Massenstrom der in den Ka binenwärmetauscher geförderten Frischluft wird hierbei in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung auch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in oben beschriebener Weise in die automatische Regelung des Frischluftmassenstroms miteinbezogen.In addition to the temperature and the speed or the mass flow in the Ka Fresh air conveyed by the heat exchanger is particularly advantageous Embodiment also the speed of the vehicle in the manner described above in the automatic control of the fresh air mass flow included.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung nimmt für die Regelung des Frischluft massenstroms durch den Kabinenwärmetauscher ein Meßsignal für die Kühlmitteltem peratur am Austritt aus dem Motor bzw. am Kabinenwärmetauschereintritt auf und nimmt die erfindungsgemäße Reduktion des Frischluftmassenstroms in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und diesem Meßsignal vor.Another particularly advantageous embodiment takes for the regulation of the fresh air mass flow through the cabin heat exchanger a measurement signal for the coolant temperature at the outlet from the engine or at the cabin heat exchanger inlet on and takes the reduction of the fresh air mass flow according to the invention depending on the ambient temperature and this measurement signal.

Wahlweise kann vorteilhafterweise auch die zusätzliche Verarbeitung der Lufttemperatur am Austritt aus dem Kabinenwärmetauscher in Verbindung mit der Umgebungstempe ratur verarbeitet werden, um vor allem bei betriebswarmem Motor und relativ kaltem Kühlmittel möglichst hohe Temperaturen der in die Kabine geförderten Luft zu erzie len. Insbesondere ist es bei gleichzeitiger Verwendung je einer Temperaturmeßstelle für die Kühlmitteltemperatur am Kabinenwärmetauschereintritt und die Lufttemperatur am Kabinenwärmetauscheraustritt vorteilhaft, die Anpassung des Luftmassenstroms in Abhängigkeit von der Differenz dieser beiden Temperaturen vorzunehmen, so daß sich eine Lufttemperatur möglichst nahe der Kühlmitteltemperatur ergibt. Dies gilt insbe sondere für Betriebszustände, in denen die Thermostatöffnungstemperatur auch nach längerem Motorbetrieb bei weitem noch nicht erreicht ist und ein Unterkühlen des Mo tors vermieden werden soll.Optionally, the additional processing of the air temperature can also be advantageous at the exit from the cabin heat exchanger in connection with the ambient temperature rature are processed, especially when the engine is warm and relatively cold Coolant to raise the highest possible temperatures of the air conveyed into the cabin len. In particular, when using a temperature measuring point at the same time the coolant temperature at the cabin heat exchanger inlet and the air temperature at the cabin heat exchanger outlet advantageous, the adjustment of the air mass flow in Depending on the difference between these two temperatures to make, so that results in an air temperature as close as possible to the coolant temperature. This applies in particular especially for operating conditions in which the thermostat opening temperature also after long engine operation is far from being achieved and the Mo tors should be avoided.

Bei dieser Anwendung wird dann vorteilhafterweise zusätzlich zur Regelung auf die Temperaturdifferenz und die Umgebungstemperatur eine Anpassung des Frischluftmas senstroms an den Absolutwert der Kabinenwärmetauschereintrittstemperatur des Kühl mittels vorgenommen, welche wiederum ein Maß für die in der Kabine wirksame Heiz leistung darstellt.In this application, the control is then advantageously added to the control Temperature difference and the ambient temperature an adjustment of the fresh air current to the absolute value of the cabin heat exchanger inlet temperature of the cooling made, which in turn is a measure of the effective heating in the cabin represents performance.

Bei der Betriebsstrategie ist hierbei insbesondere zwischen dem Aufheizvorgang von Fahrzeug bzw. Motor und dem Dauerbetrieb bei extremer Kälte zu unterscheiden. I.a. wird für den Aufheizvorgang zur Erzielung einer hohen Wärmeabgabe des Kabi nenwärmetauschers ein etwas höherer Luftmassenstrom vorteilhaft sein als beim Dau erbetrieb. Im Gegenzug muß im Dauerbetrieb insbesondere darauf geachtet werden, daß der Motor nicht durch einen zu großen Frischluftmassenstrom und damit hohe Wärmeverluste an die Umgebung auskühlt. Hier wirkt sich insbesondere aus, daß die an die Frischluft und damit auch die an die Kabine abgegebene Heizleistung speziell in der Aufheizphase, d. h. bei relativ kaltem Kühlmittel, bei voller Ausschöpfung des Potentials der erfindungsgemäßen Maßnahmen wesentlich geringer ist als bei warmem Motor. Die reduzierte Kabinenheizleistung beschleunigt dann zwar den Aufheizvorgang des Motors, doch sind viele Anwendungsfälle denkbar, in denen eine schnelle Beheizung der Kabine und insbesondere ein Enteisen der Windschutzscheibe bevorzugt wird. Hierzu ist bei zu geringer Kühlmitteltemperatur, d. h. insbesondere in der Aufheizphase ein höherer Frischluftmassenstrom erforderlich, als bei betriebswarmem Motor.In the operating strategy, there is in particular between the heating process of Distinguish vehicle or engine and continuous operation in extreme cold. I.a. is used for the heating process to achieve a high heat output of the Kabi a slightly higher air mass flow than the duration operation. In return, in continuous operation, particular attention must be paid to that the engine is not due to a too large fresh air mass flow and thus high Heat loss to the environment cools down. This has a particular impact on the the fresh air and thus also the heating power delivered to the cabin, especially in the Heating phase, d. H. with relatively cold coolant, with full use of the potential the measures according to the invention is significantly less than with a warm engine. The reduced cabin heating then accelerates the heating process of the engine, however, many applications are conceivable in which the cabin is heated quickly and especially defrosting the windshield is preferred. This is at coolant temperature too low, d. H. a higher one, especially in the heating phase Fresh air mass flow required than with warm engine.

Analoges gilt auch für Fahrzeuge mit Umluftbetrieb. Speziell bei kaltem Motor ist auch hier ein etwas höherer Frischluftmassenstrom erforderlich, um ein Beschlagen der Windschutzscheiben aufgrund der geringen Temperatur der Kabinenluft bzw. der Schei beninnenseite sicher zu verhindern.The same applies to vehicles with recirculation mode. Especially when the engine is cold here too a slightly higher fresh air mass flow is required to prevent fogging Windshields due to the low temperature of the cabin air or the window to safely prevent the inside.

Die oben beschriebenen Wechselwirkungen machen klar, daß bei automatischer Rege lung des Frischluftmassenstroms über die Option "Maximale Heizleistung in der Ka bine" aufgrund der vielen Querempfindlichkeiten ein extrem großer Sicherheitsabstand von der physikalisch optimalen Grenze des Frischluftmassenstroms eingehalten werden muß. Alternativ ist eine aufwendige Überwachung des Zustandes der Windschutzschei ben unerläßlich. Deshalb ist als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen zu erwähnen, daß durch die relativ feine Nachregulierbarkeit des Frischluftmassenstroms, welche der automatischen Beeinflussung vom Fahrer überlagert werden kann, im relevan ten Bereich relativ nahe an die Grenze zum Beschlagen der Windschutzscheibe gegangen werden kann.The interactions described above make it clear that with automatic rain the fresh air mass flow via the option "Maximum heating capacity in the ca bine "due to the many cross-sensitivities, an extremely large safety distance from the physically optimal limit of the fresh air mass flow got to. Alternatively, there is a complex monitoring of the condition of the windshield ben indispensable. Therefore, it is a particular advantage of the measures according to the invention to mention that due to the relatively fine readjustment of the fresh air mass flow, which can be superimposed on the automatic influencing by the driver in relevan th area relatively close to the limit for fogging the windshield can be.

Für viele Fahrzeuge wird allerdings eine automatische Regelung des Frischluftmassen stroms mit gleichzeitiger Überwachung der Windschutzscheibe oder gleichzeitig sehr feiner manueller Einstellbarkeit zu aufwendig sein.For many vehicles, however, automatic regulation of the fresh air masses currents with simultaneous monitoring of the windshield or at the same time very fine manual adjustability can be too expensive.

Wesentlich einfacher und kostengünstiger ist es in diesem Zusammenhang die relevanten physikalischen Parameter einfach zu messen und dem Fahrer anzuzeigen in welchem Bereich der optimale Luftmassenstrom liegt. Dies kann beispielsweise auf einfachem Weg über den einzelnen Schaltstellungen zugeordnete Leuchtdioden erfolgen.In this context, it is much simpler and more relevant easy to measure physical parameters and display them to the driver Range of optimal air mass flow is. This can be done, for example, on simple Assigned to the individual switching positions associated LEDs.

Als besonders einfache Anwendung kann es hierbei bereits genügen, beim bekannten dreistufigen Gebläse mit elektrischen Lüfter, einen oder zwei zusätzliche Widerstände zwischen Stufe 2 und Stufe 3 vorzusehen, über einen ersten Sensor die Umgebungs temperatur zu messen und über einen zweiten Sensor die Kühlmitteltemperatur. 4 Leuchtdioden zeigen dann dem Fahrer je nach Kühlmittel und Umgebungstemperatur den optimalen Luftdurchsatz. Hierbei ist es vorteilhaft, die Anzeige möglichst nahe an die untere Grenze für den Frischluftmassenstrom zu legen.As a particularly simple application, it may already suffice for the known one three-stage blower with electric fan, one or two additional resistors to provide between level 2 and level 3, the environment via a first sensor temperature and the coolant temperature via a second sensor. 4th LEDs then show the driver depending on the coolant and ambient temperature the optimal air flow. It is advantageous here to display as close as possible to set the lower limit for the fresh air mass flow.

Kommt es zu einem leichten Beschlagen der Windschutzscheiben, beispielsweise weil sich statt 2 Personen 5 Personen im Fahrzeug befinden, bzw. weil die Fahrgäste nasse Kleidung tragen etc. so kann der Fahrer durch die feine Abstufung problemlos und ohne übermäßige Wärmeverluste an die Umgebung die entsprechende Anpassung des Frischluftmassenstroms vornehmen.If there is a slight fogging of the windshield, for example because there are 5 people in the vehicle instead of 2, or because the passengers are wet Wear clothes etc. so the driver can easily and thanks to the fine gradation without excessive heat loss to the environment, the appropriate adjustment of the Make fresh air mass flow.

Claims

1. Method for heating the cabin of motor vehicles with the waste heat of the drive motor via the liquid or gaseous coolant, which is passed through a cabin heat exchanger for heating the passenger compartment, with one to be set by the driver, ie not by automatic control via external control variables set fresh air mass flow through the cabin heat exchanger, characterized in that at least in the range of ambient temperatures below 0 ° C such a precise automatic or manual control device is provided for adapting the fresh air mass flow to the desired value that the fresh air mass flow, starting from that at ambient temperatures close to 0 ° C to achieve maximum cabin heating with low waste heat from the drive motor usually selected setting of the fresh air mass flow control, with a further decrease in the ambient temperature, through a precisely specified position of the manual control el device and, if necessary, in connection with a superimposed automatic control for the fresh air volume flow, via the manual or automatic reduction of the fresh air mass flow in steps of at most 10% of the initial volume flow at 0 ° C to the values that can be set for maximum cabin heating, for example in the operating instructions, a possibly used automatic air flow limitation or on the dashboard as a function of the ambient temperature, so that despite the decrease in fresh air volume flow, a targeted increase in the effective heating power in the cabin is possible if necessary.

2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to the usual provided to adapt the fresh air mass flow to the desired value manual control intervention 1 a second manual or automatic control intervention 2 Limitation of the maximum fresh air mass flow is used so that the optio nal setting of maximum cabin heating at extremely low ambient temperatures the fresh air mass flow that can be set via control intervention 1 reduces but also sweeps over a finely adjustable control range of the air mass flow.

3. The method according to claim 2, for self-adaptive control of the Ka Thereby, heat exchangers into the fresh air mass flow conveyed into the vehicle characterized in that the fresh air mass flow is automatically reduced as soon as the Temperature of the ambient air falls below a certain limit.

4. The method according to claim 3, characterized in that the reduction of Fresh air mass flow is increased with decreasing temperature of the ambient air.

5. The method according to claim 3, characterized in that the reduction of Fresh air mass flow via control intervention 2 through a simple switching function, d. H. without adapting to a further decrease in the temperature of the ambient air below the switching point occurs.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the loading drive instructions or the dashboard, in addition to the reference to that of the respective order setting temperature for maximum heating effect assigned setting of the fresh air mass flow control, an indication of the corresponding assignment depending on the number of passengers.

7. The method according to claim 1, characterized in that the adjustment of the Fresh air mass flow to the desired value provided manual control intervention takes place in defined stages, with the gradation of the air mass flow rate strong deviates from an arithmetic series in such a way that in the range of the claim 1 addressed air mass flow for maximum heating effect at ambient temperature temperatures near 0 ° C a much finer metering of the fresh air mass flow is possible than in the rest of the control range.

8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that instead of an accurate measurement of the ambient temperature, a reference temperature is used on the vehicle body or on the drive, which indicates the condition the ambient air is characterized with sufficient accuracy.

9. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that via the cabin heat exchanger into the vehicle interior air mass flow is reduced by a throttle.

10. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5 on motor vehicles with electrically powered fresh air blower, thereby ge indicates that the pumped through the cabin heat exchanger into the vehicle interior Fresh air mass flow to increase cabin heating in extreme cold an additional, if necessary with the standard resistors in series Series, switchable ohmic resistance, which the drive power of Fan is reduced, is reduced.

11. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5 Motor vehicles with electrically powered fresh air blower, characterized net that the fresh air conveyed into the vehicle interior via the cabin heat exchanger mass flow through a temperature-dependent ohmic resistance, which the Drive power of the fan more and more with decreasing ambient temperature discontinues, is reduced.

12. Device for performing the method according to one of claims 10 or 11, characterized in that the ohmic resistance transfers its heat to that in the The cabin delivers fresh air.

13. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that via the cabin heat exchanger into the vehicle interior promoted fresh air mass flow by appropriate control of the fan redu is decorated.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that a Cabin heat exchanger with counterflow characteristics is used.

15. The method according to claim 14, characterized in that a closed cooling middle circuit for transferring the waste heat from the engine to the cabin heat rope shear is used, and that to increase the effectiveness in the cabin as needed heat output in extreme winter cold in addition to the reduction of fresh air mass flow, there is also a reduction in the coolant mass flow.

16. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that as Kri terium for the reduction of fresh air flow through the cabin heat exchanger instead of a limit for the ambient temperature, a limit for the humidity ambient air is used.

17. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the The cabin heat exchanger only reduces the fresh air throughput before is taken when the temperature of the motor exceeds a certain limit steps.

18. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the The cabin heat exchanger only reduces the fresh air throughput before is taken when the humidity of the cabin air reaches a certain limit falls below.

19. The method according to any one of claims 14 or 15, characterized in that place a standard counterflow heat exchanger arrangement in series at least 3 cross-flow heat exchangers is used, the cabin air in min at least 3 stages are heated and the coolant is cooled via these stages.

20. Heat exchanger for performing the method according to claim 19, characterized characterized in that the series-connected cross-flow heat exchanger in a ge common housing are arranged, the coolant through the pipe system of the Cross flow heat exchanger flows and the cabin air over with this pipe system Contact standing heat transfer fins is heated.

21. Heat exchanger according to one of claims 19 or 20, characterized in that common heat is transferred for all crossflow heat exchangers connected in series support ribs can be used to heat the cabin air.

22. Heat exchanger according to one of claims 19 to 21, characterized in that measures to avoid heat conduction along the heat transfer ribs against the flow direction of the Ka conveyed by the heat exchanger gasoline can be hit.

23. Heat exchanger according to claim 22, characterized in that in the heat transfer Support ribs in the area between the coolant pipes Chung the heat conduction against the air flow direction can be provided.

24. Heat exchanger according to claims 22 and 23, characterized in that place the recesses locally a large reduction in the thickness of the heat transfer ribs is provided.

25. Heat exchanger according to claim 22, characterized in that the pipe spacing is chosen so large that the heat conduction upstream to the direction of flow through the cabin air conveyed to the heat exchanger can be neglected.

26. Cabin heating system according to one of the above claims 1 to 25 for motor vehicles with an electric motor as a drive, characterized in that at least part of the heating power comes from the regulation of the electric drive power.

27. Cabin heating system according to one of the above claims 1 to 26 characterized thereby records that the measure to reduce or obstruct the air mass flow by the cabin heat exchanger from a certain driving speed with increasing mender driving speed is increased to the from the increased dynamic pressure increased driving speed to reduce the resulting influence.

28. Cabin heating system according to one of claims 1 to 27, characterized in net that the measure to reduce or obstruct the air mass flow through the cabin heat exchanger with a lower fresh air flow when the vehicle is stationary provides than when the vehicle is moving at low speed.

29. Cabin heating system according to one of claims 1 to 28, characterized in net that with the help of sensors which, for example, the ambient temperature and the coolant temperature or the difference between coolant temperature and air Detect temperature at the cabin heat exchanger outlet, a signal for the driver manual adjustment of the optimal fresh air flow rate created and in the cabin is shown.

30. cabin heating system according to one of claims 1 to 28, characterized in that the temperature and the speed or the mass flow of the in the Kabi fresh air conveyed by the heat exchanger and a signal for this manual or automatic control of the reduction in fresh air mass flow Heating power increase is derived.

31. Cabin heating system according to one of the above claims 1 to 30 characterized thereby records that the air mass flow through the cabin heat exchanger from one Fresh air mass flow and a circulating air mass flow, d. H. one from the cabin air mass flow, composed.