DE7616261U1

DE7616261U1 - Einrichtung zum Beheizen einer Bedienungskabine

Info

Publication number: DE7616261U1
Application number: DE19767616261
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1976-05-21
Filing date: 1976-05-21
Publication date: 1978-02-09

Description

Klöckner-Humboldt-Deutz AG AMäH&k w«=^ -

5000 Köln 80, den 08. Nov. 1977

Aktz.: G 76 16 261,3

Unser Zeichen: D 76/16 AG-XP So/wo

Einrichtung zum Beheizen einer Bedienungskabine

i₍ 1 . Die Verbesserung bezieht sich auf eine Fahrerhausheizung ',ϊ mit einem im Fahrerhaus angeordneten Wärmetauscher, der s* über eine Zu- und Ableitung mit einem außerhalb des Fahrerin hauses angeordneten zweiten Wärmetauscher, der vom Abgas

I beaufschlagt wird, verbunden ist.

I' Bei Fahrzeugheizungen, die mit Verlustwärme der Antriebs-I maschine betrieben werden, fällt je nach Betriebszustand I der Maschine unterschiedlich viel Wärme an. Dieses trifft * für die Wärmerückgewinnung aus Schmieröl, Kühlwasser oder ⁵ Kühlluft wie auch für die Wärmerückgewinnung aus heißen Abgasen zu.

' Demgegenüber ist der Wärmebedarf für die Heizung zwar von ' der Außentemperatur und dem Fahrtwind abhängig, jedoch für ϊ einen gewissen Zeitraum als k^u^tant anzusehen. Da die ^:i Betriebszustände der Maschine oft söhr schnell wechseln, wobei die heißen Abgase je nach Lastzustand unterschiedliehe Temperaturen haben und in unterschiedlichen Mengen anfallen, ist eine Anpassung an einen möglichst konstanten Wärmebedarf für das Fahrerhaas sehr schwierig.

Bekannte Heizungen mit erhitztem Wasser sind offene Systeme, deren Temperatur nicht über 100° C ansteigt, so daß die Speicherfähigkeit von Wärme allein von der Wasseriuenge abhängig ist. Diese Wassermenge ist aber im Fahrzeug aus Gewichts- und Volumensgründen so klein wie möglich zu halten, womit auf·ein nennenswertes Speichervolumen verzichtet werden muß.

7616261 09.02.78

ι ve * f O IQZ O 1 119 Π7 7fl ¹^^3Β0 ·

",I ■ ι

Klöckner-Humboldt-Deutz AG'

08.11.77

D 76/16

Es ist bekannt (US-PS 3 502 268), für die Fahrerhausheizung die Abgaswärme zu nutzen. Hierbei wird der Abgasstrom durch einen Wärmetauscher geleitet, in dem Wasser als Wärmeträger erhitzt wird. Das erwärmte Wasser wird mittels einer Pumpe zum Heizkörper im Fahrerhaus gefördert und fließt anschließend über einen Ausgleichsbehälter zum Wärmetauscher zurück. Nachteilig ist bei dieser Anlage, daß sie nicht ganz abstellbar ist und durch eine Belüftung mittels Fahrtwind nur schwerfällig regelbar ist. Der Ausgleichsbehälter im Wasserrückfluß mag zwar für kurze- Stillstandszeiten eine gewisse Wärmespeicherfähigkeit besitzen, sie ist jedoch aus Platzgründen im Fahrzeug besonders begrenzt.

Es ist ferner eine Fahrerhausheizung bekannt (Zeitschrift "Motorrundschau" 12/1963, Seite 498), bei dem ein Wärmetauscher im Abgasstrom heißes Wasser liefert, das durch eine leitung zu einem Wärmetauscher im Fahrerhaus geführt wird. Die Anlage ist durch Unterbrechen der Vor- und Rücklaufleitung und Kurzschluß dieser Leitungen abschaltbar, jedoch hinsichtlich der Heizungstemperatur nicht regelbar. Das Heizwasservolumen ist auf die Umlaufmenge, die durch die Größe der Wärmetauscher und der Leitung gegeben sind, verhältnismäßig gering und damit kaum speicherfähig. Unterbrechungen, Teillastbetrieb und Schleppbetrieb bei Talfahrt bedeuten eine sofortige Verringerung des Wärmeangebotes und damit ein Nachlassen der Heizung, weil kein nennenswertes Wärmespeichervolumen vorhanden ist. Umgekehrt bedeutet Vollastbetrieb meistens ein zu großes Wärmeangebot.

Klöckner-Hiimboldt-Deulz AG

08.11.77

D 76/16

Der Verbesserung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gut regelbare Fahrerhausheizung zu schaffen, die die sehr unterschiedliche Wärmeabgabe der Abgase, bedingt durch ungleichmäßige Betriebszustä-nde der Maschine, auszugleichen vermag.

Dieses wird bei einer Fahrerhausheizung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der zweite Wärmetauscher als Verdampfer ausgebildet ist und durch eine Bypaßleitung mit der Auspuffleitung verbunden ist, tind die Auspuffleitung von einer Steuereinrichtung beherrscht wird.

Die Versorgung des Verdampfers über eine Bypaßleitung ermöglicht es, in Verbindung mit einer Steuereinrichtung die Heizung in weiten Grenzen zu regulieren und die Speicherfähigkeit des Wasser-liaß-Dampf-Gemisches auszunutzen". Zugleich ist es möglich, mit dem höheren Wärmeinhalt des Wasser-ITaßdampf-Gemisches kurze Stillstandszeiten der Maschine zu überbrücken, ohne daß die Heizung ganz ausfällt, wie dieses bei bekannten Heizungen mit erwärmter Kühlluft der Pail ist.

Im Verdampfer wird durch die hohen Abgastemperaturen Wasser als Wärmetauscher schnell erhitzt, so daß sich ein Gemisch aus Wasser und Naßdampf bildet, das einen höheren Wärmeinhalt als vergleichsweise Wasser hat und damit auch bei stark schwankenden Betriebszustand en mit unterschiedlichem Värmeanfall im Abgas durch die Speicherfähigkeit des Gemisches in Verbindung mit der Steuereinrichtung ein gut regelbares Heizungssystem ergibt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Verbesserung wird vor-

7616261 09.02.78

Klöcknor-Humboldt-Deulz AG

08.11.77

D 76/16

geschlagen, daß die Steuereinrichtung eine Drosselklappe ist. Durch Einbau einer zweiten Drosselklappe in die Bypassleitung kann die Wärmezufuhr zum Verdampfer völlig unterbrochen werden. Hierzu müßte die Stellung der zweiten Drosselklappe etwa um 90° C phasenverschoben zur Drosselklappe in der Abgasleitung angeordnet sein.

Die gleiche Wirkung wird dadurch erreicht, daß die Steuereinrichtung ein Dreiwegehahn ist, der jeweils um den gleichen Betrag die Bypassleitung öffnet, wie die Abgasleitung gedrosselt wird.

Damit die Temperaturregelung in Abhängigkeit vom Heizbedürfnis im Fahrerhaus erfolgt, wird nach einem weiteren Gedanken der Verbesserung vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung mit einem Baumthermostaten verbunden ist.

Damit die beschriebene Fahrerhausheizung auch bei Betrieb einer Auspuffbremse wirksam arbeitet, wird vorgeschlagen, daß in die Abgasleitung eine Auspuffbremse in der bekannten Form einer Drosselklappe angeordnet ist. Die Auspuffbremse wird zweckmäßig vor der Abzweigung der Bypassleitung eingebaut.

In d^r Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Verbesserung schematisch dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt eine Übersicht über eine Heizungsanlage, die mit Abgaswärme betrieben wird. Die Abb. 2 zeigt einen Dreiwegehahn zum Umleiten des Abgasstroms-.

In Abb. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgassammelrohr 2 dargestellt. In das verlängerte Abgassammeirohr 3 ist

7616261 09.0178

Klöckner-Humboldt-Dcifc AG' Z^ Usk i

S" Als

08.11.77

D 76/16

- 6 -

eine Drosselklappe 4 eingebaut, mit der der Abgasstrom gestaut v/erden kann, so daß der Abgasstrom nun im Bypass über die Leitung 5 dem Verdampfer 6 zugeleitet wird. Vom Verdampfer 6, in dein den Abgasen ein Teil ihres Wärineinhalts zum Erhitzen und Verdampfen von Wasser entzogen wird, gelangt der Abgasstrom über die leitung 7 hinter dem Auspufftopf in die Abgasleitung 9· Das im Verdampfer 6 erzeugte Gemisch aus Wasser und Naßdampf gelangt über die Leitung 10 zum Wärmetauscher 11 im Fahrerhaus 12, das durch eine Wand angedeutet ist. Zur schnelleren Wärmeabgabe kann der Wärmetauscher 11 durch ein elektrisch angetriebenes Gebläse 13 belüftet werden. Das abgekühlte Wasser bzw. das Kondensat fließt über die Leitung H wieder dem Verdampfer 6 zu.

Zur Regelung der Fahrerhaustemperatur wird die Stellung der Drosselklappe 4 von einem Raumthermostat 18 elektrischmechanisch verstellt. Zur Sicherung der geschlossenen Anlage des Wasser-Naßdampf-Kreislaufs sind am Verdampfer 6 Sicherheitseinrichtungen 15 und 16 zur Druck- und Temperaturbegrenzung angeordnet. Die Temperaturbegrenzungseinrichtung 16 wirkt in gleicher Weise wie der Raumthermostat 18 auf die Stellung der Drosselklappe 4 und stellt bei überschreiten der höchstzulässigen Temperatur im Verdampfer den direkten Durchfluß des Abgasstroms zum Auspuff topf 8 ein. Um zu verhindern, daß bei dieser Drosselklappenstellung noch ein Teilstrom der Abgb.se über die Bypassleitung 5 strömt, kann in der Leitung 5 eine zweite Drosselklappe installiert sein, die etwa um 90 phasenverschoben zur Drosselklappe 4 arbeitet. Dabei würde sieh die zweite Drosselklappe um den gleichen

4B03D 4.71 pg

7616261 09.0i78

Klöckner-Humboldt-Deutz AG

•Ml t t ( I I C

ι ι < t

I I

08.11.77

D 76/16

— 7 —

Betrag öffnen, v/ie sich die Drosselklappe 4 schließt und umgekehrt um einen gleichen Betrag schließen, wie sich die Drosselklappe 4 öffnet.

Die gleiche Wirkung wird mit einem Dreiwegehahn 17 nach Abb. erreicht, der an der Abzweigung der Leitung 3 und 5 installiert wäre.

In Verbindung mit bekannten Auspuffbremsen, bei denen eine Drosselklappe in der Abgasleitung angeordnet ist, kann die Anlage ebenfalls betrieben werden. Hierzu kann die Auspuffbremse in bekannter Weise direkt hinter der Brennkraftmaschine 1 und vor der Abzweigung der Bypaasleitung 5 in der Abgasleitung 3 angeordnet sein.

7616261 09.02.78

Claims

Λ π
Klöoknür+Iumboldt-Deut? AG

5000 Köln 80, den 08. Nov. 1977

Aktz,: G 76 16 261.3

Unser Zeichen: D 76/16 AG-XP So/v?o

Schutzansprüche

1 . Fahrerhausheizung mit einem im Fahrerhaus angeordneten Wärmetauscher, der über eine Zu- und Ableitung mit einem außerhalb des Fahrerhauses angeordneten zweiten Wärmetauscher, der vom Abgas beaufschlagt wird, verbunden ist, . ' dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wärmetauscher als Verdampfer ausgebildet ist und durch eine Bypaßleitung mit der Auspuffleitung verbunden ist, und die Auspuffleitung von einer Steuereinrichtung beherrscht wird.
2. Fahrerhausheizung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Drosselklappe ist (4).
3. Fahrerhausheizung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Dreiwegehahn (17) ist.
4. Fahrerhausheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steureinrichtung mit einem Raum thermostaten. (18) verbunden ist.
5. Fahrerhausheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in die Abgasleitung (3) vor der Abzweigung der Bypaßleitung (5,7) eine Auspuffbremse in der bekannten Form einer Drosselklappe angeordnet ist.

7616261 09.02.78