DE970650C

DE970650C - Warmluftheizung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE970650C
Application number: DED2165D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Uhlenhaut
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-09-03
Filing date: 1943-09-03
Publication date: 1958-10-16

Description

Warmluftheizung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Warmluftheizung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Großraumfahrzeuge, bei welcher der zur Erwärmung der Heizluft dienende Wärmetauscher gleichzeitig in einem Kühlwasserkreislauf der Fahrzeugantriebsmaschine und in einem besonderen, durch eine Heizeinrichtung fremdbeheizten Heizwasserkreislauf liegt, wobei im Kühlwasserkreislauf ein die Temperatur des aus der Maschine austretenden Kühlwassers regelndes Drosselventil angeordnet ist. Die Erfindung besteht in der Vereinigung der folgenden drei, im einzelnen an sich bekannten Merkmale, daß a) der Wärmetauscher in einem Nebenkreislauf des durch den Motorkühler gehenden Kühlwasserkreislaufes liegt und der Nebenkreislauf durch Absperrventile für sich abstellbar eingerichtet ist, b) die Heizluft von einem besonderen, beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Gebläse durch den Wärmetauscher gefördert wird, wobei das Gebläse auf seiner Saugseite über einstellbare, den Fahrwind auffangende Klappen mit der Außenluft und auch über Klappen mit dem Fahrzeuginnern in Verbindung steht, und c) das Kühlwasser der Fahrzeugantriebsmaschine und das fremdbeheizte Heizwasser getrennt durch unmittelbar hintereinander im Heizluftstrom liegende, in metallischer Berührung miteinander stehende Teile des Wärmetauschers fließt.
Bei Großraumfahrzeugen, die in Gegenden mit besonders starken Kälteeinbrüchen betrieben werden müssen, läßt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der an sich im einzelnen zum Heizen von Kraftfahrzeugen bekannten Einrichtungen über eine bloße Aneinanderreihung der Heizelemente hinaus eine zweckmäßige Ergänzung und Beeinflussung der Heizelemente untereinander erzielen, die es erlaubt, die Gesamteinrichtung unabhängig von dem jeweiligen Fahr- bzw. Ruhezustand des Fahrzeuges mit geringsten, jeweils am vorteilhaftesten erscheinenden Mitteln und mit einem Optimum an Wirkung zu betreiben.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Vom Kühler I der Antriebsmaschine 2 des Fahrzeugs gelangt das Kühlwasser durch die. Leitung 3 über eine Pumpe 4 in den Kühlmantel der Maschine und von dort durch eine Leitung 5 in den Kühler zurück. In der Leitung 5 ist ein thermostatisch oder von Hand gesteuertes Drosselventil 6 angeordnet, welches verhindert, daß die Austrittstemperatur des Kühlwassers aus der Maschine unter 8o° C absinkt.
Von der Leitung 5 zweigt vor dem Drosselventil 6 eine Leitung 7 ab, die zu einem Wärmetauscher 8 führt. Dieser wird von der durch das Gebläse 9 geförderten Heizluft in Richtung der Pfeile Io durchströmt, während sich das heiße Kühlwasser durch das Röhrensystem des Wärmetauschers in Richtung des Pfeiles II bewegt und dabei einen Teil seiner Wärme an die Heizluft abgibt, um darauf durch die Leitungen I2 und 3 zur Maschine 2 zurückzufließen. In den Leitungen 7 und I2 sind Absperrventile I3 und I4 angeordnet, um den Wärmetauscher 8 während der warmen Jahreszeit vollständig außer Betrieb setzen zu können.
Als Heizluft wird entweder Frischluft benutzt, die über eine einstellbare Klappe I5 und die Leitung I6 dem Gebläse 9 zugeleitet wird, oder die Heizluft wird über die ebenfalls einstellbare Klappe I7 und die Leitung I8 dem Fahrzeuginnern I9 entnommen, also lediglich zwischen dem Fahrzeuginnern und dem Wärmetauscher 8 immer wieder umgewälzt. Im praktischen Betrieb wird man meist durch entsprechende Einstellung der Klappen I5 und I7 eine Mischung von Frischluft und Umluft durch den Wärmetauscher schicken, um außer der Beheizung gleichzeitig auch eine Belüftung des Fahrzeuginnern zu erreichen. Die im Wärmetauscher 8 erwärmte Heizluft wird durch die Leitung 2o dem Fahrzeuginnern zugeführt und dort nach Bedarf verteilt.
Um auch bei Stillstand der Antriebsmaschine 2 oder wenn die Kühlwasserwärme bei sehr kaltem Wetter nicht genügt eine ausreichende- Beheizung und Belüftung des Fahrzeuginnern durchführen zu können, liegt der Wärmetauscher 8 gemäß der Erfindung außer in dem Kühlwasserkreislauf auch noch in einem Heizwasserkreislauf, der aus einem durch einen Ofen 2I von außen beheizten Wärmeaufnehmer 22 und den diesen mit dem Wärmetauscher 8 verbindenden Leitungen 23 und 24 besteht. Die Heizung des Ofens 2I kann mit festen oder flüssigen Brennstoffen erfolgen. Seine Abgase werden durch das Rohr 25 ins Freie abgeführt, während ihm die Verbrennungsluft aus dem Fahrzeuginnern durch Schlitze 26 in der Stirnwand des Wagenkastens zuströmt. Das Heizluftgebläse 9 wird im Ausführungsbeispiel durch eine besondere kleine Brennkraftmaschine 27 angetrieben, deren Abgase durch die Leitung 28 ebenfalls dem Abzugsrohr 25 zugeführt werden.
Durch die Verkopplung des Kühlwasserkreislaufes mit dem Heizwasserkreislauf ergeben sich folgende Betriebsmöglichkeiten der Heizung: a) Bei warmer Witterung sind die Absperrventile I3 und 14 geschlossen, so daß das Kühlwasser nur durch den Kühler I und die Antriebsmaschine 2 kreist. Der Ofen 2I ist außer Betrieb. Zur Belüftung des Fahrzeuginnern kann bei geöffneter Klappe I5 und geschlossener Klappe I7 das Gebläse 9 in Betrieb genommen werden, um durch die Leitung 2o Frischluft in das Fahrzeuginnere zu fördern.
b) Bei mäßiger Kälte werden die Absperrventile I3 und I4 geöffnet und das Gebläse 9 angestellt, ohne jedoch den Ofen 2I in Betrieb zu nehmen. Je nach der Stellung der Klappen I5 und I7 wird entweder Frischluft oder Umluft oder eine Mischung beider durch den nunmehr vom warmen Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscher 8 gefördert, um darauf in angewärmten Zustand als Heizluft dem Fahrzeuginnern zugeführt zu werden. Je nach Menge und Temperatur der in den Wärmetauscher 8 eintretenden Luft wird die dem Kühlwässer im Wärmetauscher entzogene Wärmemenge eine kleinere oder größere sein. Wird der Wärmeentzug im Wärmetauscher 8 und im Kühler i zusammen so groß, daß die Kühlwasseraustrittstemperatur aus der Maschine bis auf einen Wert unterhalb von 8o° C abzusinken beginnt, so drosselt das selbsttätige Ventil 6 den Wasserdurchfluß durch den Kühler immer mehr ab, bis gegebenenfalls der Kühler i ganz ausgeschaltet ist und die Motorkühlung nur noch durch den Wärmetauscher 8 erfolgt.
c) Genügt auch dann die Abwärme der Antriebsmaschine noch nicht, um den Wärmebedarf für die Fahrzeugheizung zu decken, wenn die Außentemperatur z. B. noch weiter absinkt, die Maschine 2 nur mit geringer Last läuft oder sogar ganz stillgesetzt wird, so wird der Ofen 2i in Betrieb genommen, um dem durch den Wärmetauscher 8 fließenden Wasser die erforderliche Heiztemperatur zu verleihen. Dabei wird der weitere Vorteil erzielt, daß beim Stillstand der Maschine 2 gleichzeitig. durch Thermosiphonwirkung der Kühlkreislauf der Maschine mit aufgeheizt und so vor dem Einfrieren geschützt wird. Eine weitere Anpassung der Heizung an die jeweiligen Erfordernisse läßt sich bei allen drei oben behandelten Betriebszuständen durch Regeln der Drehzahl des Gebläses 9 erreichen, dessen Antrieb zu diesem Zweck anstatt durch die Brennkraftmaschine 27 auch durch einen vom Stromsammler des Fahrzeugs gespeisten Elektromotor erfolgen kann.
Auch ist es möglich, die beiden einzeln oder gemeinsam zur Fahrzeugheizung dienenden Kreisläufe nicht wie im Ausführungsbeispiel unmittelbar miteinander kommunizieren zu lassen, sondern ihre Kopplung nur rein wärmemäßig vorzunehmen, indem der Wärmetauscher 8, wie in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien angedeutet, durch Trennwände 29, 30 in seinem oberen und unteren Wasserkasten in zwei nicht mehr miteinander kommunizierende, selbständige Wärmetauscher aufgeteilt wird, zwischen denen die wärmemäßige Kopplung dann nur noch durch die Wärmeleitung in ihren Metallwänden und durch die die Röhrensysteme beider Wärmetauscher nacheinander umspülende Heizluft erfolgt.
Der Wärmetauscher 8, das Gebläse 9 mit seiner Antriebsmaschine 27 und der . Ofen 21 werden zweckmäßig zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt, die sich dann mit einfachen Mitteln auch nachträglich noch in vorhandene Fahrzeuge beliebiger Bauart einbauen läßt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Warmluftheizung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Großraumfahrzeuge, bei welcher der zur Erwärmung der Heizluft dienende Wärmetauscher gleichzeitig in einem Kühlwasserkreislauf der Fahrzeugantriebsmaschine und in einem besonderen, durch eine Heizeinrichtung fremdbeheizten Heizwasserkreislauf liegt, wobei im Kühlwasserkreislauf ein die Temperatur des aus der Maschine austretenden Kühlwassers regelndes Drosselventil angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung der folgenden drei, im einzelnen an sich bekannten Merkmale, daß a) der Wärmetauscher in einem Nebenkreislauf des durch den Motorkühler gehenden Kühlwasserkreislaufes liegt und der Nebenkreislauf durch Absperrventile für sich abstellbar eingerichtet ist, b) die Heizluft von einem besonderen, beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Gebläse durch den Wärmetauscher gefördert wird, wobei das Gebläse auf seiner Saugseite über einstellbare, den Fahrwind auffangende Klappen mit der Außenluft und auch über Klappen mit dem Fahrzeuginnern in Verbindung. steht, und c) das Kühlwasser der Fahrzeugantriebsmaschine und das fremdbeheizte Heizwasser getrennt durch unmittelbar hintereinander im Heizluftstrom liegende, in metallischer Berührung miteinander stehende Teile des Wärmetauschers fließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 641 848, 668 665, 676 736, 736 824; französische Patentschriften Nr. 767 631, 767 802; USA.-Patentschrift Nr. 2 038 i93.