ES2222125T3 - Conjunto radiador para un vehiculo. - Google Patents

Conjunto radiador para un vehiculo.

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ES2222125T3 ES00106317T ES00106317T ES2222125T3 ES 2222125 T3 ES2222125 T3 ES 2222125T3 ES 00106317 T ES00106317 T ES 00106317T ES 00106317 T ES00106317 T ES 00106317T ES 2222125 T3 ES2222125 T3 ES 2222125T3
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Hisatoshi c/o TGK Co. Ltd. Hirota
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Abstract

Un conjunto de radiador de un vehículo que tiene un motor refrigerado por agua como una fuente de calor de dicho conjunto de radiador, incluyendo - unos medios termo-intercambiadores (8) para calentar el compartimiento del vehículo por intercambio térmico entre el agua de refrigeración del motor (1) y aire, y - unos medios exotérmicos para calentar el agua de refrigeración, donde dichos medios exotérmicos incluyen unos medios termo-intercambiadores (7) en el lado exotérmico y en el lado situado hacia arriba de dichos medios termo-intercambiadores (8) y al menos un elemento Peltier (10) que tiene una superficie exotérmica adherida a dichos medios termo-intercambiadores (7) en el lado exotérmico, - unos medios termo-intercambiadores (9) en el lado endotérmico adheridos a una superficie endotérmica de dicho elemento Peltier, estando dispuestos dichos medios termo-intercambiadores (9) en el lado situado hacia abajo de dichos medios termo-intercambiadores (8) para absorber calor del agua de refrigeración en un conducto de retorno al motor (1).

Description

Conjunto radiador para un vehículo.
La presente invención se refiere a un conjunto de radiador para un vehículo, en particular para un vehículo que utiliza el agua de refrigeración de un motor refrigerado por agua como una fuente de calor para calefacción.
En un vehículo movido por motor refrigerado por agua se ha dispuesto un conjunto de radiador para calefacción suministrando agua de refrigeración procedente del motor a un termointercambiador y calentando el aire circulante en el termointercambiador, y suministrando el aire caliente al compartimiento del vehículo. Cuando la temperatura del agua refrigerante permanece baja durante el calentamiento del motor en una estación fría, no es efectivo utilizar el agua de refrigeración del motor para calefacción. En motores que tienen alta eficiencia de combustión, la cantidad de calor disponible fuera del motor es en general relativamente pequeña. Es difícil elevar la temperatura del agua de refrigeración en particular después del arranque del motor. Entonces, no es adecuado usar el agua de refrigeración como una única fuente de calor para calefacción durante un intervalo de tiempo después del arranque del motor. Convencionalmente, la capacidad de calefacción en la fase de calentamiento después del arranque del motor se puede lograr calentando el agua fría de refrigeración para acelerar intencionadamente el aumento de la temperatura. Esto se realiza con la ayuda de equipo calefactor auxiliar. La figura 11 ilustra un circuito de agua refrigerante de un conjunto de radiador conocido por DE 197 52 613 A y JP 06 092 134 A. La figura 12 muestra variaciones de la temperatura en la operación del conjunto de radiador conocido. Un motor 101 que tiene una bomba de circulación 102 está conectado con una válvula de cambio térmico 103 que tiene orificios de salida conectados a un radiador de motor 104 y a un conducto de derivación 105. Una unión entre la salida del radiador de motor 104 y el conducto de derivación 105 está conectada al motor 101. La bomba de circulación 102 está conectada además con una válvula de tres vías 106 conectada mediante un conducto de derivación 107 con el motor 101 y un termointercambiador auxiliar 108 provisto de un calefactor auxiliar 109. La salida del termointercambiador auxiliar 108 está conectada a un termointercambiador de compartimiento 110 que a su vez está conectado al motor 101. El calefactor auxiliar utilizado en JP 06 092 134 A es un equipo exotérmico de cizalladura en el que actúan fuerzas de cizalladura en un fluido viscoso utilizando la potencia de giro del motor. La temperatura del agua refrigerante del motor que entra en el termointercambiador auxiliar 108 es T1. La temperatura del agua de refrigeración que sale de termointercambiador auxiliar 108 al termointercambiador de compartimiento 110 es T2. La temperatura hacia abajo del termointercambiador de compartimiento 110 y en el conducto de retorno al motor 101 es T3. En la figura 12, el eje horizontal indica el tiempo después del arranque del motor, el eje vertical indica la temperatura. Al calentar sin que opere el calefactor auxiliar 109, la temperatura de agua refrigerante que fluye a través del termointercambiador auxiliar 108 al termointercambiador de compartimiento 110 varía según la curva 121: aumenta gradualmente. La temperatura T1 a la entrada de termointercambiador auxiliar 108 corresponde a la temperatura T2 (OFF) en la entrada de termointercambiador de compartimiento 110. La temperatura de salida T3 (OFF) después del termointercambio del termointercambiador del compartimiento 110 varía según la curva 122. La diferencia entre las curvas 121 y 122 representa la capacidad de calentamiento del termointercambiador de compartimiento 110 solamente. Poniendo también en funcionamiento el calefactor auxiliar 109, el agua de refrigeración se calienta en el termointercambiador auxiliar 108. La temperatura sube de T1 a T2 (ON) y varía según la curva 123. Aunque calentar el agua de refrigeración con la temperatura T2 (ON) intercambia calor en el termointercambiador de compartimiento 110, la temperatura T3 (ON) a la salida variará según la curva 124. La diferencia entre las curvas 123 y 124 representa la capacidad de calentamiento del termointercambiador de compartimiento 110 cuando el calefactor auxiliar 109 está operando. Se complementa la insuficiente capacidad de calentamiento después del arranque del motor.
El equipo calefactor auxiliar del sistema de aire acondicionado para automóvil de DE-A-19752613 incluye un calefactor eléctrico que consta de un elemento de hilo de NiCr dispuesto dentro de una sección del circuito de agua refrigerante.
WO 97 22 486 A describe un termointercambiador para un sistema de aire acondicionado. El termointercambiador contiene elementos Peltier usados para absorber calor del refrigerante de motor y para transferir calor a un tubo de refrigeración.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un conjunto de radiador altamente eficiente de un vehículo equipado con un equipo calefactor auxiliar.
Dicho objeto se logra por un conjunto de radiador que utiliza al menos un elemento Peltier para calentar agua de refrigeración. El agua de refrigeración calentada se suministra después a los medios termointercambiadores para calefacción. El elemento Peltier genera una mayor cantidad de calor y más de al menos una cantidad de la energía cargada y da lugar a un equipo calefactor auxiliar altamente eficiente.
Se adhiere un termointercambiador al lado exotérmico de dicho elemento Peltier para transmitir calor generado por el elemento Peltier al agua refrigerante que fluye a los medios termointercambiadores. Se adhieren otros medios termointercambiadores a una superficie endotérmica del elemento Peltier que sirve para absorber calor del agua de refrigeración cuando sale de los medios termointercambiadores para calefacción.
Mientras la temperatura del agua de refrigeración es baja poco después del arranque del motor, el agua de refrigeración suministrada al termointercambiador de compartimiento se calienta por el calor Joule del elemento Peltier y el calor transferido desde una superficie endotérmica a una superficie exotérmica del mismo elemento Peltier. Así, es posible añadir más energía térmica para calefacción al agua refrigerante que fluye al termointercambiador en el lado exotérmico que la energía eléctrica cargada en el elemento Peltier, y aumentar rápidamente la capacidad de calentamiento del termointercambiador de compartimiento.
Se describirá realizaciones de la invención con la ayuda de los dibujos. En el dibujo:
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un circuito de agua refrigerante referente a un conjunto de radiador según la invención.
La figura 2 es un diagrama de las variaciones de temperatura.
La figura 3 es una vista en perspectiva esquemática de un equipo calefactor auxiliar.
La figura 4 es un diagrama de bloques de una segunda realización de un conjunto de radiador según la invención.
La figura 5 es un diagrama de bloques de la segunda realización en un estado operativo poco después del arranque del motor.
La figura 6 es un diagrama de las variaciones de temperatura.
La figura 7 es un diagrama de bloques de una tercera realización de un conjunto de radiador según la invención.
La figura 8 es un diagrama de bloques de dicha tercera realización en una condición poco después del arranque del motor.
La figura 9 es un diagrama de bloques de una cuarta realización de un conjunto de radiador según la invención, en una condición poco después del arranque del motor.
La figura 10 es un diagrama de bloques del circuito de agua refrigerante de la cuarta realización.
La figura 11 es un diagrama de bloques de un circuito de agua refrigerante incluyendo un conjunto de radiador convencional.
Y la figura 12 es un diagrama de la variación de temperatura para el conjunto de radiador convencional.
La mitad derecha de la figura 1 representa el circuito de agua refrigerante 1. La mitad izquierda de la figura 1 representa un conjunto de radiador del vehículo usando el agua refrigerante del motor como una fuente de calor. Una bomba de circulación 2 del motor 1 expulsa a la fuerza agua de refrigeración a una camisa de agua de motor 1. Un orificio de salida de la bomba de circulación 2 está conectado a un orificio de entrada de una válvula de cambio térmico 3 que tiene dos orificios de salida, uno conectado a una entrada de un radiador de motor 4 y el otro conectado a un conducto de derivación 5 poniendo en derivación el radiador de motor 4. Una parte de unión entre el radiador 4 y el conducto de derivación 5 conduce a un orificio de entrada de motor 1.
La bomba de circulación 2 está conectada además a un orificio de entrada de una válvula de estrangulación 6, cuyo orificio de salida está conectado a un orificio de entrada de un termointercambiador 7 en el lado de calentamiento del conjunto. Un orificio de salida del termointercambiador 7 está conectado a un orificio de entrada de un termointercambiador de compartimiento 8, cuyo orificio de salida está conectado a un termointercambiador 9 dispuesto en el lado endotérmico. Entre el termointercambiador 7 y el termointercambiador 9 en el lado endotérmico está adherido un elemento Peltier 10. Dichos componentes constituyen un equipo calefactor auxiliar. La salida del termointercambiador 9 está conectada mediante un conducto de retorno al orificio de entrada del motor 1.
En lugar de la válvula de estrangulación 6, se puede usar una válvula de tres vías y el conducto de derivación. Se podría instalar una bomba en una posición arbitraria dentro de un circuito cerrado incluyendo el motor 1, el termointercambiador 7, el termointercambiador de compartimiento 8 y el termointercambiador 9.
El calor que se origina en el motor 1 es absorbido por el agua de refrigeración. Si la temperatura es menor que una temperatura fijada, en la válvula de cambio térmico 3 hacia abajo de la bomba de circulación 2 el agua de refrigeración es devuelta directamente al motor 1 a través del conducto de derivación 5. Si la temperatura es superior a dicha temperatura fijada, el calor del agua de refrigeración se irradia en el radiador de motor 4 desde el que el agua de refrigeración vuelve al motor 1.
El conjunto de radiador de calefacción incluye un circuito cerrado donde una parte del agua refrigerante expulsada de bomba de circulación 2 circula desde la válvula de estrangulación 6 a través del termointercambiador 7, el termointercambiador de compartimiento 8, el termointercambiador 9 al orificio de entrada de motor 1. Si la cantidad de calor en el agua de refrigeración es suficientemente alta, el grado de apertura de válvula de estrangulación 6 se regula correspondientemente a la capacidad de calentamiento que necesita el termointercambiador de compartimiento 8.
La temperatura del agua de refrigeración que sale del motor 1 al termointercambiador 7 es T1. La temperatura hacia abajo del termointercambiador 7 para el termointercambiador de compartimiento 8 es T2. La temperatura hacia abajo del termointercambiador de compartimiento 8 para el termointercambiador 9 es T3. La temperatura del termointercambiador 9 es T4.
En la figura 2, un eje horizontal muestra el tiempo transcurrido después del arranque del motor. El eje vertical muestra las variaciones de la temperatura en el agua de refrigeración. La temperatura del agua de refrigeración al tiempo del arranque del motor es XºC.
Conducción con calefacción sin utilizar el equipo calefactor auxiliar
Después del arranque del motor, la temperatura aumenta gradualmente desde XºC y la temperatura entre el termointercambiador 7 y el termointercambiador de compartimiento 8 cambia según la curva 21. La temperatura T1 a la entrada del termointercambiador 7 es la misma que la temperatura T2 (OFF) a la entrada del termointercambiador de compartimiento 8. El agua de refrigeración intercambia calor en el termointercambiador de compartimiento 8 y la temperatura en el termointercambiador 9 aumenta gradualmente desde XºC y sigue la curva 22. Entonces, la temperatura T3 (OFF) a la salida del termointercambiador de compartimiento 8 es la misma que la temperatura T4 (OFF) a la salida del termointercambiador 9. Por lo tanto, la diferencia entre las curvas 21 y 22 representa la capacidad de calentamiento del termointercambiador de compartimiento 8 sin utilizar el equipo calefactor auxiliar. La capacidad de calentamiento es pobre poco después del arranque del motor.
Conducción con calefacción usando el equipo calefactor auxiliar
La temperatura sube de T1 a T2 (ON) debido a la influencia del termointercambiador 7 y varía según la curva 23. Dado que el agua de refrigeración de temperatura T2 (ON) intercambia calor en el termointercambiador de compartimiento 8, la temperatura T3 (ON) varía según la curva 24. Dado que el agua de refrigeración de temperatura T3 (ON) también intercambia calor en el termointercambiador 9, la temperatura T4 (ON) a la salida varía según la curva 25. Eso significa que el agua de refrigeración vuelve al motor 1 cuando la temperatura es menor que la temperatura al arranque del motor debido a la influencia del termointercambiador 9 en el lado endotérmico, es decir, la curva 25 comienza a partir de una temperatura inferior a XºC. Por lo tanto, la diferencia entre las curvas 23 y 24 representa la mayor capacidad de calentamiento del termointercambiador de compartimiento 8 al utilizar el equipo calefactor auxiliar, un estado en el que se complementa la insuficiente capacidad de calentamiento poco después del arranque del motor.
El elemento Peltier 10 usa el efecto Peltier permitiendo que la corriente eléctrica circulante absorba calor del lado endotérmico donde cae la temperatura de una superficie y transfiera el calor en el lado exotérmico donde sube la temperatura de la superficie. Aunque la cantidad de transferencia de calor cambia dependiendo de las condiciones iniciales, casi el 50% de la potencia eléctrica puede ser utilizado efectivamente en el elemento Peltier 10. Esto da lugar a un coeficiente de aproximadamente 0,5. Sin embargo, aunque el coeficiente resultante es 0,5 al utilizar el elemento Peltier 10 en un equipo refrigerante, la potencia calorífica en el lado exotérmico del elemento Peltier se puede expresar por la suma de la cantidad de calor absorbido en el lado endotérmico y el calor Joule generado por la corriente eléctrica que fluye a través del elemento Peltier 10 al utilizarlo como un componente de calentamiento auxiliar. Como resultado, el coeficiente resultante puede ser de hasta aproximadamente 1,5. En un calefactor eléctrico convencional, el coeficiente resultante es a lo sumo 1,0. En comparación, el coeficiente resultante de 1,5 del elemento Peltier 10 es mucho mejor.
Como complemento del efecto del elemento Peltier 10, la cantidad de calor transferido desde el lado endotérmico en el lado exotérmico por el elemento Peltier 10 se puede expresar por el valor GW (T3 (ON) - T4 (ON)). Eso significa que la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del termointercambiador 9 en el lado endotérmico se multiplica por la cantidad del agua de refrigeración. Si la cantidad de calor que se origina a partir del calor Joule generado por la potencia eléctrica cargada en el elemento Peltier 10 se expresa por PW, la temperatura T2 en la entrada (curva 23) del termointercambiador de compartimiento 9 es la suma de la temperatura T1 en la entrada (curva 21) del termointercambiador 7, de la cantidad de calor PW generado por el elemento Peltier 10 propiamente dicho, y de la cantidad de calor transferido GW (T3) (ON) - T4 (ON)).
El elemento Peltier 10 del equipo calefactor auxiliar de la figura 3 está situado entre el termointercambiador 7 en el lado de calentamiento y el termointercambiador 9 en el lado endotérmico. Ambos termointercambiadores 7, 9 están provistos de orificios de entrada y orificios de salida 7a, 8a; 7b, 8b. El orificio de entrada 7a y el orificio de salida 7b están conectados al motor 1. El orificio de entrada 8a y el orificio de salida 8b están conectados al termointercambiador de compartimiento 8.
En el elemento Peltier 10, la superficie endotérmica y la superficie exotérmica se pueden invertir dependiendo de la dirección de flujo de la corriente eléctrica. La polaridad de un hilo conductor se elige de manera que la superficie exotérmica esté en el lado del termointercambiador 7 mientras que la superficie endotérmica está en el lado del termointercambiador 9. El hilo conductor se extiende a través de un controlador de corriente eléctrica 11 y una batería 12. Una entrada del controlador de corriente eléctrica 11 está conectada a una salida de un controlador 13. El controlador 11 controla la operación de calentamiento auxiliar del elemento Peltier 10 controlando el valor de la corriente eléctrica. Si se necesita calentamiento auxiliar después del arranque del motor, el controlador ajusta la corriente eléctrica a 100%. Tan pronto como la temperatura del agua de refrigeración se ha incrementado lo suficiente y el aumento de temperatura ha llegado a un estado saturado, ya no se necesita el auxiliar. Entonces, la corriente eléctrica se regula a 0%. Los métodos de control del controlador de corriente eléctrica 11 pueden ser un control analógico, y control de conexión/desconexión, un control de modulación de impulso en anchura, o análogos.
En la segunda realización del conjunto de radiador de la figura 4 una bomba 31 y una válvula de cuatro vías 32 están situadas entre el motor 1 y el termointercambiador 7. La válvula de cuatro vías 32 también está situada entre el termointercambiador de compartimiento 8 y el termointercambiador 9 en el lado endotérmico.
Se puede disponer una válvula (no representada) para controlar la cantidad de flujo o el caudal entre la bomba 31 y la válvula de cuatro vías 32. En cambio, el caudal se puede controlar regulando el grado de rotación o ajuste de la válvula de cuatro vías 32.
El agua de refrigeración del motor 1 fluye a través de la válvula de cuatro vías 32 y la bomba 31 al termointercambiador 7, es calentada por el termointercambiador 7 y fluye al termointercambiador de compartimiento 8, donde intercambia calor con el aire dentro del vehículo, y finalmente fluye a través de la válvula de cuatro vías 32 al termointercambiador 9. Después de absorber calor aquí, el agua de refrigeración vuelve al motor 1. Es posible ejecutar la misma operación de calentamiento auxiliar que en la figura 1.
La figura 5 es un diagrama de bloques que representa el estado después del arranque del motor en la segunda realización. Mediante la válvula de cuatro vías 32 es posible separar el circuito para el flujo al termointercambiador 7 y el termointercambiador de compartimiento 8 de otro circuito en el que el agua de refrigeración vuelve al motor 1. En otros términos, se forma un primer circuito en el que el agua de refrigeración de motor 1 vuelve a través de la válvula de cuatro vías 32 y el termointercambiador 9 al motor 1. Independientemente, se forma un segundo circuito cerrado en el que el agua de refrigeración vuelve de nuevo desde la válvula de cuatro vías 32 a través de la bomba 31, el termointercambiador 7 y el termointercambiador de compartimiento 8 a la válvula de cuatro vías 32. El calor Joule generado por el elemento Peltier 10 y la cantidad de calor absorbido del agua de refrigeración de motor 1 se suministran al circuito cerrado del termointercambiador de compartimiento 8.
La carga del termointercambiador de compartimiento 8 se decide por la cantidad del flujo de aire (cantidad de aire) que pasa por el termointercambiador de compartimiento 8 y la temperatura del aire. Mientras la carga del termointercambiador de compartimiento es pequeña, la cantidad de calor intercambiado por el termointercambiador de compartimiento 8 es menor que la cantidad calentada por el termointercambiador 7. En este caso, se produce un fenómeno. La temperatura a la salida del termointercambiador de compartimiento 8 es más alta que la temperatura T1 a la entrada del termointercambiador 7. En la configuración de la figura 4, el agua de refrigeración a alta temperatura que sale del termointercambiador de compartimiento 8 es enfriada por el termointercambiador 9 de manera que el agua de refrigeración para el motor se calienta más. La potencia calorífica del agua de refrigeración en el motor 1 es por lo general grande. Por lo tanto, aunque el agua de refrigeración para el motor se caliente por el agua de refrigeración a alta temperatura que vuelve del termointercambiador de compartimiento 8, la temperatura T1 a la salida del motor 1 al termointercambiador 7 no aumentará bruscamente. Esto significa que la temperatura del agua de refrigeración que entra en el termointercambiador de compartimiento 8 aumenta lentamente, dado que el agua de refrigeración que entra en el termointercambiador 7 se calienta a baja temperatura solamente.
Si la temperatura a la salida del termointercambiador de compartimiento 8 es más alta que la temperatura a la salida del motor 1, es decir, la temperatura a la entrada del termointercambiador 7 (figura 5), es posible transferir la cantidad completa de calor suministrada por el termointercambiador 7 al termointercambiador de compartimiento 8 conmutando correspondientemente la válvula de cuatro vías 32 y formando un circuito cerrado con el conjunto de radiador separado del circuito de agua refrigerante del motor.
La figura 6 ilustra variaciones de la temperatura en dicho circuito cerrado del radiador. Después del arranque del motor, la válvula de cuatro vías 32 se conmuta como en la figura 5 para formar dicho circuito cerrado. La temperatura del agua de refrigeración en dicho circuito, en el lado de motor después del arranque del motor, es casi la misma que en la figura 2. La temperatura varía según la curva 41. La temperatura en el termointercambiador 7 es, en primer lugar, la misma que la temperatura en el motor (XºC). La temperatura T2 en el termointercambiador de compartimiento 8 varía según la curva 42 porque el agua de refrigeración es calentada por el termointercambiador 7. La potencia calorífica o capacidad del circuito cerrado es menor que la potencia calorífica en el lado de motor. Como consecuencia, la temperatura T2 a la entrada del termointercambiador de compartimiento 8 aumenta de forma comparativamente brusca. Dado que la cantidad de calor intercambiado por el termointercambiador de compartimiento 8 es pequeña (la carga del termointercambiador de compartimiento 8 es pequeña), la temperatura T5 a la salida del termointercambiador 8 aumenta considerablemente y la temperatura T5 varía según la curva 43. La diferencia entre las curvas 42 y 43 representa la capacidad de calentamiento incrementada.
Por otra parte, en el otro circuito en el lado de motor, el agua de refrigeración del motor 1 fluye a través de la válvula de cuatro vías 32 al termointercambiador 9 en el lado endotérmico donde el calor es absorbido. Por lo tanto, la temperatura T4 a la salida del termointercambiador 9 varía según la curva 34.
Si la temperatura del agua de refrigeración en el circuito en el lado del radiador aumenta bruscamente, el agua de refrigeración se separa pronto. Por el contrario, la temperatura del agua de refrigeración en el lado de motor solamente aumenta gradualmente. Si la temperatura en el motor 1 es superior a la temperatura T5 en la salida del termointercambiador de compartimiento 8, la válvula de cuatro vías 32 se conmuta para formar un circuito de la figura 4. El tiempo de conmutación de la válvula 32 depende de la carga del termointercambiador de compartimiento 8. La válvula 32 se conmuta pronto si la carga es pequeña, y se conmuta tarde si la carga es grande.
En la tercera realización de la figura 7 se ha introducido una bomba 51 entre el orificio de salida del motor 1 y la válvula de cuatro vías 32. Se ha dispuesto una válvula de retención 52 entre el orificio de salida de motor 1 y la válvula de cambio térmico 3. Dicha válvula de retención 52 permite un flujo desde el motor 1 a la válvula de cambio térmico 3. La válvula de cambio térmico 3 se puede combinar estructuralmente con la válvula de retención 52.
Tan pronto como la temperatura del agua de refrigeración del motor 1 es suficientemente alta, es descargada por la bomba de circulación 2 a través de la válvula de retención 52 a un circuito del radiador de motor 4. Además, el agua de refrigeración se dirige a través de la bomba 51, la válvula de cuatro vías 32, la bomba 31 y el termointercambiador 7 al termointercambiador de compartimiento 8. Después del intercambio térmico con aire para el compartimiento del vehículo, el agua de refrigeración vuelve a través de la válvula de cuatro vías 32 y el termointercambiador 9 al motor 1.
Conviene implementar esta configuración en un vehículo que tiene un motor destinado a bajo consumo de combustible, por ejemplo un vehículo con un mecanismo de parada en marcha en vacío, o un vehículo de accionamiento híbrido que utiliza un electromotor y un motor refrigerado por agua. El mecanismo de parada en marcha en vacío para el motor 1 tan pronto como la velocidad del motor 1 cae a velocidad de marcha en vacío, al parar temporalmente en un cruce, un paso a nivel, y análogos. La bomba de circulación 2 del motor 1 también para cuando el motor 1 se para. En el vehículo de accionamiento híbrido una fuente de alimentación se conmuta del motor 1 al electromotor cuando la capacidad de potencia es suficientemente alta y la carga del motor es pequeña. Cuando se pare el motor 1, se parará su bomba de circulación 2 y después es imposible suministrar agua de refrigeración del motor 1 al termointercambiador de compartimiento 8. En este caso, es posible utilizar el calor restante del agua de refrigeración de motor 1 sucesivamente poniendo en funcionamiento la bomba 31 en lugar de la bomba de circulación 2 y suministrar agua de refrigeración del motor 1 al termointercambiador de compartimiento 8. Cuando la bomba 31 aspira agua de refrigeración del motor 1, la presión a la salida del motor 1 resulta negativa y la bomba 31 tiende a aspirar agua de refrigeración enfriada en el radiador de motor 4. Sin embargo, el agua de refrigeración procedente del radiador de motor 4 no puede volver a través de la válvula de retención 52 dispuesta entre el orificio de salida del motor 1 y la válvula de cambio térmico 3. Como consecuencia, solamente se suministra agua refrigerante calentada en el motor al termointercambiador de compartimiento 8 y se utiliza para calefacción. Dicha bomba 31 podría no ser necesaria en este equipo de calentamiento.
La figura 8 representa la fase de arranque del motor de la tercera realización. Después del arranque del motor, es posible que la temperatura del agua de refrigeración a la salida del termointercambiador de compartimiento 8 sea más alta que a la salida del motor 1. En este caso (figura 8) la válvula de cuatro vías 32 se conmuta de manera que se forme el circuito cerrado para agua refrigerante que fluye al termointercambiador 7 y al termointercambiador de compartimiento 8. Esto significa que se forma un circuito con pequeña capacidad calorífica independientemente del circuito de motor. El circuito de motor tendría gran capacidad calorífica. Entonces, el flujo de agua de refrigeración es el mismo que en la figura 5. En este circuito de pequeña capacidad, la temperatura del agua refrigerante calentada por el termointercambiador 7 se puede subir rápidamente de tal manera que el interior del vehículo se puede calentar pronto después del arranque del motor. Dado que, en este caso, el agua de refrigeración del motor 1 se suministra a través de la válvula de cuatro vías 32 al termointercambiador 9 por la bomba de circulación 2, hay un efecto endotérmico producido por el termointercambiador 9 en el lado endotérmico. Sin embargo, no fluye agua de refrigeración en el termointercambiador 9 si el motor 1 se para. Por lo tanto, el agua de refrigeración se refrigeraría inmediatamente porque la capacidad del agua de refrigeración en el termointercambiador 9 es pequeña y el efecto endotérmico también resulta pequeño.
Si el motor 1 se para mientras el agua de refrigeración suministrada al termointercambiador de compartimiento 8 es calentada por el elemento Peltier 10 después del arranque del motor, se mueve la bomba 51 en lugar de la bomba de circulación 2, y se hace circular agua de refrigeración a través del termointercambiador 9. No es necesario introducir la bomba 51 entre el orificio de salida del motor 1 y la válvula de cuatro vías 32. En cambio, se puede instalar entre la válvula de cuatro vías 32 y el termointercambiador 9 o entre el termointercambiador 9 y el orificio de salida del motor 1.
La figura 9 representa el estado poco después del arranque del motor en una cuarta realización de un conjunto de radiador del vehículo. Una válvula de tres vías 61 y una bomba 62 están dispuestas entre un orificio de salida del motor 1 y el termointercambiador 7. Otro orificio de salida de la válvula de tres vías 61 está conectado mediante una válvula de cuatro vías 63 a un orificio de entrada del termointercambiador 9. El orificio de salida del termointercambiador de compartimiento 8 está conectado a la válvula de cuatro vías 63. Una salida de un paso de la válvula 63 está conectada mediante una válvula de retención 64 a un conducto que se extiende entre la válvula de tres vías 61 y la bomba 62. Dicha salida también está conectada mediante otra válvula de retención 65 a la entrada de motor 1. Las válvulas de retención 64, 65 permiten el flujo desde la válvula de cuatro vías 63 a la bomba 62 y el motor 1.
El flujo de agua de refrigeración es el mismo que en las figuras 5 y 8. Se puede formar un circuito cerrado cuando el agua refrigerante descargada por la bomba 62 fluye al termointercambiador 7, se calienta en él, fluye después al termointercambiador de compartimiento 8 para intercambiar calor con el aire destinado al compartimiento del vehículo, y finalmente vuelve a través de la válvula de cuatro vías 63 y la válvula de retención 64 a la bomba 62. El agua de refrigeración del motor 1 fluye a través de la válvula de tres vías 61 y la válvula de cuatro vías 63 al termointercambiador 9, donde se absorbe calor, y vuelve al motor 1. Es posible la misma operación de calentamiento auxiliar que la descrita en conexión con las figuras 5 y 8.
En esta cuarta realización, un circuito cerrado en el lado de termointercambiador de compartimiento 8, la válvula de cuatro vías 63 se conmuta cuando la carga del termointercambiador de compartimiento 8 es pequeña y la temperatura a la salida del termointercambiador de compartimiento es menor que la temperatura a la salida de motor 1. Esto se representa en la figura 10.
En la figura 10 el flujo es como en las figuras 1, 4 y 7. El agua refrigerante descargada del motor 1 fluye a través de la válvula de tres vías 61 y la bomba 62 al termointercambiador 7, se calienta allí, fluye al termointercambiador de compartimiento 8 e intercambia calor con el aire. Después, fluye también a través de la válvula de cuatro vías 63 al termointercambiador 9 donde se absorbe calor y vuelve al motor 1. Además, si la carga del termointercambiador de compartimiento 8 es pequeña, la cantidad o caudal del agua de refrigeración suministrada a la bomba 62 se puede limitar por la válvula de tres vías 61, de manera que una mayor cantidad de agua de refrigeración vuelve a través de la válvula de cuatro vías 63 y la válvula de retención 65 al motor 1. La cantidad de agua refrigerante que fluye a través de la bomba 62 es estabilizada por una función de derivación, como se ha mencionado anteriormente.

Claims (10)

1. Un conjunto de radiador de un vehículo que tiene un motor refrigerado por agua como una fuente de calor de dicho conjunto de radiador, incluyendo
unos medios termointercambiadores (8) para calentar el compartimiento del vehículo por intercambio térmico entre el agua de refrigeración del motor (1) y aire, y
unos medios exotérmicos para calentar el agua de refrigeración,
donde dichos medios exotérmicos incluyen unos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico y en el lado situado hacia arriba de dichos medios termointercambiadores (8) y al menos un elemento Peltier (10) que tiene una superficie exotérmica adherida a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico,
unos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico adheridos a una superficie endotérmica de dicho elemento Peltier,
estando dispuestos dichos medios termointercambiadores (9) en el lado situado hacia abajo de dichos medios termointercambiadores (8) para absorber calor del agua de refrigeración en un conducto de retorno al motor (1).
2. Conjunto de radiador según la reivindicación 1,
donde se ha dispuesto una bomba (31, 62) para hacer circular agua refrigerante a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico, y
una válvula de cuatro vías 32) para ser conmutada entre una primera posición de conmutación y una segunda posición de conmutación, dirigiendo dicha válvula de cuatro vías 32) en dicha primera posición de conmutación el agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) para calefacción a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico, mientras que el agua de refrigeración que sale de dicho motor (1) se dirige mediante dichos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico de nuevo al motor (1), y
dicha válvula de cuatro vías 32) en dicha segunda posición de conmutación dirige el agua de refrigeración que sale de dicho motor (1) a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico, mientras que el agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) para calefacción se dirige mediante dichos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico de nuevo a dicho motor (1).
3. Conjunto de radiador según la reivindicación 2, donde dicha válvula de cuatro vías 32) se conmuta a dicha primera posición de conmutación cuando la temperatura del agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) para calefacción es más alta que la temperatura del agua de refrigeración que sale de dicho motor (1), y se conmuta a dicha segunda posición de conmutación cuando la temperatura del agua de refrigeración que sale del motor (1) es más alta que la temperatura del agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) para calefacción.
4. Conjunto de radiador según la reivindicación 2, donde una válvula de retención (52) está dispuesta entre un orificio de salida del motor y un orificio de entrada de un radiador de motor (4) para enfriar el agua de refrigeración de dicho motor (1), permitiendo dicha válvula de retención (52) un flujo solamente en la dirección desde dicho motor a dicho radiador de motor (4).
5. Conjunto de radiador según la reivindicación 2, donde se ha dispuesto una bomba de agua refrigerante (51) para hacer circular agua de refrigeración a través de dichos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico y dicho motor (1) en dicha primera posición de conmutación de dicha válvula de cuatro vías 32).
6. Conjunto de radiador según la reivindicación 1,
donde se ha dispuesto una bomba de agua refrigerante (31, 62) para hacer circular agua de refrigeración a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico, y
una válvula de tres vías (61) que tiene un orificio de entrada y orificios de salida primero y segundo, estando conectado dicho orificio de entrada a un orificio de salida de dicho motor (1), bifurcando dicho primer y segundo orificio de salida los flujos de agua refrigerante, y estando conectado dicho primer orificio de salida a dichos medios termointercambiadores (7) en el lado exotérmico, y
una válvula de retención (64) hacia abajo de dicho primer orificio de salida de dicha válvula de tres vías (61) y en un conducto de derivación que se extiende hacia un conducto de retorno a dicho motor, permitiendo dicha válvula de retención (64) un flujo hacia dicho orificio de salida de dicha válvula de tres vías (61), y
una válvula de cuatro vías 62) entre la salida de dichos medios de intercambio térmico (8) para calentamiento y pudiendo conmutarse dicho segundo orificio de salida de dicha válvula de tres vías (60) entre una primera posición de conmutación y una segunda posición de conmutación, dirigiendo dicha válvula de cuatro vías (62) en la primera posición de conmutación el agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) mediante dicha válvula de retención (64) hacia dicho primer orificio de salida de dicha válvula de tres vías (61) y el agua de refrigeración de dicho segundo orificio de salida de dicha válvula de tres vías (61) a través de dichos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico además a dicho motor en un circuito cerrado, y dirigiendo dicha válvula de cuatro vías (62) en la segunda posición de conmutación agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) a través de dichos medios termointercambiadores (9) en el lado endotérmico y además a dicho motor (1) en un circuito cerrado.
7. Conjunto de radiador según la reivindicación 6, donde dicha válvula de cuatro vías 63) se conmuta a dicha primera posición de conmutación cuando la temperatura del agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8) para calefacción es más alta que la temperatura del agua de refrigeración de dicho motor (1), y se conmuta a dicha segunda posición de conmutación cuando la temperatura del agua de refrigeración del motor es más alta que la temperatura del agua de refrigeración que sale de dichos medios termointercambiadores (8).
8. Conjunto de radiador según la reivindicación 6, donde una segunda válvula de retención (65) está dispuesta entre dicha válvula de cuatro vías (63) y una línea de retorno a dicho motor (1) en un conducto de derivación entre dicho segundo orificio de salida de dicha válvula de tres vías (61) y dicho conducto de retorno a dicho motor (1), permitiendo dicha segunda válvula de retención (65) un flujo hacia dicho motor solamente.
9. Un conjunto de radiador para un vehículo movido por motor refrigerado por agua, incluyendo un circuito de calentamiento que tiene al menos un termointercambiador de compartimiento (8) en serie con un termointercambiador auxiliar (7) y unos medios de calentamiento eléctrico asociados con dicho termointercambiador auxiliar (7),
donde dichos medios de calentamiento eléctrico están constituidos por al menos un elemento Peltier (10), estando intercalado dicho elemento Peltier (10) mediante respectivas conexiones de transferencia de calor entre dicho termointercambiador auxiliar (7) y un termointercambiador adicional (9), estando dispuesto dicho termointercambiador auxiliar (7) en un lado exotérmico y estando dispuesto dicho termointercambiador adicional (9) en un lado endotérmico de dicho elemento Peltier (10), instalándose dicho termointercambiador auxiliar (7) hacia arriba de dicho termointercambiador de compartimiento (8).
10. Conjunto de radiador según la reivindicación 9, donde se ha dispuesto al menos una válvula de conmutación multivías (32, 63) dentro de dicho circuito de calentamiento, conectando la salida situada hacia abajo de dicho termointercambiador de compartimiento (8) mediante dicho termointercambiador adicional (9) a la entrada de agua de refrigeración del motor (1) y conectando simultáneamente dicho termointercambiador auxiliar (7) al orificio de salida de agua refrigerante del motor (1) o conectando el orificio de salida del motor (1) mediante dicho termointercambiador adicional (9) al orificio de entrada del motor y simultáneamente dicho termointercambiador auxiliar (7) a la salida situada hacia abajo de dicho termointercambiador de compartimiento (8).
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