SE524873C2

SE524873C2 - Heating device for use in motor vehicle, comprises electric heating element and fuel combustion chamber

Info

Publication number: SE524873C2
Application number: SE0201616A
Authority: SE
Inventors: Torbjoern Skaanberg
Original assignee: Calix Automotive Ab
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-10-19
Also published as: SE0201616L; SE0201616D0

Abstract

A first heater (3) for the fluid comprises an electric heating element (5) and a second heater (7) comprises a combustion chamber (9) in which fuel is burnt.

Description

»anus 10 15 20 25 30 35 524 875 ~ ~ » . . > . . « .. är att värmeelementet kräver mycket elenergi, varvid elenergin i princip måste komma från en extern källa såsom från en utom- huskontakt eller en parkeringsstolpe med ett eluttag. Därmed krävs det att fordonet parkeras i närheten av en utomhuskontakt för att fordonet skall kunna få tillgång till tillräckliga mängder med elenergi för att värma fluiden och andra delar av fordonet. »Anus 10 15 20 25 30 35 524 875 ~ ~». . >. . «.. is that the heating element requires a lot of electrical energy, whereby the electrical energy must in principle come from an external source such as from an outdoor socket or a parking pole with an electrical outlet. Thus, it is required that the vehicle be parked in the vicinity of an outdoor contact in order for the vehicle to have access to sufficient amounts of electrical energy to heat the fluid and other parts of the vehicle.

Det elektriska värmeelementet kan således inte användas vid de tillfällen fordonet är parkerat på en plats utan tillgång till el. Ej heller kan anordningen användas under färd då spänningen från fordonets batteri i allmänhet är för låg. Detta är ett problem ex- empelvis i moderna fordon med miljövänliga motorer med låg ef- fektutveckling och hög verkningsgrad, i vilka fordon motorns spillvärme inte räcker till för att värma luften i kupén vid stark kyla.The electric heating element can thus not be used when the vehicle is parked in a place without access to electricity. Nor can the device be used while driving as the voltage from the vehicle's battery is generally too low. This is a problem, for example, in modern vehicles with environmentally friendly engines with low power development and high efficiency, in which vehicles the engine's waste heat is not sufficient to heat the air in the passenger compartment during severe cold.

Ytterligare ett exempel på en uppvärmningsanordning för att värma ett fordons kylarvatten är en bränslebrännare. En bränsle- brännare är inrättad att förbränna bränsle, exempelvis bensin, från fordonets bränsletank, varvid värme alstras under förbrän- ningen. Ett problem med en sådan bränslebrännare är att miljö- farliga och hälsovådliga avgaser bildas under förbränningen.Another example of a heating device for heating a vehicle's radiator water is a fuel burner. A fuel burner is arranged to burn fuel, for example petrol, from the vehicle's fuel tank, whereby heat is generated during combustion. A problem with such a fuel burner is that environmentally hazardous and hazardous exhaust gases are formed during combustion.

Därmed blir det ointressant att använda en sådan uppvärmnings- anordning exempelvis för att värma en motor vid kallstart i syfte att minska emissionen av skadliga ämnen från motorn eftersom de skadliga ämnena istället avges av bränslebrännaren. Eftersom bränslebrännare dessutom ofta är små blir förbränningen i en bränslebrännare ineffektiv och ofullständig, varvid andelen skad- liga ämnen i avgaserna ökar ytterligare jämfört med i den ordina- rie motorn. Därför används bränslebrännare främst för att värma luften i fordonets kupé. Därtill tenderar bränslebrännare att täp- pas igen av bränslerester och av sot, varvid bränslebrännarna mäste bytas ut eller rengöras noggrant efter ungefär ett år.Thus, it becomes uninteresting to use such a heating device, for example, to heat an engine during a cold start in order to reduce the emission of harmful substances from the engine, since the harmful substances are emitted by the fuel burner instead. In addition, since fuel burners are often small, the combustion in a fuel burner becomes inefficient and incomplete, whereby the proportion of harmful substances in the exhaust gases increases further compared with in the ordinary engine. Therefore, fuel burners are mainly used to heat the air in the vehicle's passenger compartment. In addition, fuel burners tend to become clogged with fuel residues and soot, with fuel burners having to be replaced or thoroughly cleaned after about a year.

Ytterligare ett problem med de ovan beskrivna uppvärmningsan- ordningarna är att de endast kan producera en begränsad mängd energi vilket inte alltid räcker till för att värma fordonets kylar- vatten och andra delar av fordonet ordentligt. Exempelvis vid ex- unna: 10 15 20 25 30 35 ~. ... ' 524 875 trem kyla eller när fordonet mycket snart skall användas så kan den i uppvärmningsanordningarna utvecklade effekten vara för liten.Another problem with the heating devices described above is that they can only produce a limited amount of energy, which is not always sufficient to heat the vehicle's coolant water and other parts of the vehicle properly. For example, for example: 10 15 20 25 30 35 ~. ... '524 875 trem of cold or when the vehicle is to be used very soon, the power developed in the heating devices may be too small.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att anvisa en anordning som lätt kan anpassas efter olika situationer och förut- sättningar och olika uppvärmningsbehov.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device which can be easily adapted to different situations and conditions and different heating needs.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis beskrivna anord- ningen som kännetecknas av att anordningen vidare innefattar ett andra medel för uppvärmning av nämnda fluid, vilket andra uppvärmningsmedel innefattar en förbränningskammare inrättad att förbränna ett bränsle och att därigenom alstra värme. Därmed kan anordningen enkelt anpassas till olika situationer och förut- sättningar genom växling mellan de bägge medlen för uppvärm- ning. Exempelvis kan fluiden uppvärmas med det första medlet för uppvärmning när elektrisk energi finns tillgängligt och med det andra medlet för uppvärmning när elektrisk energi inte finns tillgängligt. Likaså kan fluiden upphettas med båda medlen för uppvärmning när ett stort uppvärmningsbehov föreligger. Likaså kan fluiden värmas av det andra medlet för uppvärmning även under fordonets färd.This object is achieved with the device described in the introduction, which is characterized in that the device further comprises a second means for heating said fluid, which second heating means comprises a combustion chamber arranged to burn a fuel and thereby to generate heat. Thus, the device can be easily adapted to different situations and conditions by switching between the two means for heating. For example, the fluid may be heated with the first means for heating when electrical energy is available and with the second means for heating when electrical energy is not available. Likewise, the fluid can be heated with both means for heating when there is a great need for heating. Likewise, the fluid can be heated by the second means for heating also during the travel of the vehicle.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda förbränningskammare en katalysator inrättad att kataly- tiskt förbränna nämnda bränsle. Därmed uppnås en mer fullstän- dig förbränning av bränslet varvid emissionen av skadliga ämnen minskar och anordningen blir mer miljövänlig. Vidare kan för- bränningen ske vid en lägre temperatur och med en lägre effekt än när förbränningen sker utan katalysator. Med en katalysator krävs dessutom mindre bränsle för att förbränningen skall fortgå varvid bränsleåtgången minskar exempelvis när fluiden endast behöver upphettas lite grand. Därtill kan en större mängd luft re- lativt bränslemängden tillsättas bränsleblandningen utan att för- bränningen riskerar att upphöra, vilket gör att förbränningens ef- nan-a 10 15 20 25 30 35 524 873 fektivitet ifråga om förbränningsgraden av bränslet ökar. Likaså minskar mängden sotpartik|ar varvid risken för igensättning av det andra uppvärmningsmedlet minskar.According to a preferred embodiment of the invention, said combustion chamber comprises a catalyst arranged to catalytically burn said fuel. This achieves a more complete combustion of the fuel, whereby the emission of harmful substances is reduced and the device becomes more environmentally friendly. Furthermore, the combustion can take place at a lower temperature and with a lower power than when the combustion takes place without a catalyst. With a catalyst, less fuel is also required for the combustion to continue, whereby the fuel consumption decreases, for example when the fluid only needs to be heated a little. In addition, a larger amount of air relative to the amount of fuel can be added to the fuel mixture without the risk of the combustion ceasing, which increases the efficiency of the combustion in terms of the degree of combustion of the fuel. Likewise, the amount of soot particles decreases, thereby reducing the risk of clogging of the second heating means.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda första och andra uppvärmningsmedel anordnade i direkt anslutning till varandra. Därmed blir anordningen mer kompakt och tar mindre plats. Detta är viktigt eftersom utrymmet för kom- ponenter i fordon såsom exempelvis en bil ofta är minimalt.According to a further preferred embodiment of the invention, said first and second heating means are arranged in direct connection to each other. This makes the device more compact and takes up less space. This is important because the space for components in vehicles such as a car is often minimal.

Dessutom kan uppvärmningsmedlen dra nytta av varandra vid uppvärmningen av fluiden. Exempelvis kan förbränningskamma- ren värmas av det första uppvärmningsmedlet i början av en upp- värmningscykel om bägge uppvärmningsmedlen används, varvid förbränningskammarens arbetstemperatur snabbare erhålls vilket snabbare ger en effektiv förbränning.In addition, the heating means can benefit from each other in heating the fluid. For example, the combustion chamber can be heated by the first heating means at the beginning of a heating cycle if both heating means are used, whereby the working temperature of the combustion chamber is obtained more quickly, which gives an efficient combustion.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen en fluidledare som är skild från förbrän- ningskammaren och som är inrättad att leda nämnda fluid, varvid fluidledaren står i termisk kontakt med förbränningskammaren.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises a fluid conductor which is separate from the combustion chamber and which is arranged to conduct said fluid, the fluid conductor being in thermal contact with the combustion chamber.

Företrädesvis innefattar anordningen en värmeväxlare inrättad mellan fluidledaren och förbränningskammaren. Därmed överförs värme till fluidledaren och fluiden på ett effektivt sätt. Att fluidle- daren är skild från förbränningskammaren innebär att fluiden i sig inte ingår i förbränningsprocessen eller exponeras för bränsle- blandningen, förbränningsprocessen eller avgaserna från för- bränningen. Detta gör att fluiden kan cirkulera i fordonet utan att fluidens sammansättning påverkas. Däremot kan fluidledaren i sig vara inrättad intill eller passera genom förbränningskamma- ren.Preferably, the device comprises a heat exchanger arranged between the fluid conductor and the combustion chamber. Thus, heat is transferred to the fluid conductor and the fluid in an efficient manner. The fact that the fluid conductor is separate from the combustion chamber means that the fluid itself is not part of the combustion process or is exposed to the fuel mixture, the combustion process or the exhaust gases from the combustion. This allows the fluid to circulate in the vehicle without affecting the composition of the fluid. On the other hand, the fluid conductor itself can be arranged next to or pass through the combustion chamber.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen en fluidledare som är inrättad att leda nämnda fluid, varvid nämnda elektriska upphettningselement är inrättat inuti fluidledaren. Därmed värms fluiden direkt av det för- sta uppvärmningsmedlet varvid värmeenergin effektivt överförs till fluiden från uppvärmningsmedlet. Vidare minskar värmeför- anna; 10 15 20 25 30 35 524 875 lusterna från det elektriska värmeelementet till omgivningen i och med att fluiden omger värmeelementet.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises a fluid conductor which is arranged to conduct said fluid, said electric heating element being arranged inside the fluid conductor. Thus, the fluid is heated directly by the first heating means, whereby the heat energy is efficiently transferred to the fluid from the heating means. Furthermore, the heat dissipation decreases; 10 15 20 25 30 35 524 875 the luster from the electric heating element to the environment in that the fluid surrounds the heating element.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen en fluidledare som är inrättad att leda nämnda fluid och nämnda andra upphettningsmedel innefattar en avgasledare inrättad att leda bort avgaser från nämnda förbrän- ningskammare, varvid nämnda fluidledare är inrättad i termisk kontakt med avgasledaren. Därmed överförs även värme som finns i avgaserna till fluiden.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises a fluid conductor arranged to conduct said fluid and said second heating means comprises an exhaust conductor arranged to dissipate exhaust gases from said combustion chamber, said fluid conductor being arranged in thermal contact with the exhaust conductor. Thus, heat contained in the exhaust gases is also transferred to the fluid.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda avgasledare inrättad att åtminstone delvis omsluta ett avsnitt av nämnda fluidledare, varvid nämnda elektriska upp- värmningselement är inrättat i nämnda avsnitt av fluidledaren.According to a further preferred embodiment of the invention, said exhaust conductor is arranged to at least partially enclose a section of said fluid conductor, said electric heating element being arranged in said section of the fluid conductor.

Därmed åstadkommes en mycket kompakt och utrymmesbespa- rande utformning av anordningen. Vidare gör en sådan utform- ning att de båda upphettningsmedlen samverkar med varandra på ett effektivt sätt.This results in a very compact and space-saving design of the device. Furthermore, such a design means that the two heating means cooperate with each other in an efficient manner.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är anordningen inrättad på så sätt att det är möjligt att upphetta nämnda fluid med både det första och det andra uppvärmnings- medlet samtidigt. Därmed kan fluiden upphettas med en större effekt än om endast ett uppvärmningsmedel används vid upp- värmningen varvid upphettningen av fluiden går snabbare.According to a further preferred embodiment of the invention, the device is arranged in such a way that it is possible to heat said fluid with both the first and the second heating means simultaneously. Thus, the fluid can be heated with a greater effect than if only one heating means is used in the heating, whereby the heating of the fluid is faster.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är anordningen inrättad på så sätt att det är möjligt att upphetta nämnda fluid med det första och det andra uppvärmningsmedlet var för sig. Därmed kan fluiden upphettas med användandet av endast ett energislag när uppvärmningen ej behöver ske snabbt.According to a further preferred embodiment of the invention, the device is arranged in such a way that it is possible to heat said fluid with the first and the second heating means separately. Thus, the fluid can be heated with the use of only one type of energy when the heating does not have to take place quickly.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen medel för styrning av uppvärmningsmedlen, varvid styrmedlet är inrättat att styra uppvärmningen i beroende av tillgången på elektrisk energi. Företrädesvis styrs anordningen ons-n 10 15 20 25 30 35 524 873 , . . . . - ~ ~ < " även i beroende av tillgången på bränsle. Företrädesvis är nämnda styrmedel inrättat att styra upphettningen av fluiden på så sätt att fluiden upphettas åtminstone med nämnda första upp- värmningsmedel när tillräckligt med elektrisk energi finns till- gängligt och med nämnda andra uppvärmningsmedel när tillräck- ligt med elektrisk energi inte finns tillgängligt. Därmed blir upp- hettningen av fluiden miljövänligare eftersom miljövänlig elektrisk energi används i första hand till uppvärmningen. Företrädesvis innefattar anordningen vidare ett medel för manuell styrning av anordningen, varvid en användare kan styra anordningen utan att behöva anlita styrmedlet. Med termen tillräckligt med elektrisk energi avses att tillgången på elektrisk energi är så pass god att användandet av energin till uppvärmningen ej påverkar energi- tillförseln till en annan viktigare funktion på ett sådant sätt att funktionen ej kan utföras.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises means for controlling the heating means, wherein the control means is arranged to control the heating in dependence on the availability of electrical energy. Preferably, the device is controlled on Wed-n 10 15 20 25 30 35 524 873,. . . . - ~ ~ <"also depending on the availability of fuel. Preferably, said control means is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated at least with said first heating means when sufficient electrical energy is available and with said second heating means. when sufficient electrical energy is not available, thus the heating of the fluid becomes more environmentally friendly because environmentally friendly electrical energy is used primarily for heating.If preferably, the device further comprises a means for manually controlling the device, whereby a user can control the device without The term sufficient electrical energy means that the supply of electrical energy is so good that the use of the energy for heating does not affect the energy supply to another more important function in such a way that the function cannot be performed.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen medel för styrning av uppvärmningsmedlen, varvid styrmedlet är inrättat att mottaga information om tempe- raturen i fordonets omgivning och att styra uppvärmningsmedlen med hänsyn till omgivningens temperatur. Eftersom omgivning- ens temperatur påverkar både den initiala temperaturen hos for- donets olika delar och värmetransporten ifrån fordonets delar till omgivningen efter att uppvärmningen påbörjats påverkar omgiv- ningens temperatur fluidens uppvärmningsbehov. Därmed är det fördelaktigt om hänsyn tas till omgivningens temperatur vid styr- ningen av anordningen. Företrädesvis är styrmedlet inrättat att styra uppvärmningen av fluiden på så sätt att fluiden upphettas med både det första och det andra uppvärmningsmedlet samtidigt när temperaturen i fordonets omgivning är lägre än en viss gränstemperatur och när elektrisk energi finns tillgängligt. Där- med tillgodoses att en tillräcklig effekt och tillräckligt med energi tillförs fluiden under upphettningen.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises means for controlling the heating means, wherein the control means is arranged to receive information about the temperature in the surroundings of the vehicle and to control the heating means with regard to the ambient temperature. Since the ambient temperature affects both the initial temperature of the different parts of the vehicle and the heat transport from the parts of the vehicle to the surroundings after the heating has started, the ambient temperature affects the heating needs of the fluid. Thus, it is advantageous if the ambient temperature is taken into account when controlling the device. Preferably, the control means is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated with both the first and the second heating means at the same time when the temperature in the environment of the vehicle is lower than a certain limit temperature and when electrical energy is available. This ensures that a sufficient effect and sufficient energy is supplied to the fluid during heating.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar anordningen medel för styrning av uppvärmningsmedlen och ett inmatningsorgan inrättat för inmatning av åtminstone en unna- nu... 10 15 20 25 30 35 524 8275 preferens, varvid styrmedlet är inrättat att styra uppvärmnings- medlen i beroende av nämnda inmatade preferens. Därmed kan en förare av fordonet mata in sina önskemål avseende uppvärm- ningen.According to a further preferred embodiment of the invention, the device comprises means for controlling the heating means and an input means arranged for inputting at least one current ... 10 15 20 25 30 35 524 8275 preference, wherein the control means is arranged to control the heating means depending on said input preference. Thus, a driver of the vehicle can enter his wishes regarding the heating.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda inmatningsorgan inrättat på så sätt att nämnda preferens är fordonets avfärdstid, varvid nämnda styrmedel är inrättat att styra uppvärmningen av nämnda fluid i beroende av den inmata- de avfärdstiden. Företrädesvis styrs uppvärmningen även i bero- ende av temperaturen i fordonets omgivning, temperaturen hos fordonet och i beroende av energitillgàngen. Företrädesvis inne- fattar nämnda preferens även nämnda gränstemperatur. Därmed styrs uppvärmningen i beroende av hur mycket energi som behö- ver överföras till fordonet under en tidsenhet för att fordonet skall hinna värmas tillräckligt innan avfärd.According to a further preferred embodiment of the invention, said feeding means are arranged in such a way that said preference is the departure time of the vehicle, said control means being arranged to control the heating of said fluid in dependence on the entered departure time. Preferably, the heating is also controlled depending on the temperature in the vehicle's surroundings, the temperature of the vehicle and depending on the energy supply. Preferably, said preference also includes said limit temperature. Thus, the heating is controlled depending on how much energy needs to be transferred to the vehicle during a unit of time in order for the vehicle to have time to heat up sufficiently before departure.

Ytterligare ett ändamål med den föreliggande uppfinningen är att anvisa ett förfarande för styrning av anordningen.A further object of the present invention is to provide a method for controlling the device.

Detta ändamål uppnås med det inledningsvis beskrivna förfaran- det som kännetecknas av att anordningen styrs i beroende av en eller flera parametrar. Företrädesvis styrs anordningen på så sätt att anordningens första och andra uppvärmningsmedel aktiveras eller inaktiveras var för sig. Därmed uppnås en situationsanpas- sad och förutsättningsanpassad styrning av anordningen som tillåter uppvärmning av fluiden antingen med båda upphettnings- medlen samtidigt eller med endast ett av dem.This object is achieved with the procedure described in the introduction, which is characterized in that the device is controlled in dependence on one or more parameters. Preferably, the device is controlled in such a way that the first and second heating means of the device are activated or deactivated separately. This achieves a situation-adapted and condition-adapted control of the device which allows heating of the fluid either with both heating means at the same time or with only one of them.

Enligt en föredragen utföringsform av förfarandet är åtminstone en av nämnda parametrar tillgången på elektrisk energi, varvid anordningen styrs i beroende av tillgången på elektrisk energi.According to a preferred embodiment of the method, at least one of said parameters is the supply of electrical energy, the device being controlled in dependence on the supply of electrical energy.

Företrädesvis styrs anordningen på så sätt att fluiden upphettas med det första medlet för uppvärmning när tillgången pà elektrisk energi är större än ett visst gränsvärde och fluiden upphettas med det andra medlet för uppvärmning när tillgången på elektrisk energi är mindre än nämnda gränsvärde. Därmed blir uppvärm- »an-n 10 15 20 25 30 35 ningen av fluiden miljövänligare eftersom elektrisk energi an- vänds i första hand till uppvärmningen.Preferably, the device is controlled so that the fluid is heated with the first means for heating when the supply of electrical energy is greater than a certain limit value and the fluid is heated with the second means for heating when the supply of electric energy is less than said limit value. This makes the heating of the fluid more environmentally friendly, since electrical energy is used primarily for heating.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet är åtminstone en av nämnda parametrar fluidens uppvärmningsbe- hov, varvid anordningen styrs i beroende av fluidens uppvärm- ningsbehov. Företrädesvis styrs anordningen på så sätt att flui- den upphettas med både det första och det andra uppvärm- ningsmedlet när fluidens uppvärmningsbehov överstiger ett visst uppvärmningsbehov och när tillgången på elektrisk energi över- stiger nämnda gränsvärde. Därmed tillgodoses att fluiden erhål- ler tillräckligt med värmeenergi för att nå önskad temperatur och för att önskat resultat avseende andra delar av fordonet skall nås.According to a further preferred embodiment of the method, at least one of said parameters is the heating need of the fluid, the device being controlled in dependence on the heating need of the fluid. Preferably, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first and the second heating means when the heating need of the fluid exceeds a certain heating need and when the supply of electrical energy exceeds said limit value. This ensures that the fluid receives sufficient heat energy to reach the desired temperature and for the desired result regarding other parts of the vehicle to be achieved.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet är åtminstone en av nämnda parametrar den tid som finns tillgänglig för uppvärmningen, varvid anordningen styrs i beroende av den tid som finns tillgänglig för uppvärmningen. Företrädesvis styrs anordningen på så sätt att fluiden upphettas med både det första och det andra uppvärmningsmedlet när tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen understiger en viss tillgänglig tid och när till- gången på elektrisk energi överstiger nämnda gränsvärde. Där- med värms fluiden kraftigt och med hög effekt av båda uppvärm- ningsmedlen när tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen är kort.According to a further preferred embodiment of the method, at least one of said parameters is the time available for the heating, the device being controlled depending on the time available for the heating. Preferably, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first and the second heating means when the time available for the heating is less than a certain available time and when the supply of electrical energy exceeds said limit value. Thus, the fluid is heated strongly and with high power by both heating means when the time available for the heating is short.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet är åtminstone en av nämnda parametrar omgivningens temperatur, varvid anordningen styrs i beroende av omgivningens temperatur.According to a further preferred embodiment of the method, at least one of said parameters is the ambient temperature, the device being controlled in dependence on the ambient temperature.

Företrädesvis styrs anordningen på så sätt att fluiden upphettas med både det första och det andra uppvärmningsmedlet när om- givningens temperatur är lägre än en viss temperatur och när till- gången på elektrisk energi överstiger nämnda gränsvärde. Där- med värms fluiden kraftigt och med hög effekt av båda uppvärm- ningsmedlen när omgivningens temperatur är låg och uppvärm- ningsbehovet är stort. .musa un... 10 15 20 25 30 35 524 873 Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet ma- tas en av nämnda parametrar in av en användare varvid para- metern innefattar information om ett val mellan att prioritera bränsleekonomi och att prioritera värmekomfort. Detta är fördel- aktigt exempelvis om användaren inte vill förorsaka miljöförstö- rande utsläpp i onödan eller vill spara pâ bränsle varvid använ- daren väljer bränsleekonomi varvid främst elektrisk energi nyttjas vid uppvärmningen. Alternativt när det är mycket kallt eller när användare vill ha en mycket snabb uppvärmning prioriterar an- vändaren värmekomfort varvid båda upphettningsmedlen eller endast det andra upphettningsmedlet används vid uppvärmning- en. Företrädesvis finns även ett neutralläge där valet av energi- källa sker automatiskt enligt de tidigare beskrivna utföringsfor- merna av förfarandet.Preferably, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first and the second heating means when the ambient temperature is lower than a certain temperature and when the supply of electrical energy exceeds said limit value. Thus, the fluid is heated strongly and with high power by both heating means when the ambient temperature is low and the heating need is great. .muse un ... 10 15 20 25 30 35 524 873 According to a further preferred embodiment of the method, one of said parameters is input by a user, the parameter comprising information on a choice between prioritizing fuel economy and prioritizing thermal comfort. This is advantageous, for example, if the user does not want to cause environmentally damaging emissions unnecessarily or wants to save fuel, whereby the user chooses fuel economy, whereby mainly electrical energy is used for heating. Alternatively, when it is very cold or when users want a very fast heating, the user prioritises thermal comfort, whereby both heating means or only the other heating means are used in the heating. Preferably, there is also a neutral mode where the selection of energy source takes place automatically according to the previously described embodiments of the procedure.

FIGURBESKRIVNING Figur1 visar en utföringsform av en uppvärmningsanordning enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF FIGURES Figure 1 shows an embodiment of a heating device according to the invention.

Figur 2 visar ytterligare en utföringsform av en uppvärmnings- anordning enligt uppfinningen.Figure 2 shows a further embodiment of a heating device according to the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER I fig. 1 visas en anordning som är avsedd att inrättas i ett fordon och som innefattar en fluidledare 1 inrättad att leda en fluid hos fordonet genom anordningen, varvid anordningen är inrättad att upphetta fluiden. Anordningen innefattar för detta ändamål ett första medel 3 för uppvärmning av fluiden. Det första uppvärm- ningsmedlet 3 innefattar ett elektriskt värmeelement 5 som är in- rättat att alstra värme när en ström flyter genom värmeelementet 5. Anordningen innefattar vidare ett andra medel för uppvärmning 7. Det andra uppvärmningsmedlet 7 innefattar en förbrännings- kammare 9 inrättad att förbränna ett bränsle och att därigenom alstra värme. nan-u can.- 10 15 20 25 30 35 524 873 , , . . ~ . ~ » * I' 10 Det elektriska värmeelementet 5 innefattar en resistiv tråd som omges av ett hölje. När en ström tillåts flyta genom den resistiva träden alstras värmeenergi i tråden. Den del av det elektriska värmeelementet 5 som innefattar den resistiva tråden är utformad som en làngsträckt spiral. Vidare är den spiralformade delen av det elektriska värmeelementet placerad inuti fluidledaren 1. Där- med tillåts fluiden att strömma runt den spiralformade delen av det elektriska värmeelementet 5 varvid fluiden har direktkontakt med det elektriska värmeelementet 5. Värmen som alstras av det elektriska värmeelementet 5 när en ström tillåts flyta genom vär- meelementet 5 transporteras till fluiden genom värmeledning. Det elektriska värmeelementet 5 innefattar en strömöverförande del som är inrättad att utskjuta från ena änden av värmeelementets 5 spiralformade del. Den strömöverförande delen är inrättad att passera genom en öppning i fluidledarens vägg, varvid den strömöverförande delen är inrättad att mottaga elektrisk ström från en extern energikälla och överföra den elektriska strömmen till den resistiva tråden.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Fig. 1 shows a device which is intended to be arranged in a vehicle and which comprises a fluid conductor 1 arranged to direct a fluid of the vehicle through the device, the device being arranged to heat the fluid. The device comprises for this purpose a first means 3 for heating the fluid. The first heating means 3 comprises an electric heating element 5 which is arranged to generate heat when a current flows through the heating element 5. The device further comprises a second means for heating 7. The second heating means 7 comprises a combustion chamber 9 arranged to burn a fuel and thereby generate heat. nan-u can.- 10 15 20 25 30 35 524 873,,. . ~. The electric heating element 5 comprises a resistive wire surrounded by a housing. When a current is allowed to flow through the resistive wire, heat energy is generated in the wire. The part of the electric heating element 5 which comprises the resistive wire is designed as an elongated spiral. Furthermore, the helical part of the electric heating element is placed inside the fluid conductor 1. Thereby the fluid is allowed to flow around the helical part of the electric heating element 5, the fluid having direct contact with the electric heating element 5. The heat generated by the electric heating element 5 when a current is allowed to flow through the heating element 5 is transported to the fluid by heat conduction. The electric heating element 5 comprises a current-transmitting part which is arranged to project from one end of the helical part of the heating element 5. The current transmitting part is arranged to pass through an opening in the wall of the fluid conductor, the current transmitting part being arranged to receive electric current from an external energy source and to transmit the electric current to the resistive wire.

Det andra uppvärmningsmedlet 7 innefattar en förbränningskam- mare 9 som innefattar ett antändningsrum 11 och ett katalysator- rum 13. Det andra uppvärmningsmedlet 7 innefattar vidare ett inlopp 15 inrättat att leda en bränsleblandning till förbrännings- rummet 9. I detta exempel är inloppet 15 inrättat att leda en blandning av luft och bränsle till antändningsrummet 11. Det andra medlet 7 för uppvärmning innefattar vidare en avgasledare 17 som är inrättad att bortföra avgaser från förbränningskamma- ren 9. lnloppet 15 innefattar ett luftinlopp 19 inrättat att införa luft till förbränningskammaren 9. I detta exempel åstadkommes luftflödet medelst en fläkt, men även andra metoder för att åstadkomma ett luftflöde kan användas. lnloppet 15 innefattar vidare en bränsle- insprutare 21 inrättad att införa bränsle till antändningsrummet 11. l detta exempel är bränsleinsprutaren 21 försedd med en bränslefördelare 23 inrättad att finfördela bränslet till små dropp- ar som fördelas i luften. Bränslefördelaren 23 är inrättad vä- ala-o un... 10 15 20 25 30 35 524 875 11 sentligen mitt i Iuftinloppets 19 anslutning till antändningsrummet 11, varvid den inströmmande luften införs runt om bränslet. Vida- re innefattar luftinloppet 19 turbulatorer 24 som är inrättade att styra och påverka Iuftflödet på så sätt luften förmàs att virvla.The second heating means 7 comprises a combustion chamber 9 which comprises an ignition chamber 11 and a catalyst chamber 13. The second heating means 7 further comprises an inlet 15 arranged to lead a fuel mixture to the combustion chamber 9. In this example the inlet 15 is arranged to directing a mixture of air and fuel to the ignition chamber 11. The second means 7 for heating further comprises an exhaust conductor 17 which is arranged to remove exhaust gases from the combustion chamber 9. The inlet 15 comprises an air inlet 19 arranged to introduce air to the combustion chamber 9. In this For example, the air flow is provided by means of a fan, but other methods for providing an air flow can also be used. The inlet 15 further comprises a fuel injector 21 arranged to introduce fuel into the ignition chamber 11. In this example, the fuel injector 21 is provided with a fuel distributor 23 arranged to atomize the fuel into droplets which are distributed in the air. The fuel distributor 23 is arranged substantially in the middle of the connection of the air inlet 19 to the ignition chamber 11, whereby the inflowing air is introduced around the fuel. Furthermore, the air inlet 19 comprises turbulators 24 which are arranged to control and influence the air flow in such a way that the air is caused to swirl.

Därmed underlättas fördelningen av bränslet i luften, varvid bränslet effektivt fördelas i den inströmmande luften. l detta ex- empel innefattar turbulatorerna 24 ledskenor inrättade att leda den inströmmande luften.This facilitates the distribution of the fuel in the air, whereby the fuel is efficiently distributed in the inflowing air. In this example, the turbulators include 24 guide rails arranged to direct the inflowing air.

Den genom inloppet 15 l antändningsrummet 11 införda bränsle- blandningen antänds i antändningsrummet 11 av ett glödstift 25.The fuel mixture introduced through the inlet 15 in the ignition chamber 11 is ignited in the ignition chamber 11 by a glow plug 25.

Alternativt antänds bränsleblandningen av redan antänd och så- ledes brinnande bränsleblandning. Bränsleblandningen kan även i ett annat exempel av uppfinningen antändas med någon annan känd metod. Det från inloppet 15 inströmmande flödet av bräns- leblandning trycker den i antändningsrummet brinnande bränsle- blandningen vidare genom förbränningskammaren 9 mot kataly- satorrummet 13.Alternatively, the fuel mixture is ignited by already ignited and thus burning fuel mixture. The fuel mixture can also be ignited in another example of the invention by any other known method. The flow of fuel mixture flowing in from the inlet 15 pushes the fuel mixture burning in the ignition chamber further through the combustion chamber 9 towards the catalyst chamber 13.

Katalysatorrummet 13 innefattar en katalysator 27. Katalysatorn 27 innefattar ett bärarmaterial som innefattar ett antal kanaler inrättade väsentligen parallella med bränsleblandningens flödes- riktning. Insidan av kanalernas yta är belagd med en beläggning som är försedd med ytförstorande gropar, förhöjningar och/eller raviner. På beläggningens yta är små partiklar av ett katalysa- tormaterial fästat. I detta exempel innefattar katalysatormateria- let metallerna platina och palladium. Dessa metaller är väl läm- pade för katalytisk förbränning, men även andra metaller är tänk- bara som katalysatormaterial.The catalyst chamber 13 comprises a catalyst 27. The catalyst 27 comprises a support material which comprises a number of channels arranged substantially parallel to the direction of flow of the fuel mixture. The inside of the surface of the channels is coated with a coating that is provided with surface-enlarging pits, elevations and / or ravines. Small particles of a catalyst material are attached to the surface of the coating. In this example, the catalyst material comprises the metals platinum and palladium. These metals are well suited for catalytic combustion, but other metals are also conceivable as catalyst materials.

Bränsleblandningen flödar på grund av övertrycket i antändnings- rummet 11 genom katalysatorn 27 och genom nämnda kanaler, varvid bränsleblandningen kommer i kontakt med beläggningen och katalysatormaterialet. När bränsleblandningen kommer i kontakt med katalysatormaterialet underlättas förbränningen av bränslet genom att bränslet reagerar med syret i luften. Kataly- satormaterialet underlättar förbränningen på så sätt att förbrän- :annu 10 15 20 25 30 35 524 875 - ~ - , . . . » Q s. 12 ningen kan fortgå trots att bränslekoncentrationen och tempera- turen i katalysatorn är låg. Företrädesvis är temperaturen mellan 1 ooo°c och 1 2oo°c.Due to the overpressure in the ignition chamber 11, the fuel mixture flows through the catalyst 27 and through said channels, the fuel mixture coming into contact with the coating and the catalyst material. When the fuel mixture comes into contact with the catalyst material, the combustion of the fuel is facilitated by the fuel reacting with the oxygen in the air. The catalyst material facilitates the combustion in such a way that it burns: annu 10 15 20 25 30 35 524 875 - ~ -,. . . »Q p. 12 can continue even though the fuel concentration and temperature in the catalyst are low. Preferably the temperature is between 120 ° C and 120 ° C.

Vid förbränningen av bränslet frigörs stora mängder värmeenergi.During the combustion of the fuel, large amounts of heat energy are released.

Värmeenergin lagras delvis i katalysatorn men en stor del av värmen sprids från katalysatorn till fluidledaren 1 och fluiden ge- nom värmeledning. För att underlätta överföringen av värme från det andra uppvärmningsmedlet 7 är fluidledaren 1 inrättad i ter- misk kontakt med det andra uppvärmningsmedlet 7. Vid förbrän- ningen omvandlas bränsleblandningen till avgaser. Avgaserna leds bort från katalysatorn genom nämnda avgasledare 17. Av- gasledningen 17 innefattar en värmeväxlare 29 inrättad inuti av- gasledaren 17. Värmeväxlaren 29 är inrättad att absorbera kvar- varande värme i avgaserna och att överföra det absorberade vär- met till fluidledaren 1 och fluiden genom värmeledning. Avgas- ledaren 17 är vidare inrättad att leda avgaserna ut i atmosfären efter passagen genom värmeväxlaren 29. lnloppet 15 och förbränningskammaren 9 är väsentligen cirkulär- cylindriskt utformade. Avgasledaren 17 är ansluten till förbrän- ningskammarens 9 ena kortsida. Även avgasledaren 17 är vä- sentligen cirkulärcylindriskt utformad. Vidare är avgasledaren 17 utformad på så sätt att ett hålrum bildas i mitten av avgasledaren 17. I fig. 1 visas ett första avsnitt 31 av fluidledaren 1. Det första avsnittet 31 är inskjutet i hålrummet i mitten av avgasledaren 17 sett från avgasledarens 17 utlopp till atmosfären. Det första av- snittet 31 är inrättat att leda kallt vatten in i anordningen i en riktning mot katalysatorrummet 13 och således i en motsatt rikt- ning relativt avgasflödet i avgasledaren 17. Det elektriska vär- meelementet 5 är inrättat inuti det första avsnittet 31 av fluidle- daren 1. Avgasledaren 17 är således inrättad att både omge det första avsnittet 31 av fluidledaren och det första medlet för upp- värmning 3.The heat energy is partly stored in the catalyst, but a large part of the heat is spread from the catalyst to the fluid conductor 1 and the fluid through heat conduction. To facilitate the transfer of heat from the second heating means 7, the fluid conductor 1 is arranged in thermal contact with the second heating means 7. During combustion, the fuel mixture is converted into exhaust gases. The exhaust gases are led away from the catalyst through said exhaust conductor 17. The exhaust line 17 comprises a heat exchanger 29 arranged inside the exhaust conductor 17. The heat exchanger 29 is arranged to absorb residual heat in the exhaust gases and to transfer the absorbed heat to the fluid conductor 1 and the fluid by heat conduction. The exhaust conductor 17 is further arranged to direct the exhaust gases into the atmosphere after the passage through the heat exchanger 29. The inlet 15 and the combustion chamber 9 are substantially circular-cylindrical in shape. The exhaust line 17 is connected to one short side of the combustion chamber 9. The exhaust conductor 17 is also substantially circular-cylindrically designed. Furthermore, the exhaust conductor 17 is designed in such a way that a cavity is formed in the middle of the exhaust conductor 17. Fig. 1 shows a first section 31 of the fluid conductor 1. The first section 31 is inserted into the cavity in the middle of the exhaust conductor 17 seen from the exhaust conductor 17 to the atmosphere. The first section 31 is arranged to lead cold water into the device in a direction towards the catalyst space 13 and thus in an opposite direction relative to the exhaust gas flow in the exhaust conductor 17. The electric heating element 5 is arranged inside the first section 31 of fluid The exhaust conductor 17 is thus arranged to surround both the first section 31 of the fluid conductor and the first means for heating 3.

I den ände av det första avsnittet 31 av fluidledaren som är in- rättad närmast katalysatorrummet 13, är fluidledaren inrättad att ococ~ 10 15 20 25 30 35 524 873 13 avböja och att övergå i ett andra avsnitt 33 av fluidledaren. Det andra avsnittet 33 av fluidledaren 1 är inrättat att leda fluiden tillbaka på utsidan av det första avsnittet 31 av fluidledaren i en riktning bort från katalysatorrummet 13. Fluidens flödesriktning i det andra avsnittet 33 av fluidledaren 31 är således väsentligen parallellt med avgasflödet i avgasledaren. Vidare är det andra avsnittet 33 av fluidledaren 1 inrättat att uppta resterande ut- rymme i hålrummet i avgasledaren 17. Vidare är fluidledaren 1 inrättad att anligga mot katalysatorrummet med den del, där det första 31 och det andra 33 avsnittet av fluidledaren möts. Det andra avsnittet 33 anligger således mot insidan av avgasledaren 17.At the end of the first section 31 of the fluid conductor which is arranged closest to the catalyst chamber 13, the fluid conductor is arranged to deflect and to merge into a second section 33 of the fluid conductor. The second section 33 of the fluid conductor 1 is arranged to direct the fluid back on the outside of the first section 31 of the fluid conductor in a direction away from the catalyst space 13. The flow direction of the fluid in the second section 33 of the fluid conductor 31 is thus substantially parallel to the exhaust gas flow in the exhaust conductor. Furthermore, the second section 33 of the fluid conductor 1 is arranged to occupy the remaining space in the cavity in the exhaust conductor 17. Furthermore, the fluid conductor 1 is arranged to abut against the catalyst space with the part where the first 31 and the second 33 sections of the fluid conductor meet. The second section 33 thus abuts the inside of the exhaust conductor 17.

Det andra avsnittet 33 av fluidledaren 1 är inrättat att anligga mot avgasledarens 17 insida längs den del av avgasledaren 17 som innefattar nämnda värmeväxlare 29. Där värmeväxlaren 29 upp- hör är fluidledaren 1 inrättad att korsa avgasledaren 17 genom ett antal öppningar inrättade i avgasledaren 17, varvid fluidleda- ren 1 fortsätter i ett tredje avsnitt 35 av fluidledaren 1 på utsidan av avgasledaren 17. Det tredje avsnittet 35 av fluidledaren 1 är inrättat att sträcka sig på utsidan av avgasledaren 17 längs med avgasledarens 17 längd i en riktning mot katalysatorrummet 13.The second section 33 of the fluid conductor 1 is arranged to abut the inside of the exhaust conductor 17 along the part of the exhaust conductor 17 which comprises said heat exchanger 29. Where the heat exchanger 29 terminates, the fluid conductor 1 is arranged to cross the exhaust conductor 17 through a number of openings in the exhaust conductor 17. the fluid conductor 1 continuing in a third section 35 of the fluid conductor 1 on the outside of the exhaust conductor 17. The third section 35 of the fluid conductor 1 is arranged to extend on the outside of the exhaust conductor 17 along the length of the exhaust conductor 17 in a direction towards the catalyst chamber 13.

Det tredje avsnittet 35 av fluidledaren 1 är vidare inrättat att sträcka sig på utsidan av och längs med katalysatorrummets 13 längd. I änden av katalysatorrummet 13 är fluidledaren 1 inrättad att avvika från anordningen, varvid den nu varma fluiden leds vi- dare till fordonets reguljära fluidsystem.The third section 35 of the fluid conductor 1 is further arranged to extend on the outside of and along the length of the catalyst space 13. At the end of the catalyst space 13, the fluid conductor 1 is arranged to deviate from the device, the now hot fluid being passed on to the vehicle's regular fluid system.

Anordningen innefattar vidare ett isolerande lager 37 av ett vär- meisolerande material inrättat att täcka antändningsrummet 11, det tredje avsnittet av fluidledaren 1 och delar av avgasledaren 17. Det isolerande lagret 37 är inrättat att förhindra att värme transporteras till anordningens omgivning.The device further comprises an insulating layer 37 of a heat insulating material arranged to cover the ignition space 11, the third section of the fluid conductor 1 and parts of the exhaust conductor 17. The insulating layer 37 is arranged to prevent heat being transported to the surroundings of the device.

Anordningen är inrättad på så sätt att det är möjligt att upphetta nämnda fluid med både det första och det andra uppvärmnings- medlet samtidigt. Anordningen är vidare inrättad på så sätt att maa-a- ø--nu 10 15 20 25 30 35 524 873 14 det är möjligt att upphetta nämnda fluid med det första och det andra uppvärmningsmedlet var för sig. Vid upphettning av fluiden med endast det första upphettningsmedlet värms fluiden i fluidle- darens 1 första avsnitt 31 av det elektriska värmeelementet 5. I detta exempel är anordningen inrättad på så sätt att fluiden pas- serar genom hela anordningen inklusive fluidledarens 1 tredje avsnitt 35, trots att ingen upphettning sker i detta avsnitt. l ett annat exempel av uppfinningen kan anordningen innefatta venti- ler som stänger av fluidledarens tredje avsnitt när fluiden endast värms med det första medlet för uppvärmning.The device is arranged in such a way that it is possible to heat said fluid with both the first and the second heating means simultaneously. The device is further arranged in such a way that it is now possible to heat said fluid with the first and the second heating means separately. When heating the fluid with only the first heating means, the fluid in the first section 31 of the fluid conductor 1 is heated by the electric heating element 5. In this example, the device is arranged so that the fluid passes through the entire device including the third section 35 of the fluid conductor 1, despite that no heating takes place in this section. In another example of the invention, the device may comprise valves which shut off the third section of the fluid conductor when the fluid is heated only by the first means for heating.

Vid uppvärmning av fluiden med endast det andra medlet för uppvärmning, värms fluiden i huvudsak endast i fluidledarens 1 andra 33 och tredje avsnitt 35. Värmeväxlaren 29 är inrättad att absorbera värme från avgaserna och att överföra värmet till det andra 33 och det tredje 35 avsnittet av fluidledaren 1 och därmed till fluiden. Vidare värms fluiden av värmet som utvecklas i kata- lysatorrummet 13 och i katalysatorn 27 i slutet av det tredje av- snittet och i början av det andra avsnittet 33. Vid uppvärmning av nämnda fluid med båda medlen för uppvärmning, värms fluiden i fluidledarens 1 alla tre avsnitt 31, 33, 35.When heating the fluid with only the second means for heating, the fluid is mainly heated only in the second 33 and third sections 35 of the fluid conductor 1. The heat exchanger 29 is arranged to absorb heat from the exhaust gases and to transfer the heat to the second 33 and the third section of the fluid conductor 1 and thus to the fluid. Furthermore, the fluid is heated by the heat generated in the catalyst chamber 13 and in the catalyst 27 at the end of the third section and at the beginning of the second section 33. When heating said fluid with both means for heating, the fluid in the fluid conductor 1 is heated all three sections 31, 33, 35.

Anordningen innefattar vidare ett medel 40 för styrning av anord- ningen. Styrmedlet 40 är inrättat att aktivera eller inaktivera nämnda första 3 och andra 7 medel för uppvärmning var för sig.The device further comprises a means 40 for controlling the device. The control means 40 is arranged to activate or deactivate the first 3 and second 7 means for heating separately.

Styrmedlet 40 är samtidigt inrättat att ta hänsyn till båda upp- hettningsmedlens 3, 7 tillstànd vid styrningen av upphettnings- medlen 3, 7. Vidare är styrmedlet 40 inrättat att styra upphett- ningen i beroende av tillgången på elektrisk energi. Styrmedlet 40 är inrättat att styra upphettningen av fluiden på så sätt att fluiden upphettas åtminstone med det första upphettningsmedlet 3 när tillräckligt med elektrisk energi finns tillgängligt och med nämnda andra upphettningsmedel när tillräckligt med elektrisk energi inte finns tillgängligt. Förutom att styra aktiveringen av upphettningsmedlen 3, 7 är styrmedlet 40 i detta exempel även inrättat att styra övriga aspekter av anordningen såsom bränsle- annu. 10 15 20 25 30 35 524 873 15 tillförseln, lufttillförseln, eltillförseln, temperaturen hos upphett- ningsmedlen etc.The control means 40 is simultaneously arranged to take into account the condition of both heating means 3, 7 when controlling the heating means 3, 7. Furthermore, the control means 40 is arranged to control the heating in dependence on the availability of electrical energy. The control means 40 is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated at least with the first heating means 3 when sufficient electrical energy is available and with said second heating means when sufficient electrical energy is not available. In addition to controlling the activation of the heating means 3, 7, the control means 40 in this example is also arranged to control other aspects of the device such as fuel annu. 10 15 20 25 30 35 524 873 15 the supply, the air supply, the electricity supply, the temperature of the heating means, etc.

Styrmedlet 40 är vidare inrättat att mottaga information om tem- peraturen i fordonets omgivning och att styra upphettningsmed- len med hänsyn till omgivningens temperatur. Styrmedlet 40 är även inrättat att ta hänsyn till fordonets temperatur. Styrmedlet 40 är inrättat att styra uppvärmningen av fluiden på så sätt att fluiden upphettas med både det första 3 och det andra 7 upphett- ningsmedlet samtidigt när temperaturen i fordonets omgivning är lägre än en viss gränstemperatur och när tillräckligt med elektrisk energi finns tillgängligt. Med tillräckligt med elektrisk energi av- ses att energikällan skall ha möjlighet att förse anordningen med en sådan mängd elektrisk energi att energin räcker till uppvärm- ningen och eventuella övriga uppgifter för energikällan. Således kan exempelvis ett fordons batteri sällan tillgodose anordningens energibehov utan främst ansluts anordningen till en extern ener- gikälla såsom en utomhuskontakt för industri- eller hushållsel.The control means 40 is further arranged to receive information about the temperature in the surroundings of the vehicle and to control the heating means with regard to the ambient temperature. The control means 40 is also arranged to take into account the temperature of the vehicle. The control means 40 is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated with both the first 3 and the second 7 heating means at the same time when the temperature in the environment of the vehicle is lower than a certain limit temperature and when sufficient electrical energy is available. Sufficient electrical energy means that the energy source must be able to supply the device with such an amount of electrical energy that the energy is sufficient for the heating and any other information for the energy source. Thus, for example, a vehicle's battery can seldom meet the energy needs of the device, but mainly the device is connected to an external energy source such as an outdoor contact for industrial or household electricity.

Anordningen innefattar vidare ett medel för inmatning 41 inrättat att tillåta en användare att mata in preferenser avseende upp- värmningen. Styrmedlet 40 är inrättat att styra anordningen i be- roende av nämnda preferenser. Styrmedlet 40 är vidare inrättat att styra anordningen i beroende av en eller flera parametrar.The device further comprises a means for input 41 arranged to allow a user to enter preferences regarding the heating. The control means 40 is arranged to control the device in dependence on said preferences. The control means 40 is further arranged to control the device in dependence on one or more parameters.

I fig. 2 visas ytterligare en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Anordningen innefattar ett första medel för upp- värmning 45 och ett andra medel för uppvärmning 47. Det första medlet för uppvärmning innefattar ett elektriskt värmeelement 49.Fig. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention. The device comprises a first means for heating 45 and a second means for heating 47. The first means for heating comprises an electric heating element 49.

Det andra medlet 47 för uppvärmning innefattar en förbrännings- kammare 51, som innefattar ett antändningsrum 53 och ett kata- lysatorrum 55 som innefattar en katalysator 57. Det andra medlet för uppvärmning 47 innefattar vidare ett inlopp 59, som innefattar ett luftinlopp 61 och ett bränsleinlopp 63, vilket inlopp 59 är in- rättat att införa en bränsleblandning till antändningsrummet 53.The second means 47 for heating comprises a combustion chamber 51, which comprises an ignition chamber 53 and a catalyst chamber 55 which comprises a catalyst 57. The second means for heating 47 further comprises an inlet 59, which comprises an air inlet 61 and a fuel inlet 63, which inlet 59 is arranged to introduce a fuel mixture into the ignition chamber 53.

Det andra medlet för uppvärmning 47 innefattar vidare en av- nunu~ 10 15 20 25 30 35 524 873 » - - . .- 16 gasledare 65 som är inrättad att bortföra avgaser från förbrän- ningskammaren 51 och som innefattar en plattvärmeväxlare 67.The second means for heating 47 further comprises a nununu ~ 10 15 20 25 30 35 524 873 »- -. 16 gas conductors 65 which are arranged to remove exhaust gases from the combustion chamber 51 and which comprise a plate heat exchanger 67.

Anordningen innefattar vidare en fluidledare 69. Fluidledaren 69 är i detta exempel inrättad att med ett avsnitt 71 omge katalysa- torrummet 55 och den del av avgasledaren 65 som innefattar plattvärmeväxlaren 67. Därmed kan värme som utvecklats i ka- talysatorrummet 55 genom förbränningen av nämnda bränsle överföras till fluiden i fluidledarens 69 avsnitt 71 genom värme- ledning. Vidare överförs värmet i avgaserna medelst plattvärme- växlaren 67 i avgasledaren 65 till avsnittet 71 hos fluidledaren 69 och därmed till fluiden. Vidare är nämnda elektriska värmeele- ment 49 inrättat inuti avsnittet 71 av fluidledaren 69. Det elektris- ka värmeelementet 49 är vidare inrättat på så sätt att nämnda fluid strömmar runt det elektriska värmeelementet 49. Därmed kan fluiden värmas i avsnittet 71 av fluidledaren 49 även av det första medlet för uppvärmning 45. Fluidens flödesriktning i fluid- ledarens 69 första avsnitt 71 är i en riktning från avgasledaren 65 mot katalysatorrummet 55. Vidare innefattar anordningen ett me- del för styrning 73 som i allt väsentligt liknar styrmedlet 40 som beskrivits i anslutning till fig.1.The device further comprises a fluid conductor 69. The fluid conductor 69 is in this example arranged to surround with a section 71 the catalyst space 55 and the part of the exhaust conductor 65 which comprises the plate heat exchanger 67. Thus heat generated in the catalyst space 55 can be burned by said fuel. transferred to the fluid in section 71 of the fluid conductor 69 by heat conduction. Furthermore, the heat in the exhaust gases is transferred by means of the plate heat exchanger 67 in the exhaust gas conductor 65 to the section 71 of the fluid conductor 69 and thus to the fluid. Furthermore, said electric heating element 49 is arranged inside the section 71 of the fluid conductor 69. The electric heating element 49 is further arranged in such a way that said fluid flows around the electric heating element 49. Thus the fluid can be heated in section 71 of the fluid conductor 49 also by the first means for heating 45. The flow direction of the fluid in the first section 71 of the fluid conductor 69 is in a direction from the exhaust conductor 65 towards the catalyst chamber 55. Furthermore, the device comprises a means for control 73 which is substantially similar to the control means 40 described in connection with fig.1.

I det följande skall ett exempel på ett förfarande för styrning av anordningarna i fig. 1 och i fig. 2 beskrivas. Anordningen styrs på så sätt att anordningens första 3, 45 och andra 7, 47 uppvärm- ningsmedel var för sig aktiveras eller inaktiveras i beroende av en eller flera parametrar. Med att uppvärmningsmedlen 3, 7, 45, 47 aktiveras och inaktiveras var för sig avses att uppvärmnings- medlen inte måste aktiveras eller inaktiveras samtidigt. Styrning- en tar fortfarande hänsyn till båda uppvärmningsmedlens tillstånd och deras gemensamma värmealstring.In the following, an example of a method for controlling the devices in Fig. 1 and in Fig. 2 will be described. The device is controlled in such a way that the first 3, 45 and second 7, 47 heating means of the device are each activated or deactivated depending on one or more parameters. By activating and deactivating the heating means 3, 7, 45, 47 separately, it is meant that the heating means do not have to be activated or deactivated at the same time. The control still takes into account the condition of both heating means and their common heat generation.

I detta exempel är en av nämnda parametrar tillgången på elekt- risk energi, varvid anordningen styrs i beroende av tillgången på elektrisk energi. Vidare styrs anordningen på så sätt att fluiden uppvärms med det första medlet för uppvärmning när tillgången på elektrisk energi är större än ett visst gränsvärde. När tillgäng- nano» 10 15 20 25 30 35 524 875 17 en på elektrisk energi är mindre än nämnda gränsvärde, upphet- tas fluiden med det andra medlet för uppvärmning. I detta exem- pel är gränsvärdet valt som den gräns där den elektriska energin räcker till för att bidra med 0,5 kW, men även andra gränsvärden är tänkbara. I ett annat exempel av uppfinningen är gränsvärdet valt på så sätt att när elektrisk energi finns tillgängligt från en extern energikälla är tillgången på elektrisk energi större än gränsvärdet. Således värms fluiden i detta senare exempel en- dast när elektrisk energi finns tillgänglig från en extern källa.In this example, one of the mentioned parameters is the availability of electrical energy, the device being controlled depending on the availability of electrical energy. Furthermore, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with the first means for heating when the supply of electrical energy is greater than a certain limit value. When the availability of electrical energy is less than the said limit value, the fluid is heated with the other means of heating. In this example, the limit value is chosen as the limit where the electrical energy is sufficient to contribute 0.5 kW, but other limit values are also conceivable. In another example of the invention, the limit value is chosen in such a way that when electrical energy is available from an external energy source, the supply of electrical energy is greater than the limit value. Thus, in this latter example, the fluid is heated only when electrical energy is available from an external source.

En annan av nämnda parametrar är den tid som finns tillgänglig för uppvärmningen, varvid anordningen styrs i beroende av tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen. I detta exempel styrs anordningen på så sätt att anordningen uppvärms med både det första och det andra uppvärmningsmedlet, när tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen understiger en viss tillgänglig tid och när tillgången pà elektrisk energi överstiger nämnda gräns- värde. I detta exempel uppvärms fluiden med både det första och det andra uppvärmningsmedlet när tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen ej räcker för att tillåta en tillräcklig uppvärmning av fluiden och fordonets delar med endast ett av uppvärmnings- medlen.Another of said parameters is the time available for the heating, the device being controlled depending on the time available for the heating. In this example, the device is controlled in such a way that the device is heated with both the first and the second heating means, when the time available for the heating is less than a certain available time and when the supply of electrical energy exceeds said limit value. In this example, the fluid is heated with both the first and second heating means when the time available for the heating is not sufficient to allow a sufficient heating of the fluid and the parts of the vehicle with only one of the heating means.

En annan av nämnda parametrar är omgivningens temperatur, varvid anordningen styrs i beroende av omgivningens temperatur.Another of said parameters is the ambient temperature, the device being controlled depending on the ambient temperature.

I detta exempel styrs anordningen på så sätt att fluiden upp- värms med både det första och det andra uppvärmningsmedlet, när omgivningens temperatur är lägre än en viss temperatur och när tillräckligt med elektrisk energi finns tillgänglig. I detta exem- pel uppvärms fluiden med både det första och det andra upp- värmningsmedlet när omgivningens temperatur är så låg att flui- den och fordonets delar ej kan värmas tillräckligt med endast ett medel för uppvärmning.In this example, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first and the second heating means, when the ambient temperature is lower than a certain temperature and when sufficient electrical energy is available. In this example, the fluid is heated with both the first and second heating means when the ambient temperature is so low that the fluid and the parts of the vehicle cannot be heated sufficiently with only one means for heating.

En annan av nämnda parametrar är fluidens uppvärmningsbehov, varvid anordningen styrs i beroende av fluidens uppvärmnings- behov. I detta exempel styrs anordningen på så sätt att anord- 10 15 20 25 30 35 524 873 18 ningen uppvärms med både det första och det andra uppvärm- ningsmedlet, när uppvärmningsbehovet överstiger ett visst behov och när tillgången på elektrisk energi överstiger nämnda gräns- värde. Vidare uppvärms fluiden med både det första och det andra uppvärmningsmedlet när uppvärmningsbehovet är så stort att energin från endast ett av uppvärmningsmedlen ej räcker till för att värma fluiden och fordonets delar tillfredsställande. Detta kan inträffa exempelvis när temperaturen är så låg och tiden för uppvärmningen är så kort att endast ett uppvärmningsmedel ej alstrar tillräckligt med effekt för att önskad temperatur skall upp- nås. I ett sådant fall styrs anordningen på så sätt att fluiden värms med båda uppvärmningsmedlen. Därmed ökar den av an- ordningen alstrade värmeeffekten med vilken fluiden värms. Upp- värmningsbehovet kan exempelvis bestämmas som en funktion av värmekapaciteten hos de delar av fordonet som skall värmas, av önskad temperaturhöjning hos nämnda delar, av energiför- luster från delarna och fluiden och av tiden som finns tillgänglig för uppvärmningen. Även andra sätt att bestämma uppvärm- ningsbehovet är tänkbara. l ett exempel av det ovan beskrivna förfarandet för en anordning där det första medlet för uppvärmning är inrättat att alstra vär- meenergi motsvarande 2 kW och det andra medlet för uppvärm- ning är inrättat att alstra 2 kW värmeenergi värms fluiden av båda uppvärmningsmedlen när uppvärmningsbehovet överstiger 2 kW. I detta fall blir således den högsta effekten 4 kW. Är upp- värmningsbehovet mindre än 2 kW värms fluiden med det första uppvärmningsmedlet om en extern elektrisk energikälla finns till- gänglig och den externa energikällans kapacitet täcker uppvärm- ningsbehovet för fluiden. Om en extern elektrisk energikällas ka- pacitet understiger uppvärmningsbehovet värms fluiden med båda uppvärmningsmedlen och om ingen extern elektrisk energi- källa finns tillgänglig värms fluiden endast med det andra medlet för uppvärmning. non-n nan-o 10 524 873 19 Uppfinningen är ej begränsad till de här visade utföringsformer- na, utan kan varieras fritt inom ramen för de efterföljande patent- kraven.Another of said parameters is the heating need of the fluid, the device being controlled in dependence on the heating need of the fluid. In this example, the device is controlled in such a way that the device is heated with both the first and the second heating means, when the heating demand exceeds a certain need and when the supply of electrical energy exceeds said limit value. . Furthermore, the fluid is heated with both the first and the second heating means when the heating demand is so great that the energy from only one of the heating means is not sufficient to heat the fluid and the parts of the vehicle satisfactorily. This can occur, for example, when the temperature is so low and the heating time is so short that only one heating means does not produce enough power for the desired temperature to be reached. In such a case, the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both heating means. This increases the heat output generated by the device with which the fluid is heated. The heating demand can be determined, for example, as a function of the heat capacity of the parts of the vehicle to be heated, of the desired temperature increase of said parts, of energy losses from the parts and the fluid and of the time available for the heating. Other ways of determining the need for heating are also conceivable. In an example of the method described above for a device where the first means for heating is arranged to generate heat energy corresponding to 2 kW and the second means for heating is arranged to generate 2 kW heat energy, the fluid of both heating means is heated when the heating demand exceeds 2 kW. In this case, the maximum power is thus 4 kW. If the heating demand is less than 2 kW, the fluid is heated with the first heating medium if an external electrical energy source is available and the capacity of the external energy source covers the heating demand for the fluid. If the capacity of an external electrical energy source is less than the heating demand, the fluid is heated with both heating means and if no external electrical energy source is available, the fluid is heated only with the other means of heating. non-n nan-o 10 524 873 19 The invention is not limited to the embodiments shown here, but can be varied freely within the scope of the appended claims.

Exempelvis är anordningen inte begränsad till endast två medel för uppvärmning. Det är möjligt att kombinera tre eller flera upp- värmningsmedel i anordningen av samma slag eller av en annan art som de ovan beskrivna uppvärmningsmedlen. Anordningen kan även inrättas på så sätt att det är möjligt att värma flera olika fluider hos fordonet samtidigt.For example, the device is not limited to only two means for heating. It is possible to combine three or more heating means in the device of the same kind or of a different kind as the heating means described above. The device can also be set up in such a way that it is possible to heat several different fluids in the vehicle at the same time.

Claims

uno-o 10 15 20 25 30 35 524 875 .. n. 20 PATENTKRAV

A device intended to be arranged in a motor vehicle and arranged to heat a fluid, the device comprising a first means (3, 7) for heating said fluid, said first heating means comprising an electric heating element (5, 49) arranged generating heat, characterized in that the device further comprises a second means (45, 47) for heating said fluid, which second heating means (45, 47) comprises a combustion chamber (9, 51) arranged to burn a fuel and thereby generating heat .

An apparatus according to claim 1, characterized in that said combustion chamber (9, 51) comprises a catalyst (27, 57) arranged to catalytically burn said fuel.

A device according to claim 1 or 2, characterized in that said first (3, 7) and second (45, 47) heating means are arranged in direct connection to each other.

A device according to any one of claims 1-3, characterized in that the device comprises a fluid conductor (1, 69) which is separate from the combustion chamber (9, 51) and which is arranged to conduct said fluid, the fluid conductor (1, 69) is in thermal contact with the combustion chamber (9, 51).

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a fluid conductor (1, 69) arranged to conduct said fluid, said electric heating element (5, 49) being arranged inside the fluid conductor (1, 69).

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a fluid conductor (1, 69) arranged to conduct said fluid and that said second (7, 47) heating means comprises an exhaust conductor (17, 65). ) set up to divert exhaust gases from said combustion chamber (9, 51), ocean -uu. 524 873 21 wherein said fluid conductor (1, 69) is arranged in thermal contact with the exhaust conductor (17,65).

A device according to claim 6, characterized in that said exhaust conductor (17) is arranged to at least partially enclose a section (31) of said fluid conductor (1), said electric heating element (5) being arranged in said section (31). ) by the fluid conductor (1).

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is arranged in such a way that it is possible to heat said fluid with both the first (3, 7) and the second (45, 47) heating means simultaneously.

A device according to claim 8, characterized in that the device is arranged in such a way that it is possible to heat said fluid with the first (3, 7) and the second (45, 47) heating means were for sig.

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises means for controlling (40, 73) the heating means, wherein the control means is arranged to control the heating (3, 7, 45, 47) depending on the supply on electrical energy.

An apparatus according to claim 11, characterized in that said control means (40, 73) is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated at least with said first (3, 7) heating means when sufficient electrical energy is available and with said second (45, 47) heating means when sufficient electrical energy is not available.

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises means for controlling (40, 73) the heating means (3, 7, 45, 47), wherein the control means (40, 73) is arranged to receive information about the temperature in the vehicle environment and to control the heating means (3, 7, 45, 47) with respect to the ambient temperature.

A device according to claim 12, characterized in that the control means (40, 73) is arranged to control the heating of the fluid in such a way that the fluid is heated with both the first (3, 45) and the second (7, 47) heating means at the same time when the temperature in the vehicle's surroundings is lower than a certain limit temperature and when electrical energy is available.

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises means for controlling (40, 73) the heating means (3, 7, 45, 47) and an input means arranged for inputting at least one preference, wherein the control means (40, 73) is arranged to control the heating means in dependence on said input preference.

A device according to claim 14, characterized in that said feeding means is arranged in such a way that said preference is the departure time of the vehicle, said control means (40, 73) being arranged to control the heating of said fluid in dependence on the entered departure time.

A method for controlling a device according to claim 1, characterized in that the device is controlled depending on one or more parameters.

A method according to claim 16, characterized in that at least one of said parameters is the supply of electrical energy, the device being controlled depending on the supply of electrical energy.

A method according to claim 17, characterized in that the device is controlled in such a way that the fluid is heated by the first means (3, 45) for heating when the supply of electrical energy is greater than a certain limit value and the fluid is heated by the annu ». non.- 10 15 20 25 30 35 '524 873 - v -. n 23 second means (7, 47) for heating when the supply of electrical energy is less than said limit value.

A method according to claim 16, characterized in that at least one of said parameters is the time available for the heating, the device being controlled depending on the time available for the heating.

A method according to claim 19, characterized in that the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first (3, 45) and the second (7, 47) heating means when the time available for the heating is less than a certain available time and when the supply of electrical energy exceeds said limit value.

A method according to claim 16, characterized in that at least one of said parameters is the ambient temperature, the device being controlled depending on the ambient temperature.

A method according to claim 21, characterized in that the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first (3, 45) and the second (7, 47) heating means when the ambient temperature is below a certain temperature and when the supply of electrical energy exceeds the said limit value.

A method according to claim 16, characterized in that at least one of said parameters is the heating need of the fluid, the device being controlled depending on the heating need of the fluid.

A method according to claim 23, characterized in that the device is controlled in such a way that the fluid is heated with both the first (3, 45) and the second heating means (7, 47) when the heating need exceeds a certain heating need and when the supply on electrical energy exceeds said limit value. : nano '524 873 24

A method according to claim 16, characterized in that at least one of said parameters is the supply of fuel, the device being controlled depending on the supply of fuel.

A method according to claim 16, characterized in that one of said parameters is entered by a user, the parameter comprising information on a choice between prioritizing fuel economy and prioritizing thermal comfort.