WO1998024647A1 - Wärme-speicherelement - Google Patents
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- WO1998024647A1 WO1998024647A1 PCT/EP1997/006642 EP9706642W WO9824647A1 WO 1998024647 A1 WO1998024647 A1 WO 1998024647A1 EP 9706642 W EP9706642 W EP 9706642W WO 9824647 A1 WO9824647 A1 WO 9824647A1
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- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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- F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Definitions
- the invention relates to a heat storage element, at 00004, for example, based on a latent heat storage material 00005 rials, in particular paraffin, for a motor vehicle with 00006 interior ventilation.
- 00007 00008 Such heat storage elements have already become known in various embodiments. For example, DE-OS 31 22 436, DE-PS 36 14 318, 00011 DE-AI 302 273, DE-OS 40 07 001, DE-PS 40 41 626 00012 and WO 94 / 20 808 referenced.
- the known heat storage elements are firmly built 00015 in the cooling water circuit of a motor vehicle. Valves are provided which control the flow 00017 through the heat storage element, be it in the loaded or discharged state.
- the invention is concerned with the technical 00021 problem of designing and developing such a heat storage element in such a way that in 00022 simple training an effective use with regard to 00024 for an improvement in comfort is made possible.
- This technical problem is first and essentially solved in the subject matter of claim 1, 00028 being based on the fact that the heat storage element 00029 is arranged integrated in the interior ventilation. It is essential that the thermal capacity of the heat storage element of the interior ventilation is available 00032. As a result, the temperature in the interior of the motor vehicle is increased, and it is also possible for 00034 to act effectively on the panes.
- Existing icing or the 00036 Risk of fogging can be reduced or reduced quickly
- 00042 heat storage element to be permanently installed.
- the heat storage element can have connection elements
- 00050 circuit can also be installed in the water circuit
- the heat first and preferably the indoor
- 00059 ment is also advantageous in that it is only then
- 00060 is carried or can be carried or only in
- 00061 is then to be connected in the motor vehicle if one
- 00075 stuff such as by microwaves or in an oven or
- 00082 heat storage element for example, on the outlet opening of a
- the heat storage element is a granular carrier
- 00092 storage material is added.
- 00092 storage material for this purpose, for example
- 00099 material also from a polymer material and / or a
- the carrier material can, in more detail,
- the heat storage container has
- the storage container can in
- 00132 third container such as a bag-like container
- This latent heat storage material can then, like
- a further preferred embodiment is in the memory
- the fluid can be flowed through separately,
- a dehumidifying material may be provided.
- 00154 ses can also be used together with the drying material.
- the invention also relates to a suitcase-like case
- 00163 device has an inlet and an outlet opening.
- the inflow opening can suck in ambient air
- 00187 device prefers an electrical connection.
- the heat storage element can be used as an additional
- 00228 can be provided to allow for individual laying.
- the heat storage element owns
- 00230 also preferably has such a heat capacity that it is about
- 00245 limits. It is also possible to use the heat storage element 00246 ment, filled with water, gel, fluid or the like as heat storage material, to be provided.
- 00248 00249 The invention is further explained below with reference to the drawing 00250, which, however, only represents an exemplary embodiment.
- 00252 00253 shows a basic view of the arrangement of a 00254 latent heat accumulator in the windscreen area 00255 of a motor vehicle; 00256 00257
- Figure 2 is a partial side view of Fig. 1.
- 00258 00259 FIG.
- FIG. 3 shows another basic illustration of a latent heat accumulator which is interchangeably arranged in 00260 a ventilation system of a motor vehicle 00261; 00262 00263 Fig. 4 is a schematic diagram of this; 00264 00265 FIG. 5 basic representations of various embodiments of the latent heat accumulator; 00267 00268 FIG. 6 shows an enlarged illustration of heat storage material arranged in the manner of 00269 of a plate heat exchanger; 00271 00272 Figure 7 is a schematic representation of a kofferarti00273 gene device for air heating; 00274 00275 Fig. 8 shows another embodiment of a separate 00276 device for air heating.
- 00277 00278 Shown and described, initially with reference to 00279 FIG. 1, a motor vehicle with a 00280 heat storage element 1 arranged therein. This heat storage element 1 00281 is on the dashboard, upstream of
- 00308 or Fig. 3 consists of the heat storage material
- the heat storage element has an insulation cover
- 00315 interrupts the heat storage element 1 from the 00316 motor vehicle can be removed for separate heating 00317.
- 00318 00319 Even if the heat storage element is permanently installed, 00320 there is no need for a complex insulation jacket 00321. Simple insulation, for example by means of a foam layer, can be carried out.
- Such a heat storage element which is integrated in 00324 the ventilation circuit of a motor vehicle 00325, preferably has a relatively small storage volume.
- the storage volume of the latent heat storage material 00327 is preferably less than five liters, about 00328 three liters or two liters.
- 00329 00330 In the embodiment of FIGS. 1 and 2, no 00331 separate insulation is provided.
- the 00332 insulation function of the housing 10 is sufficient here. This can consist, for example, of 00333 a rigid foam, a plastic injection molded part or 00334 or the like. 00335 00336 In FIG. 3, a 00337 removal flap 10 is also indicated on the heat storage element 1, which flap is rotating about an axis of rotation 11 00338. As a result, the latent storage granulate material 13 can be removed separately in a separate 00339 casing. After the flap 00341 10 has been closed again, the lines 14 and 15 are still in flow connection 00343 by means of the otherwise remaining housing 9. 00344 00345 The flap mentioned can be provided as an alternative or in addition to 00346 the connecting flanges 8.
- 00349 4 shows a circuit diagram, in which 00351 is identified by the reference number 16, the engine, 00352 by 17 a coolant pump and by 18 a heat exchanger or heat exchanger.
- the arrows 19 denote the 00354 coolant circuit.
- 00356 outside air or recirculated air, arrows 21, 22 can be added via a blower 00357 23.
- the air conditioned in this way passes in 00358 to the passenger cell 24 via the line 25 and is distributed 00359 for fresh air or warm air via the lines according to 00360 arrows 26 or 27.
- FIG. 5 shows various schematic representations 00366 of the heat storage elements possible here.
- the heat storage element 29 has - in the direction of flow - initially granular material 30 in a 00369 sack-like covering 31 (an opening flap - not shown here - 00370 - can also be provided in the housing 32 00371). Downstream of this, but connected to flow passages 33, is a chamber 34 in which drying material 35 is received.
- FIG. 6 shows an exemplary representation of a plate heat exchanger 00391 of this type, with reference to its “inner life”.
- 00393 00394 It can be seen that a multiplicity of square 00395 plates 37 are arranged side by side and one above the other. In the 00396 embodiment on a base of 3 times 4 00397 plates, 21 plates one above the other.
- the plates are spaced apart from one another by support elements 38.
- 7 shows a case-like device 39, 00401, which has latent heat storage material 40 00404 formed essentially from granular or approximately according to 00402 type of plate heat exchanger, as described above in 00403.
- the latent heat storage material 40 takes up more than half the volume of the case-like device 39, in the exemplary embodiment about 00407 three quarters of the volume of this device.
- the case-like device as only indicated schematically by sch00409, has a heating coil 41. This can be operated via 00410, a normal electrical plug, which is not shown below.
- a ventilation unit 00413 42 In the flow direction vorge00412 switches to the heating coil 41, a ventilation unit 00413 42, likewise electrically, actuated by an electric motor (not shown) is provided. 00415 00416
- the case-like device which in 00417 is essentially airtight, has 00418 a blow-out port 43 and a suction port 42.
- 00419 Via the suction port 42 for example, 00420 exercise air are sucked in and via the blow-out connection 00421 43, by means of a ventilation line 44, the warm air is directed to the desired location at 00422.
- a coupling hose 45 is provided for the short 00425 short-circuit connection of the connections 42 and 43, for 00426 self-charging of the device.
- 00427 00428 Such a device can, for example, be carried on construction sites00429 vehicles, be00430 used by trucks or the like.
- 00431 00432 With reference to FIG. 8, a special embodiment 00433 of a separate heat storage element, in particular to be carried in a motor vehicle 00434, possibly also in 00435 embodiment of a case-like device, is shown.
- the device 47 initially sits in a - highly heat-insulated - housing 48 accommodated heat storage material 00439 al in one of the previously described embodiments.
- 00440 00441 Furthermore, the device has an intake port 49.
- a fan element 00443 is preferably integrated. If necessary, also a heating coil, as explained above with regard to the case-like device 00444, and a butterfly valve.
- the device 47 can be connected to a motor vehicle 00448 power supply via an electrical connection 50 with a plug 51 suitable for a motor vehicle cigarette lighter 00447.
- the device 47 has a blow-out connection 52, 00451 to which an elongated blow-out part 53 in the form of 00452 of a flexible hose is connected.
- the blow-out 00453 part 53 has blow-out openings 54 which are formed side by side over a certain length of 00454.
- the flexible 00455 ble outlet hose 53 can be laid, for example, along the windscreen in a motor vehicle. 00457 Ambient air is sucked in via the intake pipe 49 and heated by heat exchange with the heat storage material 00459 and then discharged again in a heated form via the 00460 exhaust hose 53.
- blow-out part 53 also has fastening elements 55 in the form of suction feet, for fastening 00464 in a dashboard.
- 00465 00466 As previously described with regard to the case-like device 00467, it is in principle also possible that the 00468 end of the blow-out part 53 is connected to the intake port 49 such as 00469, so that in a "short-circuit condition" 00470, for example in special cases, via the built-in Schuspira00471 le to heat the storage element.
- 00472 00473 All features disclosed are essential to the invention.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wärme-Speicherelement (1), beispielsweise auf Basis eines Latentwärmespeichermaterials, insbesondere Paraffin, für ein Kraftfahrzeug mit einer Innenraum-Belüftung. Zur vorteilhafteren Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, daß das Wärme-Speicherelement (1) integriert in die Innenraum-Belüftung angeordnet ist.
Description
00001 Wärme-Speicherelement 00002 00003 Die Erfindung betrifft ein Wärme-Speicherelement, bei00004 spielsweise auf Basis eines Latentwärmespeichermate00005 rials, insbesondere Paraffin, für ein Kraftfahrzeug mit 00006 einer Innenraum-Belüftung. 00007 00008 Derartige Wärme-Speicherelemente sind bereits in ver00009 schiedenen Ausführungsformen bekannt geworden. Es wird 00010 bspw. auf die DE-OS 31 22 436, DE-PS 36 14 318, die 00011 DE-AI 302 273, die DE-OS 40 07 001, die DE-PS 40 41 626 00012 und die WO 94/20 808 verwiesen. 00013 00014 Die bekannten Wärme-Speicherelemente sind jeweils fest 00015 in dem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeuges einge00016 baut. Es sind Ventile vorgesehen, welche den Durchfluß 00017 durch das Wärme-Speicherelement steuern, sei es im Bela- 00018 dungs- oder Entladungszustand. 00019 00020 Die Erfindung beschäftigt sich mit der technischen 00021 Problematik, ein derartiges Wärme-Speicherelement so 00022 auszugestalten und weiterzubilden, daß bei möglichst 00023 einfacher Ausbildung eine effektive Nutzung im Hinblick 00024 auf eine Behaglichkeitsverbesserung ermöglicht ist . 00025 00026 Diese technische Problematik ist zunächst und im wesent00027 lichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei 00028 darauf abgestellt ist, daß das Wärme-Speicherelement 00029 integriert in die Innenraum-Belüftung angeordnet ist . 00030 Wesentlich ist, daß die Wärmekapazität des Wärme-Spei- 00031 cherelementes der Innenraum-Belüftung zur Verfügung 00032 steht . Hierdurch wird sogleich die Temperatur im Innen- 00033 raυm des Kraftfahrzeuges angehoben und es kann auch 00034 sogleich eine effektive Einwirkung auf die Scheiben 00035 vorgenommen werden. Bestehende Vereisungen oder die
00036 Gefahr der Beschlagung kann reduziert oder rasch vermin-
00037 dert werden. Bereits nach einer Minute kann im Kraft-
00038 fahrzeug-Innenraum, wenn sogleich die Belüftung ange-
00039 stellt wird und diese mit Wärme aus dem Wärme-Speicher-
00040 element beaufschlagt wird, einen üblichen Behaglich-
00041 keitswert erreichen. In der Regel kann ein solches
00042 Wärme-Speicherelement fest eingebaut sein. Beispielswei-
00043 se unmittelbar in einen Lüftungskanal der Innenraum-Be-
00044 lüftung integriert sein. Es ist aber auch möglich, wie
00045 weiter unten noch im einzelnen erläutert, das Wärme-
00046 Speicherelement herausnehmbar insoweit anzuordnen. Hier-
00047 bei kann das Wärme-Speicherelement Anschlußelemente
00048 aufweisen zum herausnehmbaren Einbau in den Wärme- oder
00049 Kühlkreislauf des Kraftfahrzeuges. Neben dem Lüftungs-
00050 kreislauf kann auch ein Einbau in den Wasserkreislauf
00051 vorgesehen sein. Dies insbesondere, um im Betrieb des
00052 Fahrzeuges eine effektive Aufheizung zu erreichen.
00053 Gleichwohl kann aber über eine gesonderte Steuerung die
00054 Entladung des Wärmespeichers zunächst so vorgenommen
00055 werden, daß, gegebenenfalls über einen weiteren Wärme-
00056 tauscher, die Wärme zunächst und bevorzugt dem Innen-
00057 räum des Kraftfahrzeuges bei einem Startvorgang zuge-
00058 führt wird. Ein herausnehmbares Wärme-Speicherele-
00059 ment ist auch insoweit von Vorteil, daß es nur dann
00060 mitgeführt wird oder mitgeführt werden kann oder nur in
00061 dann im Kraftfahrzeug anzuschließen ist, wenn eine
00062 Aufwärmung erfolgen soll. In der übrigen Zeit kann auf
00063 die unnötige Gewichtsmitnahme verzichtet werden. Im
00064 weiteren ist es auch nicht erforderlich, daß ein sol-
00065 ches herausnehmbares Wärme-Speicherelement eine hoch
00066 wirksame Isolation aufweist. Bei bekannten Wärme-Spei-
00067 cherelementen dieser Art ist die hochwirksame Isolation
00068 erforderlich, da zwischen einem Abschalten und einem
00069 weiteren Startvorgang des Kraftfahrzeuges unter Umstän-
00070 den eine sehr lange Zeitspanne liegen kann. Gerade dann
00071 aber ist es erwünscht, daß das Wärme-Speicherelement
00072 (immer noch) eine Anfangswärme zur Verfügung stellt.
00073 Die zuletzt beschriebene Konzeption ermöglicht es dage-
00074 gen, das Wärme-Speicherelement gesondert vom Kraftfahr-
00075 zeug, etwa durch Mikrowellen oder in einem Ofen oder
00076 einer Heizungsanlage im Gebäude aufzuheizen und sodann
00077 erst in das Kraftfahrzeug einzusetzen. Besonders bevor-
00078 zugt ist es in diesem Zusammenhang auch, daß das Wärme-
00079 Speicherelement im Kraftfahrzeuginnenraum eingesetzt
00080 werden kann. Hierzu kann insbesondere eine Anschlußöff-
00081 nung im Armaturenbrett vorgesehen sein, wodurch das
00082 Wärme-Speicherelement bspw. auf die Auslaßöffnung einer
00083 Belüftungsleitung aufgesetzt wird. Durch Durchströmen
00084 des Wärme-Speicherelementes wird so zunächst kalte Luft
00085 des Belüftungssystems aufgeheizt. Es kann auf diese
00086 Weise effektiv eine Anfangserwärmung der Fahrgastzelle
00087 aber auch eine Schnellenteisung oder schnelle Anti-Be-
00088 schlagwirkung im Kraftfahrzeug erzielt werden. In weite-
00089 rer bevorzugter Ausführungsform ist auch vorgesehen,
00090 daß das Wärme-Speicherelement ein granulatartiges Trä-
00091 germaterial mit Mikroporen aufweist, in welchen das
00092 Speichermaterial aufgenommen ist. Hierzu wird bspw. auf
00093 einen Stand der Technik gemäß der US-PS 5,106,520 ver-
00094 wiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird
00095 vollinhaltlich in den Offenbarungsgehalt vorliegender
00096 Anmeldung mit aufgenommen, auch zu Zwecke Merkmale
00097 dieser Druckschrift in Ansprüche vorliegender Anmeldung
00098 mit aufzunehmen. Darüber hinaus kann das Wärmespeicher-
00099 material auch aus einem Polymermaterial und/oder einem
00100 Polyethylenglycol bestehen. Hierzu wird auf den Offenba-
00101 rungsgehalt der US-PS 4,825,939 verwiesen, der in glei-
00102 eher Weise, wie vorerwähnt, in den Offenbarungsgehalt
00103 vorliegender Anmeldung mit aufgenommen wird. Das glei-
00104 ehe gilt auch für Latentwarmespeichermaterial gemäß der
00105 US-PS 4,617,332. Das Trägermaterial für das Wärmespei-
00106 chermaterial bzw. das selbst trägermaterialartig ausge-
00107 bildete Wärme-Speichermaterial beläßt so Strömungswege
00108 zur Luftdurchströmung. Insbesondere bei dem granulatar-
00109 tigen Trägermaterial mit darin aufgenommenen Paraffin
00110 ergibt sich aufgrund der porösen Struktur der Granulat-
00111 schüttung von selbst eine entsprechende Durchströmbar-
00112 keit. Das Trägermaterial kann in weiterer Einzelheit,
00113 insbesondere das granulatartige Trägermaterial, in
00114 einer sackartigen, luftdurchlässigen Umhüllung aufgenom-
00115 men sein und mit der Umhüllung in dem Speicherbehälter
00116 angeordnet sein. Der Wärme-Speicherbehälter weist,
00117 nicht nur bei dieser Ausführungsform, grundsätzlich
00118 einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß auf. Desgleichen
00119 ist es aber auch möglich den vorbeschriebenen Speicher-
00120 behälter in einer seiner verschiedenen Ausführungsfor-
00121 men oder mit einer der nachstehenden noch erläuterten
00122 Spezifizierungen, in dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeu-
00123 ges anzuordnen. In diesem Fall erfolgt eine Durchströ-
00124 mung mittels Kühlwasser. Der Speicherbehälter kann im
00125 weiteren zur Herausnahme und externen Aufheizung des
00126 Latentwärmespeichermaterials offenbar sein. Anstatt den
00127 gesamten Speicherbehälter aus dem Kraftfahrzeug heraus-
00128 zunehmen, kann also hierbei auch vorgesehen sein, daß
00129 der Speicherbehälter, mit dem darin befindlichen Latent-
00130 wärmespeichermaterial, offenbar ist, etwa über ein
00131 Rastklappe oder dergleichen, und nur das in einem geson-
00132 derten Behältnis, wie etwa einem sackartigen Behältnis,
00133 aufgenommene Latentwarmespeichermaterial herausnehmbar
00134 ist. Dieses Latentwarmespeichermaterial kann dann, wie
00135 bereits grundsätzlich erwähnt, etwa in einem Gebäude an
00136 einer Heizung oder durch Mikrowellenbeaufschlagung etwa
00137 erhitzt werden und für die nächste Verwendung bereit
00138 gestellt werden. Diese Ausführungsform ist insbesondere
00139 auch aus dem Gesichtspunkt vorteilhaft, daß nach Heraus-
00140 nähme des Speichermaterials kaum noch eine Gewichts-
00141 Mehrbelastung gegeben ist, das Gehäuse aber gleichwohl
00142 noch als Teil des Strömungskanals vorhanden ist. In
00143 weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist in dem Speicher-
00144 behälter ein Trocknungsmaterial angeordnet. Dieses kann
00145 einerseits gesondert durchströmbar sein von dem Fluid,
00146 insbesondere der Luft, indem es in Strömungsrichtung
00147 vor- oder nachgeordnet zu dem Wärmespeichermaterial
00148 angeordnet ist. Im weiteren kann das Trocknungsmaterial
00149 aber auch durchsetzend das Speichermaterial angeordnet
00150 sein. Dies ist insbesondere dann möglich und geeignet,
00151 wenn es sich, wie erwähnt, um eine granulatartige Schüt-
00152 tung handelt . In gleicher Weise kann in dem Speicherbe-
00153 hälter ein Entfeuchtungsmaterial vorgesehen sein. Die-
00154 ses kann auch zusammen mit dem Trocknungsmaterial vorge-
00155 sehen sein. Soweit die Materialien in der Schüttung an-
00156 geordnet sind, kann eine im wesentlichen homogene Ver-
00157 teilung erzielt sein. 00158
00159 Gegenstand der Erfindung ist auch ein kofferartiges
00160 Gerät zur Luftaufheizung, mit einem Wärmespeichermate-
00161 rial, insbesondere einem Latentwarmespeichermaterial,
00162 einen Lüftungsaggregat und einer Heizwendel. Dieses
00163 Gerät besitzt eine Ein- und eine Ausströmöffnung. Über
00164 die Einströmöffnung kann Umgebungsluft angesaugt werden
00165 und über die Ausströmöffnung mittels des Koffers erwärm-
00166 te Luft ausgegeben werden. Die in dem kofferartigen
00167 Gerät weiter angeordneten Aggregatelüfter und Heizspira-
00168 le dienen zunächst dazu, eine Aufladung des Wärmespei-
00169 chermaterials vorzunehmen. Beispielsweise im Ansaugbe-
00170 trieb von Außenluft durch den Anschluß für Außenluft
00171 kann der Lüfter die Ansaugung bewirken. Sodann wird die
00172 Luft an der erwärmten Heizspirale vorbeigeführt und
00173 durch das, auch hier bevorzugt granulatartig ausgebilde-
00174 te oder mit entsprechenden Strömungswegen versehene
00175 Latentwarmespeichermaterial geführt. Hinsichtlich der
00176 möglichen Ausgestaltung des Latentwärmespeichermate-
00177 rials wird auf die vorstehenden Ausführungen Bezug
00178 genommen. Das Latentwarmespeichermaterial übernimmt
00179 dann die in der Luft mit transportierte Wärme und heizt
00180 sich entsprechend auf. Im weiteren kann der Lüfter und
00181 die Heizspirale auch für eine "Notfunktion" verwendet
00182 werden. Beispielsweise wenn dieses Gerät an einem be-
00183 stimmten Ort aufgestellt ist und das Latentwärmespei-
00184 chermaterial seine Wärme bereits abgegeben hat, kann
00185 hierüber auch eine - übliche - Erhitzung durch Elektro-
00186 energie erfolgen. Entsprechend besitzt ein solches
00187 Gerät bevorzugt einen Elektroanschluß. Zur Verwendung
00188 im Kfz-Bereich kann dieser beispielsweise auch passend
00189 zu einem in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Zigaretten-
00190 anzünder ausgebildet sein. Weiter ist bevorzugt eine
00191 Verbindungs-Leitungsführung zur Verbindung zwischen dem
00192 Ansaugstutzen für Außenluft und dem Ausblasstutzen des
00193 Koffer-Speichergerätes vorgesehen. Hiermit kann eine
00194 Art Kurzschlußbetrieb vorgenommen werden, zur Aufhei-
00195 zung des Wärmespeichermaterials, insbesondere Latent-
00196 wärmespeichermaterials, im Umluftbetrieb. 00197
00198 In weiterer Ausgestaltung und auch Abwandlung des vor-
00199 stehend beschriebenen kofferartigen Gerätes ist vorgese-
00200 hen, daß das Wärme-Speicherelement jedenfalls geson-
00201 dert, ohne Stromverbindung zu einem vorhandenen Aggre-
00202 gat der Innenraumbelüftung in einem Kraftfahrzeug ange-
00203 ordnet ist. Das Wärme-Speicherelement kann als Zusatz-
00204 teil in das Kraftfahrzeug eingestellt werden oder dort
00205 befestigt werden. Wenn auch eine Eigenaufheizbarkeit
00206 des Speichermaterials, etwa durch in dem Speichermateri-
00207 al angeordnete Widerstandsheizdrähte, vorteilhaft ist
00208 und in der Regel vorgesehen sein wird, ist dies nicht
00209 unbedingt erforderlich. Beispielsweise kann sich das
00210 Wärme-Speicherelement auch im Umluftbetrieb über die
00211 normale Raumluft wieder aufheizen. In weiterer Ausge-
00212 staltung ist auch vorgesehen, wie vorstehend auch be-
00213 reits im Hinblick auf das eigentliche Koffergerät be-
00214 schrieben, daß ein eingebautes Gebläse vorgesehen ist.
00215 Zur Stromversorgung kann ein solches Wärmespeicherele-
00216 ment an die Kfz-eigene Stromversorgung angeschlossen
00217 werden. Geeigneterweise mittels des Zigarettenanzün-
00218 ders . Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, daß das
00219 Wärme-Speicherelement ein langgestrecktes Ausblasteil
00220 aufweist. Dies kann insbesondere als flexibler Schlauch
00221 ausgebildet sein. So ist es möglich, den Schlauch, der
00222 über seine Länge dann Ausblasöffnungen oder Ausblaslö-
00223 eher aufweist, etwa entlang der Windschutzscheibe zu
00224 verlegen um dort gesondert oder ggf. in Kombination mit
00225 dem fahrzeugeigenen Gebläse für eine rasche Enteisung
00226 sorgen zu können. Dieses Ausblasteil kann dann auch
00227 geeigneterweise Befestigungselementen wie etwa Saugfü-
00228 ßen versehen sein, um eine individuelle Verlegung vor-
00229 nehmen zu können. Das Wärme-Speicherelement besitzt
00230 auch bevorzugt eine solche Wärmekapazität, daß es über
00231 mindestens 10 bis 15 Stunden die Wärme auf geeignetem
00232 Niveau wieder abgeben kann, ohne daß eine Zwischenauf-
00233 heizung erforderlich ist. Wenn, wie bevorzugt vorgese-
00234 hen, das Wärme-Speicherelement während der Fahrt über
00235 elektrische Aufheizung wieder aufgeladen wird, kann man
00236 so das Kraftfahrzeug über Nacht oder dergleichen stehen-
00237 lassen und verfügt doch bei Wiederbenutzung dann noch
00238 über die erforderliche Wärme, um den Innenraum schnell
00239 aufzuheizen bzw. die Scheiben zu enteisen oder einem
00240 Beschlagen vorzubeugen. 00241
00242 Wenn auch vorstehend hinsichtlich des Wärmespeichermate-
00243 rials auf Latentwarmespeichermaterial Bezug genommen
00244 ist, so ist die Erfindung hierauf jedoch nicht be-
00245 schränkt. Es ist auch möglich, das Wärme-Speicherele-
00246 ment, mit Wasser, Gel, Fluid oder dergleichen als Wärme- 00247 speichermaterial gefüllt, vorzusehen. 00248 00249 Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der 00250 beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausfüh00251 rungsbeispiel darstellt erläutert . Hierbei zeigt : 00252 00253 Fig. 1 eine prinzipielle Ansicht der Anordnung eines 00254 Latentwärmespeichers im Frontscheibenbereich 00255 eines Kraftfahrzeuges; 00256 00257 Fig. 2 eine Teil-Seitenansicht zu Fig. 1; 00258 00259 Fig. 3 eine weitere prinzipielle Darstellung eines in 00260 einem Lüftungssystem eines Kraftfahrzeuges 00261 austauschbar angeordneten Latentwärmespeichers; 00262 00263 Fig. 4 eine prinzipielle Schaltskizze hierzu; 00264 00265 Fig. 5 prinzipielle Darstellungen verschiedener Aus- 00266 führungsformen des Latentwärmespeichers; 00267 00268 Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung von nach Art 00269 eines Plattenwärmetauschers angeordneten Wärme- 00270 speichermaterial; 00271 00272 Fig. 7 eine schematische Darstellung eines kofferarti00273 gen Gerätes zur Luftaufwärmung; 00274 00275 Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines gesonderten 00276 Gerätes zur Luftaufwärmung . 00277 00278 Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu 00279 Fig. 1, ein Kraftfahrzeug mit einem darin angeordneten 00280 Wärme-Speicherelement 1. Dieses Wärme-Speicherelement 1
00281 befindet sich auf dem Armaturenbrett, vorgeordnet zu
00282 einer Frontscheibe 2 des Kra tfahrzeuges. Wie insbeson-
00283 dere aus der Seitenansicht gemäß Fig. 2 ersichtlich
00284 ist, besitzt das Wärme-Speicherelement 1 unterseitig
00285 Befestigungselemente 3, die zu einer Verrastung oder
00286 sonstigen Befestigungen im Armaturenbrett führen. Wei-
00287 ter besitzt das Wärme-Speicherelement 1 unterseitig und
00288 oberseitig Luftdurchtrittschlitze 4, 5. Die unterseiti-
00289 gen Luftdurchtrittschlitze 4 sind in ύbereinstimmung
00290 mit Luftdurchtrittschlitzen 6 im Armaturenbrett 7 ausge-
00291 bildet. Alternativ hierzu ist auch, vgl. Fig. 3 eine
00292 versenkte Anordnung bzw. vollständig integrierte Anord-
00293 nung des Wärme-Speicherelementes 1 in einem Lüftungs-
00294 kreislauf eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Hierzu
00295 besitzt das Wärme-Speicherelement 1 Anschlußflansche 8,
00296 welche ein im wesentlichen gasdichtes Einsetzen in den
00297 Lüftungskreislauf ermöglichen. 00298
00299 Insbesondere die Darstellung gemäß Fig. 3 ist auch für
00300 die Ausführungsart von Bedeutung, bei welcher das Wär-
00301 me-Speicherelement 1 fest im Kraftfahrzeug, hier im
00302 Lüftungskreislauf, eingebaut ist. Dargestellt ist dage-
00303 gen, wie auch aus der Beschreibung ersichtlich, die
00304 Variante, in welcher das Wärmespeicherelement 1 heraus-
00305 nehmbar eingebaut ist. 00306
00307 Bei beiden Ausführungsformen, gemäß den Fig. 1 und 2
00308 bzw. Fig. 3 besteht das Wärme-Speichermaterial aus
00309 einer Granulatschüttung auf Basis von Silizium (vgl.
00310 US-PS 5,106,520). Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3
00311 weist das Wärme-Speicherelement eine Isolationsumhül-
00312 lung 9 auf. Diese kann aber aus einem herkömmlichen
00313 Isolationswerkstoff bestehen. Es ist keine hoch aufwen-
00314 dige Isolation erforderlich. Dies, weil bei längeren
00315 Unterbrechungen das Wärme-Speicherelement 1 aus dem
00316 Kraftfahrzeug herausgenommen werden kann zur separaten 00317 Aufheizung. 00318 00319 Auch wenn das Wärme-Speicherelement fest eingebaut ist, 00320 kann auf eine aufwendige Isolationsumhüllung verzichtet 00321 werden. Es kann eine einfache Isolierung, beispielswei00322 se durch eine SchaumstoffSchicht, vorgenommen sein. 00323 Auch besitzt ein solches Wärme-Speicherelement, das in 00324 den Lüftungskreislauf eines Kraftfahrzeuges integriert 00325 ist, bevorzugt ein relativ geringes Speichervolumen. 00326 Das Speichervolumen des Latentwärmespeichermaterials 00327 beträgt hierbei bevorzugt weniger als fünf Liter, etwa 00328 drei Liter oder zwei Liter. 00329 00330 Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist keine 00331 gesonderte Isolation vorgesehen. Es genügt hier die 00332 Isolationsfunktion des Gehäuses 10. Dies kann bspw. aus 00333 einem Hartschaumstoff, einem Kunststoffspritzteil oder 00334 dergleichen bestehen. 00335 00336 In Fig. 3 ist auch an dem Wärme-Speicherelement 1 eine 00337 Entnahmeklappe 10 angedeutet, die um eine Drehachse 11 00338 drehend ist . Hierdurch kann das in einer gesonderten 00339 Umhüllung 12 Latentspeicher-Granulatmaterial 13 geson00340 dert entnommen werden. Nach Wiederverschluß der Klappe 00341 10 sind die Leitungen 14 und 15 aber vermittels des 00342 ansonsten verbleibenden Gehäuses 9 weiter in Strömungs- 00343 verbindung. 00344 00345 Die genannte Klappe kann alternativ oder zusätzlich zu 00346 den Anschlußflanschen 8 vorgesehen sein. Diese Ausfüh00347 rungsform ist auch im Hinblick auf die zunächst erläu00348 terte Ausführungsform von Bedeutung. 00349
00350 In Fig. 4 ist ein Schaltschema dargestellt, in welchem 00351 mit dem Bezugszeichen 16 der Motor gekennzeichnet ist, 00352 mit 17 eine Kühlmittelpumpe und mit 18 ein Wärmeübertra00353 ger bzw. Wärmetauscher. Die Pfeile 19 bezeichnen den 00354 Kühlmittelkreislauf. Anderseitig des Wärmetauschers 18 00355 ist ein Lüftungskreislauf gegeben, Pfeile 20. Hier kann 00356 Außenluft bzw. Umluft, Pfeile 21, 22 über ein Gebläse 00357 23 zugemischt werden. Die so aufbereitete Luft geht in 00358 die Fahrgastzelle 24 über die Leitung 25 und wird je 00359 nach Frischluft oder Warmluft über die Leitungen gemäß 00360 den Pfeilen 26 oder 27 verteilt. Die Pfeile 26 kenn00361 zeichnen die Warmluftleitungen. In diese kann dann ent00362 sprechend hier vorliegender Anmeldung, Bezugszeichen 00363 28, die beschriebenen Wärmespeicher eingebaut sein. 00364 00365 In Fig. 5 sind verschiedene schematische Darstellungen 00366 der hier möglichen Wärme-Speicherelemente dargestellt . 00367 Das Wärme-Speicherelement 29 weist - in Strömungsrich00368 tung - zunächst granulatartiges Material 30 in einer 00369 sackartigen Umhüllung 31 (es kann hier auch eine - 00370 nicht dargestellte - Öffnungsklappe in dem Gehäuse 32 00371 vorgesehen sein) . Nachgeschaltet dazu, jedoch mit Strö00372 mungsdurchlässen 33 verbunden, eine Kammer 34, in wel00373 cher Trocknungsmaterial 35 aufgenommen ist. So kann 00374 nicht nur eine Schnellaufheizung der Fahrgastzelle, 00375 sondern zugleich auch eine Schnellentfeuchtung der Fahr- 00376 gastzelle gegebenenfalls erreicht werden. 00377 00378 Bei dem Gegenstand gemäß Fig. 5b sind gleiche Verhält00379 nisse gegeben, jedoch sind hier die Granulatkörner 30, 00380 die mit Latentwarmespeichermaterial versehen sind, 00381 gemischt angeordnet zu Entfeuchtungsmaterial 35. 00382 00383 In Fig. 5c ist eine Ausführung als Plattenwärmetauscher 00384 dargestellt, wobei eine einzelne Platte 36 teilweise
00385 aus Latentwarmespeichermaterial, bzw. einem entsprechen00386 den damit versehenen Strukturmaterial (ggf . auch aus 00387 den erwähnten Polyethylenmaterial) besteht und obersei00388 tig etwa aus Entfeuchtungsmaterial besteht. 00389 00390 In Fig. 6 ist eine beispielhafte Darstellung eines 00391 solchen Plattenwärmetauschers, bzgl. seines "Innenle00392 bens" dargestellt . 00393 00394 Es ist ersichtlich, daß eine Vielzahl von quadratischen 00395 Platten 37 neben- und übereinanderangeordnet sind. Beim 00396 Ausführungsbeispiel auf einer Grundfläche von 3 mal 4 00397 Platten, 21 Platten übereinander. Die Platten sind 00398 durch Stützelemente 38 voneinander beabstandet. 00399 00400 In Fig. 7 ist ein kofferartiges Gerät 39 dargestellt, 00401 daß im wesentlichen aus granulatförmig oder etwa nach 00402 Art eines Plattenwärmetauschers, wie vorstehend be00403 schrieben, ausgebildeten Latentwarmespeichermaterial 40 00404 auweist. Das Latentwarmespeichermaterial 40 nimmt, wie 00405 ersichtlich, mehr als die Hälfte des Volumens des kof00406 ferartigen Gerätes 39, beim Ausführungsbeispiel etwa 00407 drei Viertel des Volumens dieses Gerätes ein. Im weite00408 ren besitzt das kofferartige Gerät, wie lediglich sche00409 matisch angedeutet, eine Heizspirale 41. Diese ist über 00410 eine normalen Elektrostecker, der im weiteren nicht dar00411 gestellt ist, betreibbar. In Strömungsrichtung vorge00412 schaltet zu der Heizspirale 41 ist ein Lüftungsaggregat 00413 42, gleichfalls elektrisch, über einen nicht dargestell00414 ten Elektromotor betätigt, vorgesehen. 00415 00416 Darüber hinaus besitzt das kofferartige Gerät, das im 00417 übrigen im wesentlichen luftdicht ausgebildet ist, 00418 einen Ausblasanschluß 43 und einen Ansauganschluß 42. 00419 Über den Ansauganschluß 42 kann beispielsweise Umge-
00420 bungsluft angesaugt werden und über den Ausblasanschluß 00421 43, mittels einer Lüftungsleitung 44, die Warmluft an 00422 den gewünschten Ort strömungsmäßig geleitet werden. 00423 00424 Darüber hinaus ist ein Kupplungsschlauch 45 zur kurz00425 schlußartigen Verbindung der Anschlüsse 42 und 43, zur 00426 Selbstaufladung des Gerätes, vorgesehen. 00427 00428 Ein solches Gerät kann beispielsweise auf Baustellen00429 fahrzeugen mitgeführt werden, von Lastkraftwagen be00430 nutzt werden oder dergleichen. 00431 00432 Mit Bezug auf Fig. 8 ist eine besondere Ausgestaltung 00433 eines gesonderten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug 00434 mitzuführenden Wärme-Speicherelementes, ggf. auch in 00435 Ausgestaltung eines kofferartigen Gerätes, dargestellt. 00436 00437 Das Gerät 47 sitzt zunächst in einem - hoch wärmeiso00438 lierten - Gehäuse 48 aufgenommenes Wärmespeichermateri00439 al in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform. 00440 00441 Weiter weist das Gerät einen Ansaugstutzen 49 auf. In 00442 den Ansaugstutzen 49 ist bevorzugt ein Lüfterelement 00443 integriert. Gegebenenfalls auch eine Heizspirale, wie 00444 vorstehend im Hinblick auf das kofferartige Gerät erläu00445 tert, und eine Absperrklappe. Über einen Elektroan- 00446 schluß 50 mit einem für einen Kfz-Zigarettenanzünder 00447 geeigneten Stecker 51 ist das Gerät 47 an eine Kfz- 00448 Stromversorgung anschließbar. 00449 00450 Weiter weist das Gerät 47 einen Ausblasstutzen 52 auf, 00451 an welchen ein langgestrecktes Ausblasteil 53 in Form 00452 eines flexiblen Schlauches angebunden ist. Das Ausblas- 00453 teil 53 weist Ausblasöffnungen 54 auf, die über eine 00454 gewisse Länge nebeneinander ausgebildet sind. Der flexi-
00455 ble Ausblasschlauch 53 kann bspw. entlang der Wind00456 schutzscheibe in einem Kraftfahrzeug verlegt werden. 00457 Über den Ansaugstutzen 49 wird Umgebungsluft eingesaugt 00458 und durch Wärmetausch mit dem Wärmespeichermaterial 00459 erwärmt und dann in erwärmter Form wieder über den 00460 Ausblasschlauch 53 abgegeben. 00461 00462 Im weiteren weist das Ausblasteil 53 auch noch Befesti00463 gungselemente 55 in Form von Saugfüßen, zur Befestigung 00464 in einem Armaturenbrett auf. 00465 00466 Wie zuvor auch im Hinblick auf das kofferartige Gerät 00467 beschrieben, ist es grundsätzlich auch möglich, daß das 00468 Ende des Ausblasteils 53 mit dem Ansaugstutzen 49 wie00469 der verbunden wird, um so in einem "Kurzschlußzustand" 00470 etwa in besonderen Fällen über die eingebaute Heizspira00471 le eine Erwärmung des Speicherelementes vorzunehmen. 00472 00473 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In 00474 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der 00475 Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori00476 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt00477 lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser 00478 Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit 00479 aufzunehmen. 00480
Claims
00481 AN S P R U C H E 00482 00483 1. Wärme-Speicherelement (1), beispielsweise auf Basis 00484 eines Latentwärmespeichermaterials, insbesondere Paraf00485 fin, für ein Kraftfahrzeug mit einer Innenraum-Belüf00486 tung, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme-Speicherele00487 ment (1) integriert in die Innenraum-Belüftung angeord00488 net ist . 00489 00490 2. Wärme-Speicherelement (1) nach dem Merkmal des Ober00491 begriff des Anspruches 1 oder insbesondere danach, 00492 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme-Speicherelement 00493 (1) gesondert, ohne Strömungsverbindung zu vorhandenen 00494 Aggregaten der Innenraum-Belüftung in einem Kraftfahr00495 zeug, angeordnet ist. 00496 00497 3. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00498 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00499 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme-Speicherelement 00500 (1) ein eigenes Gebläse aufweist. 00501 00502 4. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00503 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00504 daß das Wärme-Speicherelement (1) an eine Kfz-eigene 00505 Stromversorgung angeschlossen ist oder anschließbar ist . 00506 00507 5. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00508 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00509 daß das Wärme-Speicherelement (1) ein langgestrecktes 00510 Ausblasteil (53) aufweist. 00511 00512 6. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00513 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00514 daß das Ausblasteil (53) als flexibler Schlauch ausge00515 bildet ist .
00516 7. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00517 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00518 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme-Speicherelement 00519 Anschlußelemente aufweist, zum herausnehmaren Einbau in 00520 den Wärme-Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges. 00521 00522 8. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00523 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00524 dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des in dem 00525 Wärme-Speicherelement (1) enthaltenen Wärme-Speicherma00526 terials weniger als fünf Liter, bevorzugt weniger als 00527 drei Liter beträgt . 00528 00529 9. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00530 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00531 dadurch gekennzeichnet, daß Trägermaterial in einer 00532 sackartigen, luftdurchlässigen Umhüllung aufgenommen 00533 ist und mit der Umhüllung in einem Wärme-Speicherbehäl00534 ter angeordnet ist . 00535 00536 10. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00537 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00538 dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme-Speicherbehälter 00539 zur Herausnahme und externen Aufheizung des Speicherma00540 terials offenbar ist . 00541 00542 11. Wärme-Speicherelement (1) nach einem oder mehreren 00543 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00544 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärme-Speicherbehäl00545 ter ein Trocknungsmaterial angeordnet ist . 00546 00547 12. Kofferartiges Gerät (39) zur Luftaufheizung, mit 00548 einem Wärme-Speichermaterial (40) , insbesondere ein 00549 Latentwarmespeichermaterial, einem Lüftungsaggregat 00550 (42) und einer Heizwendel (41) .
00551 13. Kofferartiges Gerät (39) nach Anspruch 7 oder insbe00552 sondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das koffer00553 artige Gerät (39) einen Ansauganschluß (42) und einen 00554 Ausblasanschluß (43) aufweist. 00555 00556 14. Kofferartiges Gerät (39) nach einem oder mehreren 00557 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00558 dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsschlauchele00559 ment (45) vorgesehen ist. 00560 00561 00562
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