DE19719487A1 - Kraftfahrzeug mit einer motorunabhängigen, elektrisch betriebenen Heizvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer motorunabhängigen, elek­ trisch betriebenen Heizvorrichtung für ein der Motorkühlung und/oder der Fahrzeug-Beheizung dienendes Wärmeträgermittel.

Zum technischen Um­ feld wird beispielshalber auf die DE 195 23 905 A1 und die DE 44 33 814 A1 verwiesen.

Bekannt sind motorunabhängige Fahrzeug-Heizgeräte, in denen Kraftstoff, mit welchem auch der Kraftfahrzeug-Antriebsmotor versorgt wird, verbrannt wird. Ein derartiges Heizgerät ist beispielsweise in der erstgenannten Schrift gezeigt. In der zweitgenannten Schrift ist eine elektrische Heizvorrichtung bzw. Zusatzheizung für das der Motorkühlung und/oder Fahrzeug-Beheizung dienende Wärmeträgermittel gezeigt, welches aus einer Vielzahl von PTC- Elementen besteht. Erforderlich werden kann eine derartige elektrische Heizvorrichtung, die insbesondere aus Zusatzheizung ausgelegt sein kann, bei Einsatz der neueren wirkungsgradoptimierten Brennkraftmaschinen als Fahrzeug-Antriebsmotor, da diese Brennkraftmaschinen kaum mehr Ver­ lustwärme erzeugen und somit anschließend an einen Kaltstart eine relativ lange Zeitdauer benötigen, um ihre Betriebstemperatur zu erreichen. Als Folge hiervon fällt auch nur eine geringe Abwärme, die zur Fahrzeug- Beheizung genutzt werden kann, an. Eine zusätzliche elektrische Heizvor­ richtung, deren Energie von einem von der Brennkraftmaschine angetriebe­ nen Generator erzeugt wird, schafft hier wirkungsvoll Abhilfe. Zum einen wird die Brennkraftmaschine in ihrer Warmlaufphase höher belastet und er­ reicht somit bereits dadurch schneller ihre Betriebstemperatur, zum anderen wird das Wärmeträgermittel durch die elektrische Heizvorrichtung schneller erwärmt, so daß relativ kurzzeitig nach einem Kaltstart der Fahrzeug- Brennkraftmaschine letztere auch hierdurch schneller ihre Betriebstempera­ tur erreicht und zusätzlich bereits Wärme zur Beheizung des Fahrzeug- Innenraumes zur Verfügung steht.

Während die eingangs genannten, mit Kraftstoff betriebenen Heizvorrich­ tungen äußerst aufwendig sind, besitzt eine elektrisch betriebene Heizvor­ richtung, die auf der Basis von PTC-Elementen arbeitet, einen relativ niedri­ gen Wirkungsgrad.

Eine demgegenüber verbesserte Heizvorrichtung aufzuzeigen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvor­ richtung auf Mikrowellen-Basis arbeitet. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildun­ gen sind Inhalt der Unteransprüche.

Es wird somit vorgeschlagen, das Wärmeträgermittel, welches wie üblich der Kühlung des Fahrzeug-Antriebsmotors und/oder der Beheizung des Fahrzeug-Innenraumes dienen kann, unter Zuhilfenahme des Mikrowellenprinzi­ pes zu erwärmen bzw. zu erhitzen. Normalerweise wird es sich bei diesem Wärmeträgermittel um die Kühlflüssigkeit der Fahrzeug-Brennkraftmaschine handeln, welche desweiteren über einen Fahrzeug-Heizungswärmetauscher, in welchem eine Wärmeübertragung auf einen in dem Fahrzeug-Innenraum zugeführten Luftstrom erfolgt, geführt wird oder geführt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge anwendbar, die üblicherweise ebenfalls einen Wärmeträgerkreis­ lauf besitzen.

Ein besonderer Vorteil einer auf Mikrowellen-Basis arbeitenden Heizvorrich­ tung ist deren relativ hoher Wirkungsgrad, nachdem hier praktisch keinerlei Übertragungsverluste auftreten. Dem Wärmeträgermittel kann somit die elektrische Energie quasi direkt zugeführt werden, hohe Verluste in ohm­ schen Widerständen wie bei den PTC-Elementen treten nicht auf. Darüber hinaus ist der Aufbau einer auf Mikrowellen-Basis arbeitenden Heizvorrich­ tung relativ einfach, d. h. eine derartige Heizvorrichtung kann auf einfache Weise in das Kraftfahrzeug integriert werden, ohne hohe Sicherheitsanfor­ derungen erfüllen zu müssen.

Im übrigen sei kurz auf die DE 41 05 734 A1 als weiteren bekannten Stand der Technik hingewiesen, worin eine Mikrowellen-Beheizung zum schnellen Erwärmen eines Brennkraftmaschinen-Abgaskatalysators vorgeschlagen ist.

Da die elektrisch betriebene auf Mikrowellen-Basis arbeitende Heizvorrich­ tung selbstverständlich elektrische Energie benötigt, die in einem Kraftfahr­ zeug üblicherweise nicht unbeschränkt zur Verfügung gestellt werden kann, kann es empfehlenswert sein, diese Heizvorrichtung erst nach einem Start des Fahrzeug-Antriebsmotor in Gang zu setzen. Für den eigentlichen Start­ vorgang des Antriebsmotors/der Brennkraftmaschine steht dann in einer üb­ lichen Fahrzeug-Batterie ausreichend Energie zur Verfügung. Aufgrund des hohen Wirkungsgrades einer auf Mikrowellen-Basis arbeitenden Heizvor­ richtung ist jedoch auch keine Vorheizung erforderlich, vielmehr erfolgt auch bei einer Inbetriebnahme erst nach einem Start des Fahrzeug-An­ triebsmotors bereits relativ kurzfristig eine deutlich spürbare Erwärmung des Fahrzeug-Innenraumes.

Bevorzugt ist ein Heizbehälter mit einer Mikrowellen-Quelle vorgesehen, der entweder an den Wärmeträgerkreislauf für die Motorkühlung und/oder Fahr­ zeug-Beheizung angeschlossen ist oder in diesen Wärmeträgerkreislauf einbindbar ist. Dabei kann nach dem Prinzip eines Durchlauferhitzers gear­ beitet werden, d. h. der Heizbehälter wird im Falle einer Heizanforderung kontinuierlich mit Wärmeträgermittel durchströmt, wobei selbstverständlich die Mikrowellen-Quelle in Betrieb ist. Es ist aber auch möglich, den Heizbe­ hälter im Falle einer Heizanforderung diskontinuierlich mit Wärmemittel zu durchströmen. Dies bedeutet, daß stets eine gewisse Menge von Wärmeträ­ germittel im Heizbehälter ruht und in diesem bei betriebener Mikrowellen- Quelle erwärmt wird. Dieses erwärmte Wärmeträgermittel wird daran an­ schließend in den Wärmeträgerkreislauf eingeführt, gleichzeitig wird eine entsprechende Teilmenge kalten Wärmeträgermittels aus dem Wärmeträ­ gerkreislauf entnommen. Selbstverständlich ist hierfür ein geeignetes Schaltventil erforderlich, welches im übrigen ebenso wie die Mikrowellen- Quelle sowie eine gegebenenfalls erforderlichen Umwälzpumpe für das Wärmeträgermittel von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert wer­ den kann. Daneben sind selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Ergän­ zungen oder Abwandlungen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug mit einer motorunabhängigen, elektrisch betriebenen Heizvorrichtung für ein der Motorkühlung und/oder der Fahrzeug- Beheizung dienendes Wärmeträgermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung auf Mikrowellen- Basis arbeitet.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an den Wärmeträgerkreislauf für die Motorkühlung und/oder Fahrzeug-Beheizung angeschlossenen oder in den Wärmeträgerkreislauf eingebundenen Heizbehälter mit einer Mikrowellen-Quelle.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizbehälter nach dem Prinzip ei­ nes Durchlauferhitzers arbeitet und im Falle einer Heizanforderung kontinuierlich mit Wärmeträgermittel durchströmt wird.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizbehälter im Falle einer Heizan­ forderung diskontinuierlich mit Wärmeträgermittel durchströmt wird und über zumindest ein Schaltventil an den Wärmeträgerkreislauf anbindbar oder von diesem trennbar ist.

5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung anschließend an einen Start des Kraftfahrzeug-Antriebsmotors in Gang setzbar ist.