DE202010013649U1

DE202010013649U1 - Heizvorrichtung mit anpassbarer Gebläsedrehzahlsteuerung

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Publication number: DE202010013649U1
Application number: DE202010013649U
Authority: DE
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2020-09-28

Abstract

Heizvorrichtung (1) für Kleinräume, mit
einem Heizelement (2) zum Erzeugen von Wärme und
einem Gebläse (3) mit einer veränderbaren Drehzahl zum Erzeugen eines Luftstroms, der an dem Heizelement (2) vorbeigeführt wird,
gekennzeichnet durch
eine Zentraleinheit (7) zum Bestimmen eines oder mehrerer Umgebungsparameter,
eine Einstelleinheit (8) zum Verändern einer die Drehzahl bestimmenden Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter, und
eine Steuereinheit (9) zum Steuern der Drehzahl des Gebläses (3) gemäß der Drehzahlcharakteristik.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für Kleinräume, insbesondere eine Vorrichtung zum Beheizen eines Innenraums eines solchen Fahrzeugs.
Heizgeräte für Kleinräume, insbesondere für Reisemobile, Wohnwägen, Wohnmobile, Boote, Container, Jagdhütten, Gartenhütten etc. weisen ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme aufweist, die über einen Wärmeübertrager (z. B. ein Wärmetauscher) an die Umgebung abgegeben werden kann. Ein Gebläse führt erwärmte Luft vom Wärmeübertrager ab und verteilt sie im Innenraum des Fahrzeugs, um die Innenraumtemperatur entsprechend zu erhöhen oder auf einem gewünschten Wert zu halten.
Dabei kann eine Vergleichmäßigung der Innenraumtemperatur durch eine Erhöhung der Gebläseleistung erreicht werden, denn die Leistung des Heizelements ist oft nur in einem beschränkten Maße veränderbar und wird dann meist auf einen konstanten Wert gehalten. Bei einer hohen Drehzahl des Gebläses, also bei einer hohen Gebläseleistung, wird viel Warmluft von dem Heizelement abgeführt.
Bei herkömmlichen Heizgeräten für Freizeitfahrzeuge ist einer bestimmten Temperatur des das Heizgerät verlassenden Luftstroms eine entsprechende Gebläsedrehzahl zugeordnet. Wenn das Heizelement also mit einer festgelegten Soll-Heizleistung betrieben wird, erwärmt sich der Luftstrom, und das Gebläse wird auf eine entsprechende Drehzahl eingestellt. Einer höheren Luftstromtemperatur ist stets genau eine Drehzahl zugeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung für Freizeitfahrzeuge anzugeben, mit der nicht nur eine gewünschte Raumtemperatur in dem Fahrzeug, sondern auch eine möglichst gleichmäßige Erwärmung erreicht werden kann. Dabei sollen auch mehrere unterschiedliche Heizverhaltensweisen der Vorrichtung auswahlbar oder einstellbar sein.
Die Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung dient zum Beheizen eines Kleinraums, insbesondere in Freizeitfahrzeugen wie beispielsweise Reisemobilen, Wohnwagen (auch Caravan oder Wohnanhänger genannt) oder Campingbussen, aber auch in gewerblich genutzten Mobilen wie so genannten Businessmobilen, Montagewagen oder Verkaufsfahrzeugen sowie in Containern, Jagdhütten oder Gartenhütten. Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist aber auch in weiteren Kraft- oder Lastkraftfahrzeugen oder deren Anhänger, insbesondere in Automobilen, Klein- oder Reisebussen, Pferdehängern, Baumaschinen, Booten oder Campingzelten, insbesondere Vorzelten für Wohnwagen oder Wohnmobile einsetzbar.
Die Heizvorrichtung weist ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme auf, das die Wärme beispielsweise durch ein Verbrennen von Brennstoffen, einen Betrieb eines elektrischen Widerstands oder eine elektromagnetische Induktion erzeugt.
Ferner weist die Heizvorrichtung ein Gebläse mit einer veränderbaren Drehzahl auf. Hier wird von einer Drehzahl gesprochen, was allerdings nicht implizieren muss, dass das Gebläse auf einem Prinzip zum Erzeugen eines Luftstroms beruht, bei dem in dem Gebläse ein Flügelrad bzw. ein Rotor angetrieben wird. Es ist vielmehr auch der Einsatz eines Gebläses möglich, bei dem ein Luftstrom beispielsweise aufgrund eines Pumpvorgangs, wie etwa bei einem Blasebalg erzeugt wird. Dann beschreibt die Drehzahl freilich nicht eine Drehgeschwindigkeit, sondern eine Pumpfrequenz, eine Pumpleistung oder die Größe einer Fließgeschwindigkeit oder des Volumenstroms von durch das Gebläse ausgestoßener Luft. Die hier verwendete Bezeichnung Drehzahl ist somit also mit den Begriffen Gebläsefördermenge, Leistung oder Gebläseleistung synonym, so dass eine hohe Drehzahl einen Luftstrom mit einer hohen Flussgeschwindigkeit bzw. mit einem hohen Austrittsdruck aus dem Gebläse bewirkt. Da die Drehzahl des Gebläses veränderbar ist, kann das Gebläse Luft mit einer einstellbaren Fließgeschwindigkeit bewegen.
Der durch das Gebläse erzeugte Luftstrom wird an dem Heizelement vorbeigeführt, so dass sich die vorbeigeführte Luft erwärmen kann, wenn das Heizelement in Betrieb ist. Außerdem sind das Heizelement und das Gebläse so angeordnet, dass die Bewegungsrichtung von durch das Gebläse bewegter Luft von dem Heizelement weg und in den Innenraum des Fahrzeugs hinein verläuft. Der erwärmte Luftstrom kann somit in den Innenraum des Fahrzeugs abgegeben werden, um diesen zu beheizen.
Die Heizvorrichtung weist zudem eine Zentraleinheit zum Bestimmen eines Umgebungsparameters auf. Dieser Umgebungsparameter kann beispielsweise einen physikalischen Parameter in der Umgebung der Heizvorrichtung oder des Fahrzeugs darstellen. Der Umgebungsparameter kann aber auch ein aus einer Mehrzahl von physikalischen Parametern zusammengefasster Umgebungsparameter sein. Es ist ebenso möglich, dass der Umgebungsparameter nicht zwangsläufig auf physikalischen Parametern beruht, sondern auf Parametern, die eine oder mehrere Eigenschaften oder Zustände des Fahrzeugs oder dessen Benutzer widerspiegeln. Ebenfalls kann ein Umgebungsparameter eine Auswahl oder Eingabe eines Benutzers darstellen, oder in einer Vornahme einer Einstellung oder Auswahl durch den Benutzer bestehen. Der möglicherweise zunächst abstrakt erscheinende Begriff des Umgebungsparameters schließt somit also tatsächliche physikalische Parameter ein, welche in der Umgebung der Heizvorrichtung oder des Fahrzeugs vorliegen, wie auch durch die Heizvorrichtung, einen Benutzer oder eine externe Einheit bereitgestellte oder verarbeitete Parameter und eine Benutzerauswahl oder einen Benutzerwunsch mit ein.
Eine Einstelleinheit der Heizvorrichtung dient einem Verändern einer Drehzahlcharakteristik, welche die Drehzahl des Gebläses bestimmt. Dabei ist die Drehzahlcharakteristik durch die Einstelleinheit in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter veränderbar. Die Veränderbarkeit der Drehzahlcharakteristik impliziert zunächst, dass bereits eine Drehzahlcharakteristik vorliegt, die anschließend verändert wird. Es sei aber ausdrücklich auch der Fall darunter verstanden, dass eine Drehzahlcharakteristik zunächst erstellt wird und anschließend verändert werden kann. Somit fällt hier unter den Begriff des Veränderns auch, dass eine Drehzahlcharakteristik dadurch verändert wird, dass sie erstellt wird und gegebenenfalls anschließend verändert werden kann.
Die Heizvorrichtung weist außerdem eine Steuereinheit zum Steuern der Drehzahl des Gebläses gemäß der Drehzahlcharakteristik auf. Die Drehzahlcharakteristik beschreibt ein Drehzahlverhalten bzw. ein Leistungsverhalten des Gebläses und bestimmt somit, unter welchen Bedingungen ein starker oder schwacher Luftstrom aus der Vorrichtung austreten soll, also ein Luftstrom mit einer hohen oder niedrigen Flussgeschwindigkeit bzw. einem hohen oder niedrigen Volumenfluss. Die Steuereinheit setzt diese Vorgaben wiederum über die Drehzahlcharakteristik um, und steuert das Gebläse derart, dass es mit der jeweiligen Drehzahl bzw. Leistung angetrieben wird, die den vorliegenden Bedingungen entsprechen.
Da die Drehzahlcharakteristik mit Hilfe der Einstelleinheit in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter veränderbar ist und die Drehzahl des Gebläses mit Hilfe der Steuereinheit gemäß der Drehzahlcharakteristik steuerbar ist, kann das Gebläse somit also letztlich mit einer von dem Umgebungsparameter abhängigen Drehzahl betrieben werden.
Bisher konnten Heizgeräte auf eine bestimmte Heiztemperatur eingestellt werden, so dass sie mit einer eingestellten Heizleistung und einer zugeordneten Gebläsedrehzahl betrieben wurden. Einer bestimmten gewünschten Heiztemperatur bzw. der entsprechenden Luftstromtemperatur des aus einem Gebläse strömenden Luftstroms war dabei genau eine bestimmte Gebläsedrehzahl zugeordnet. Gemäß der Erfindung ist es jedoch durch eine Veränderbarkeit der Drehzahl des Gebläses in Abhängigkeit von der wiederum veränderlichen Drehzahlcharakteristik möglich, unterschiedliche Drehzahlen einer gewünschten Ausströmtemperatur zuzuordnen, wobei eine entsprechende Drehzahlcharakteristik bewirkt, dass die Drehzahl und die Luftstromtemperatur nicht separat voneinander eingestellt werden müssen.
Es ist mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung möglich, die Drehzahlcharakteristik und somit die Drehzahl gemäß einem Umgebungsparameter zunächst so einzustellen, dass die Steuereinheit das Gebläse derart steuert, dass es mit einer hohen Drehzahl läuft. Wenn das Gebläse mit dieser hohen Drehzahl läuft, wird in kurzer Zeit viel Wärme bzw. erwärmte Luft von dem Heizelement abgeführt und in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet. Das Heizelement, dessen Soll-Heizleistung zuvor festgelegt wurde, kann infolgedessen derart nachgeregelt werden, dass die Heizleistung erhöht wird und der von dem Gebläse in das Fahrzeug geleitete Luftstrom eine im Wesentlichen konstante Temperatur aufweist. Auf diese Weise wird das Fahrzeuginnere schnell auf eine gewünschte Temperatur gebracht. Dabei wird primär eine gleichmäßige Warmluftverteilung angestrebt und – falls erforderlich und technisch möglich – ein höhere Heizleistung aus Komfortgründen ermöglicht.
Es ist aber andererseits auch möglich, die Drehzahlcharakteristik so zu verändern, dass die Heizvorrichtung zwar auf dieselbe Temperatur eingestellt wird, wie soeben beschrieben, die Drehzahl des Gebläses aber geringer ist. Wenn das Gebläse mit einer niedrigen Drehzahl läuft, kann das Heizelement mit einer geringeren Leistung betrieben werden, damit ein Luftstrom mit einer konstanten eingestellten Temperatur durch das Gebläse in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet werden kann.
Somit ist es mit der Heizvorrichtung möglich, nicht nur eine gewünschte Innenraumtemperatur auszuwählen und einzustellen. Vielmehr ist auch die Geschwindigkeit einstellbar, mit welcher die gewünschte Temperatur erreicht werden soll. Dies kann beispielsweise dann von großer Bedeutung sein, wenn rasche Temperaturschwankungen vermieden werden sollen oder wenn mit einer das Heizgerät versorgenden elektrischen Leistung sparsam umgegangen werden soll. Daraus folgt auch, dass ein Maß einer Konstanz bzw. einer Trägheit einstellbar ist, mit welcher eine vorgegebene Raumtemperatur eingehalten werden soll. Dies kann etwa von Bedeutung sein, wenn ein träges Heizverhalten von einem Benutzer unerwünscht ist und eine möglichst konstante Temperatur auch bei einem Schwanken der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs gewünscht wird.
Insbesondere bestimmt die Drehzahlcharakteristik ein Verhältnis der Drehzahl des Gebläses zu einer Luftstromtemperatur des Luftstroms stromab von dem Heizelement. Gemäß einer Drehzahlcharakteristik bewirkt eine erste Luftstromtemperatur somit eine entsprechende erste Drehzahl des Gebläses. Eine zweite Luftstromtemperatur bewirkt eine zweite Drehzahl des Gebläses usw. Da allerdings die Drehzahlcharakteristik durch die Zentraleinheit veränderbar ist, kann einer Luftstromtemperatur auch eine andere Drehzahl oder umgekehrt zugeordnet werden. Somit ist wiederum einstellbar, mit welcher Geschwindigkeit eine Temperatureinstellung im Fahrzeug erfolgt bzw. wie schnell eine Temperatur erreicht werden soll oder mit welcher Trägheit die Heizvorrichtung heizen soll.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Heizvorrichtung eine Bedieneinheit zum Eingeben einer Benutzervorgabe durch einen Benutzer auf. Dazu kann beispielsweise eine Tastatur, ein berührungsempfindlicher Bildschirm, ein sprachgesteuertes Bedienteil, eine Computermaus oder ein ähnliches Eingabegerät verwendet werden. Durch die Zentraleinheit ist der Umgebungsparameter gemäß der Benutzereingabe veränderbar. Somit entspricht in diesem Fall also der Umgebungsparameter nicht zwangsläufig einem physikalischen Parameter der Umgebung, sondern einem Benutzerwunsch bzw. der Benutzervorgabe. Die Benutzervorgabe kann beispielsweise darin bestehen, dass ein physikalischer Parameter der Umgebung eingegeben wird. Dann entspricht der Umgebungsparameter wiederum einem physikalischen Parameter. Die Benutzervorgabe kann allerdings ebenso ein Benutzerwunsch sein, wonach ein schnelles Ansprechverhalten der Heizvorrichtung, also eine geringe Trägheit gewünscht und somit eingestellt wird. Ebenso gut kann der Benutzerwunsch einer Vorgabe durch den Benutzer entsprechen, wonach eine gewünschte Raumtemperatur zwar erreicht werden soll, hierzu jedoch eine möglichst geringe Leistungsaufnahme durch die Heizvorrichtung erfolgen bzw. keine hohen Spitzenlasten im Betrieb der Heizvorrichtung auftreten sollen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Heizvorrichtung eine Speichereinheit zum Speichern von wenigstens zwei voreingestellten Drehzahlcharakteristiken auf. Es liegt also beispielsweise eine erste voreingestellte Drehzahlcharakteristik vor, wonach jeder Luftstromtemperatur eine entsprechende Drehzahl des Gebläses zugeordnet ist, sowie wenigstens eine weitere voreingestellte Drehzahlcharakteristik, wonach jeder Luftstromtemperatur ebenfalls eine entsprechende Drehzahl zugeordnet ist. Allerdings unterscheiden sich diese beiden voreingestellten Drehzahlcharakteristiken, so dass z. B. eine Luftstromtemperatur stromab von der Heizung gemäß den unterschiedlichen Drehzahlcharakteristiken jeweils unterschiedliche Drehzahlen bewirkt. Es ist auch möglich, dass beispielsweise eine erste Luftstromtemperatur gemäß einer ersten Drehzahlcharakteristik der gleichen Drehzahl zugeordnet ist wie gemäß einer zweiten Drehzahlcharakteristik, während eine zweite Luftstromtemperatur gemäß der ersten Drehzahlcharakteristik einer anderen Drehzahl zugeordnet ist, als gemäß der zweiten Drehzahlcharakteristik.
Die voreingestellten Drehzahlcharakteristiken können beispielsweise in Form von Kennlinien oder einer Tabelle in der Speichereinheit gespeichert sein. Jedenfalls beschreiben die Drehzahlcharakteristiken das Drehverhalten des Gebläses, also unter welchen Umständen die Drehzahl durch die Steuereinheit hoch oder niedrig einzustellen ist. Die Drehzahlcharakteristik ist hier dadurch veränderbar, dass mit Hilfe der Bedieneinheit eine der gespeicherten Drehzahlcharakteristiken durch den Benutzer als Drehzahlcharakteristik ausgewählt wird. Es ist aber auch möglich, dass eine von mehreren voreingestellten Drehzahlcharakteristiken ausgewählt wird und die Drehzahlcharakteristik anschließend wiederum veränderbar ist. Die Veränderbarkeit ergibt sich also bereits in der Auswählbarkeit einer von mehreren Drehzahlcharakteristiken, kann aber darüber hinaus auch eine Veränderbarkeit einer ausgewählten oder sogar einer abgespeicherten Drehzahlcharakteristik betreffen.
Das Verändern der Drehzahlcharakteristik kann auch automatisch durch die Einstelleinheit erfolgen. Ähnlich wie in dem zuvor dargelegten Beispiel kann bei einer Ausführungsform der Heizvorrichtung mit einer Speichereinheit zum Speichern von wenigstens zwei voreingestellten Drehzahlcharakteristiken eine davon automatisch ausgewählt und somit also im oben beschriebenen Sinne verändert werden. Vorzugsweise geschieht die automatische Auswahl einer der Drehzahlcharakteristiken gemäß eines einstellbaren Verhaltens, wie etwa einer Voreinstellung der Heizvorrichtung bzw. des Gebläses, die auf einem Benutzerwunsch oder einer Werkseinstellung basieren kann. Möglich ist dabei, dass ein Benutzer mithilfe einer Bedieneinheit eine Eingabe vornehmen kann, die bestimmt, dass die Heizvorrichtung stets eine möglichst geringe Stromaufnahme des Gebläses aufweisen soll. Dann wählt die Einstelleinheit diejenige der voreingestellten Drehzahlcharakteristiken automatisch aus, die bei einer bestimmten Luftstromtemperatur die geringste Drehzahl vorsieht, wodurch eine geringere Stromaufnahme des Gebläses erfolgt und damit dem eingestellten Verhalten entsprochen wird.
Möglich ist auch, dass die Auswahl einer der voreingestellten Drehzahlcharakteristiken in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter automatisch durch die Einstelleinheit vorgenommen wird, was wiederum gemäß einem einstellbaren Verhalten erfolgt. Zunächst wählt die Einstelleinheit eine der voreingestellten Drehzahlcharakteristiken automatisch aus, um die Heizvorrichtung entsprechend zu betreiben. Übersteigt der Umgebungsparameter dann etwa einen bestimmten Wert, wählt die Einstelleinheit eine andere voreingestellte Drehzahlcharakteristik als Drehzahlcharakteristik aus.
Der Umgebungsparameter kann beispielsweise die Innenraumtemperatur im Innenraum des Fahrzeugs sein, oder etwa die Außentemperatur außerhalb des Fahrzeugs, die Luftstromtemperatur des Luftstromes stromauf oder stromab von dem Heizelement, ein Innenraumvolumen des Innenraums des Fahrzeugs, der Fahrzeugtyp des Fahrzeugs, ein Ladegewicht des Fahrzeugs, eine Länge einer den Luftstrom führenden Rohrleitung, eine Höhe einer Versorgungsspannung zur Spannungsversorgung des Gebläses, eine Art der Versorgungsspannung, eine Höhe einer Stromaufnahme des Gebläses oder eine Benutzereingabe. Möglich ist auch, dass der Umgebungsparameter aus zwei oder mehreren dieser Parameter gebildet ist oder aus einer Kombination einer Benutzereingabe mit einem oder mehreren dieser Parameter.
Soll die Innenraumtemperatur im Innenraum des Fahrzeugs den Umgebungsparameter darstellen, so bestimmt die Zentraleinheit die Innenraumtemperatur als Umgebungsparameter. Dies kann etwa durch eine Benutzereingabe über eine Bedieneinheit erfolgen, die mit der Zentraleinheit kommuniziert. Die Einstelleinheit verändert die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur im Innenraum des Fahrzeugs und die Steuereinheit steuert die Drehzahl des Gebläses wiederum gemäß der veränderten Drehzahlcharakteristik und damit letztlich in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur.
Soll dagegen die Außentemperatur außerhalb des Fahrzeugs den Umgebungsparameter darstellen, so bestimmt die Zentraleinheit die Außentemperatur als Umgebungsparameter, in deren Abhängigkeit schließlich die Drehzahl des Gebläses gesteuert wird. Verändert sich die Außentemperatur, so kann die Einstelleinheit die Drehzahlcharakteristik entsprechend verändern, so dass die Drehzahl durch die Steuereinheit nun anders gesteuert wird, beispielsweise bei einer zuvor einer ersten Drehzahl entsprechenden Luftstromtemperatur mit einer zweiten, höheren Drehzahl.
Auch kann die Luftstromtemperatur stromauf oder stromab von dem Heizelement selbst als Umgebungsparameter festgelegt werden. Kann beispielsweise das Heizelement eine bestimmte Heiztemperatur nicht mehr erreichen, so dass auch die Luftstromtemperatur entsprechend gering bleibt, kann dies unter Umständen durch einen Wärmestau ausgelöst sein. Die Drehzahlcharakteristik kann dann etwa durch die Einstelleinheit derart verändert werden, dass bei der zunächst gesättigt erscheinenden Luftstromtemperatur eine höhere Drehzahl eingestellt wird, so dass mehr Warmluft und somit mehr Wärme schneller von dem Heizelement abgeführt wird und der Wärmestau gelöst wird. Das Heizelement kann anschließend wieder mit einer höheren Leistung heizen.
Der Umgebungsparameter kann durch ein Innenraumvolumen des Fahrzeugs bestimmt sein, wobei das Innenraumvolumen in die Heizvorrichtung, etwa durch eine Bedieneinheit oder eine Wartungsschnittstelle von außerhalb der Vorrichtung oder gar des Fahrzeugs, eingegeben wird. Da sich das Innenraumvolumen nach der Herstellung des Fahrzeugs meist nicht mehr signifikant ändert, kann es als Festwert für ein bestimmtes Fahrzeug oder einen Fahrzeugtyp behandelt werden. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise für eine Vielzahl von Arten von Freizeitfahrzeugen ausgelegt sein, die sich in ihren Innenraumvolumina deutlich voneinander unterscheiden. Das Erreichen einer Solltemperatur in einem kleinen Fahrzeug mit einem kleinen Volumen kann etwa lediglich einer geringen Drehzahl des Gebläses bedürfen, um ein ausreichendes Heizverhalten zu gewährleisten, während bei einem großen Fahrzeug mit einem großen Innenraumvolumen ein gleichmäßigeres Aufheizen notwendig sein kann, um ein angenehmes Raumklima zu schaffen.
Hier wird die Heizvorrichtung in dem kleinen Fahrzeug verwendet, nachdem das entsprechend kleine Innenraumvolumen als Umgebungsparameter festgelegt wurde. Die Drehzahlcharakteristik wird somit durch die Einstelleinheit derart verändert – also erzeugt, umgestaltet oder aus einer Mehrzahl an voreingestellten Drehzahlcharakteristiken ausgewählt – dass ein langsames Aufheizen auf eine Solltemperatur erfolgt bzw. einer bestimmte Luftstromtemperatur eine geringe Drehzahl zugeordnet ist. Soll die Heizvorrichtung dagegen in dem großen Fahrzeug verwendet werden, wird das entsprechend große Innenraumvolumen eingegeben und die Einstelleinheit verändert die Drehzahlcharakteristik nunmehr so, dass die bestimmte Luftstromtemperatur einer entsprechend höheren Drehzahl entspricht, also die Steuereinheit das Gebläse so steuert, dass eine Solltemperatur schneller erreicht werden kann. Anders ausgedrückt steuert dann die Steuereinheit das Gebläse so, dass eine hohe Drehzahl bereits bei einer niedrigen Luftstromtemperatur eingestellt wird.
In ähnlicher Weise kann der Umgebungsparameter auch der Fahrzeugtyp des Fahrzeugs sein. Beispielsweise kann die Drehzahlcharakteristik für ein Vorzeit eines Wohnwagens, das Außentemperaturschwankungen naturgemäß stärker unterworfen ist als ein im Unterschied dazu gut isoliertes Wohnmobil, entsprechend weniger träge eingestellt werden als dies bei dem Wohnmobil noch als angenehm empfunden würde.
Der Umgebungsparameter kann auch ein Ladegewicht des Fahrzeugs sein, über das etwa ein Rückschluss darüber gezogen werden kann, wie viele Personen sich in dem Fahrzeug aufhalten. Hält sich eine große Gruppe an Personen in dem Fahrzeug auf, so kann eine deutlich andere Drehzahlcharakteristik bzw. eine anderes Trägheitsverhalten der Heizvorrichtung benötigt werden, als wenn sich keine Personen darin aufhalten. Im letzteren Fall kann eine große Trägheit im Heizverhalten geduldet werden, also etwa beim Sicherstellen einer eingestellten Soll-Temperatur, auf welcher der Innenraum des Fahrzeugs gehalten werden soll. Auch ist kann es bei einem leeren aber dennoch zu beheizenden Fahrzeug eine geringere Rolle spielen, mit welcher durch die Drehzahl bedingten Lautstärke das Gebläse arbeitet, während es etwa bei einer Anwesenheit einer Person im Innenraum von Bedeutung sein kann, dass das Gebläse möglichst leise ist, also mit einer möglichst geringen Drehzahl läuft.
Der Umgebungsparameter kann auch durch die Länge einer den Luftstrom führenden Rohrleitung bestimmt sein. Es kann erwünscht sein, die Drehzahl des Gebläses bei einer bestimmten Luftstromtemperatur nahe dem Heizelement bzw. nahe der Heizvorrichtung relativ hoch einzustellen, wenn die Rohrleitung verhältnismäßig lang ist. Bei einer kürzeren Rohrleitung kann eine geringere Drehzahl ausreichend sein, um ein entsprechendes Heizverhalten zu erreichen. So kann etwa die Länge der Rohrleitung als Umgebungsparameter mithilfe der Zentraleinheit bestimmt werden, woraufhin die Einstelleinheit die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit hiervon verändert. Die Steuereinheit steuert die Drehzahl des Gebläses dann gemäß der Drehzahlcharakteristik. Somit ist also die Drehzahl des Gebläses bei einer bestimmten Luftstromtemperatur gemäß der Rohrleitungslänge einstellbar.
Auch kann der Umgebungsparameter durch eine Höhe einer Versorgungsspannung zur Spannungsversorgung des Gebläses oder eine Art der Versorgungsspannung, wie auch eine Höhe einer Stromaufnahme des Gebläses bestimmt sein. Somit kann eingestellt werden, dass einer Luftstromtemperatur eine geringere als zuvor eingestellte Drehzahl gemäß der entsprechend veränderten Drehzahlcharakteristik zugeordnet wird, damit ein geringerer Leistungsverbrauch erfolgt.
Der Umgebungsparameter kann auch eine Benutzereingabe sein. Beispielsweise kann, wie oben bereits beschrieben, bei einer Auswahl aus einer Mehrzahl voreingestellter Drehzahlcharakteristiken die Auswahl durch eine Benutzereingabe den Umgebungsparameter darstellen, so dass die dementsprechend veränderte Drehzahlcharakteristik der ausgewählten voreingestellten Drehzahlcharakteristik entspricht.
Da der Umgebungsparameter auch durch eine Benutzereingabe bestimmt sein kann, ist es möglich, die Parameter wie Innenraumtemperatur, Höhe der Stromaufnahme usw. direkt etwa über eine Bedieneinheit der Zentraleinheit einzugeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Heizvorrichtung können zum Erfassen des Umgebungsparameters aber auch ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein Innenraumtemperatursensor zum Erfassen der Innenraumtemperatur vorgesehen sein. Die Außentemperatur kann über einen Außentemperatursensor erfasst werden. Die Heizvorrichtung kann auch einen Luftstromtemperatursensor zum Erfassen der Luftstromtemperatur, eine Volumeneingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Werts des Innenraumvolumens durch einen Hersteller und/oder einen Benutzer, eine Fahrzeugtypeingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Fahrzeugtyps durch einen Benutzer, einen Gewichtssensor zum Erfassen des Ladegewichts, eine Leitungslängeneingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe der Länge der Rohrleitung durch einen Benutzer, einen Spannungssensor zum Erfassen der Höhe der Versorgungsspannung, eine Spannungstyp-Erfassungseinheit zum Erfassen der Art der Versorgungsspannung, einen Stromsensor zum Erfassen der Höhe der Stromaufnahme oder eine Benutzereingabe-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Benutzereingabe aufweisen. Es können selbstverständlich auch mehrere oder alle dieser Sensoren und Eingabeeinheiten vorgesehen sein, so dass auch der Umgebungsparameter auswahlbar ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Heizvorrichtung sind diese Sensoren oder Eingabeeinheiten nicht in oder an der Heizvorrichtung bereitgestellt, sondern es können externe Sensoren bzw. Eingabeeinheiten mit der Heizvorrichtung verbunden werden, so dass der Umgebungsparameter bzw. genauer gesagt seine Art und sein Betrag von der Zentraleinheit bestimmbar ist bzw. sind. Die Zentraleinheit kann demnach zum Bestimmen des Umgebungsparameters mit einem externen Außentemperatursensor zum Erfassen der Außentemperatur, einer externen Fahrzeugtypeingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Fahrzeugtyps durch einen Benutzer, einem externen Gewichtssensor zum Erfassen des Ladegewichts, einem externen Spannungssensor zum Erfassen der Höhe der Versorgungsspannung, einer externen Spannungstyp-Erfassungseinheit zum Erfassen der Art der Versorgungsspannung, einem externen Stromsensor zum Erfassen der Höhe der Stromaufnahme und/oder einer externen Benutzereingabe-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Benutzereingabe über eine Datenverbindung verbindbar sein, um einen oder mehrere entsprechende Umgebungsparameter zu bestimmen.
Die Art oder ein Wert bzw. Betrag des Umgebungsparameters ist gemäß einer weiteren Ausführungsform in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe auswählbar. Ein Benutzer kann somit beispielsweise einen Umgebungsparameter nach seinem Belieben verändern, obwohl er möglicherweise aufgrund eines entsprechenden Sensors einen anderen Wert hat als es der Benutzer eingibt. Damit ist es dem Benutzer möglich, die Drehzahlcharakteristik direkt zu verändern und das Heizverhalten der Heizvorrichtung seinem Wunsch anzupassen.
Die Art oder ein Wert des Umgebungsparameters kann auch gemäß einer werksseitigen Einstellung der Vorrichtung festgelegt sind. Beispielsweise kann werksseitig festgelegt sein, dass der Fahrzeugtyp, also ein bestimmtes Fahrzeugmodell, den Umgebungsparameter mithilfe der Zentraleinheit bestimmt. Dementsprechend verändert dann die Einstelleinheit die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Fahrzeugtyp und die Steuereinheit steuert die Drehzahl des Gebläses gemäß der entsprechend veränderten Drehzahlcharakteristik. Dadurch ist es möglich, dass eine Drehzahlcharakteristik bereitgestellt oder erstellt wird, die auf den bestimmten Fahrzeugtyp abgestimmt ist. Es ist aber auch möglich, das eine werksseitige Bestimmung des Umgebungsparameters nachträglich wieder geändert wird, so dass beispielsweise die Innenraumtemperatur den Umgebungsparameter bestimmt. Wie oben bereits beschrieben, ist hierbei auch eine automatische Festlegung eines Umgebungsparameters gemäß einem einstellbaren Verhalten möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Heizvorrichtung ist die Art des Umgebungsparameters in Abhängigkeit von einem Wert der Innenraumtemperatur, der Außentemperatur, der Luftstromtemperatur, des Innenraumvolumens, des Ladegewichts, der Höhe der Versorgungsspannung, der Art der Versorgungsspannung, der Höhe der Stromaufnahme oder der Benutzereingabe automatisch auswahlbar. Beispielsweise kann zunächst die Außentemperatur außerhalb des Fahrzeugs als Umgebungsparameter bestimmt sein. Dies kann, wie oben beschrieben, zum Beispiel aufgrund einer werksseitigen Einstellung oder aufgrund einer Benutzereingabe der Fall sein. Fällt bei dieser Ausführungsform aber beispielsweise die Höhe der Stromaufnahme der Heizvorrichtung unter einen zuvor festgelegten kritischen Wert, kann die Zentraleinheit beispielsweise ersatzweise die Höhe der Stromaufnahme als Umgebungsparameter bestimmen. Dies kann zum Beispiel aufgrund eines eingestellten möglichst sicheren Verhaltens der Heizvorrichtung erfolgen. Es kann dann eine veränderte Drehzahlcharakteristik für die Steuerung des Gebläses maßgeblich sein, wonach eine geringere Drehzahl für eine bestimmte Luftstromtemperatur vorgesehen ist, so dass die Heizvorrichtung mit einer geringeren Leistung betrieben wird und die geringere Stromaufnahme dem Betrieb der Heizvorrichtung nicht entgegensteht.
So kann auch ein Energiesparmodus oder eine Unterspannungsabschaltung vorgesehen sein, wenn z. B. die Batterie geschont werden soll bzw. die Batteriekapazität zur Neige geht. Hierbei kann das System auch bei unterschiedlichen Heizsystem unterschiedliche Maßnahmen ergreifen. So ist es unter Umständen sinnvoll, eine Gasheizung bei einer kurzzeitigen Unterbrechung des Heizbetriebs abzuschalten, während eine Dieselheizung auch dann, wenn kurzzeitig keine Wärme benötigt wird, wenigstens auf niedrigster Stufe durchlaufen sollte, weil das Ein- und Ausschalten viel Strom kosten würde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Einstelleinheit der Heizvorrichtung eine Eingabeeinheit zum Ermöglichen einer Benutzereingabe zum Festlegen eines Wertes des Umgebungsparameters durch einen Benutzer auf. Anstatt einen Wert bzw. Betrag des Umgebungsparameters über einen internen oder externen Sensor oder eine Erfassungseinheit einzuholen, kann der Benutzer somit dessen Wert selbständig festlegen. Dadurch wird die bestimmte Art des Umgebungsparameters, also beispielsweise die Außentemperatur beibehalten, aber der Wert ist festlegbar. Dadurch kann zum Beispiel eine tatsächliche Außentemperatur, nach der sich die Drehzahlcharakteristik richten würde, durch eine willkürlich festgelegte, z. B. gefühlte Außentemperatur ersetzt werden, um einem durch das Heizverhalten zu befriedigende Komfortbedürfnis des Benutzers besser Rechnung zu tragen.
Die Steuereinheit kann auch in der Lage sein, beim Beheizen eines Raumes unterschiedliche Strömungswiderstände zu korrigieren, die sich durch unterschiedlich lange Warmluft-Rohrleitungen ergeben. So kühlt sich die erwärmte Luft in einem längeren Rohr teilweise deutlich ab, so dass am Luftaustritt am Rohrende nur noch kühlere Luft zur Verfügung steht. Das Gebläse kann dies ausgleichen, in dem die Strömungsgeschwindigkeit der Warmluft erhöht wird, so dass sich die Verweilzeit der Warmluft in dem Rohr verringert.
Durch das Erhöhen der Gebläsedrehzahl kann erreicht werden, dass die Luft im Inneren des zu beheizenden Raums besser durchmischt wird.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine in skizzierter Form dargestellte Heizvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Skizze einer in einem Freizeitfahrzeugs eingebauten erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;
3 ein Diagramm mit als Kennlinien abgebildeten Drehzahlcharakteristiken; und
4 ein weiteres Diagramm mit als Kennlinien abgebildeten Drehzahlcharakteristiken.
Die Heizvorrichtung 1 in 1 weist ein Heizelement 2 auf, das Wärme erzeugen kann. In dieser Ausführungsform erzeugt das Heizelement 2 Wärme durch Verbrennen eines brennbaren Gases wie etwa Propan oder Butan, das dem Heizelement 2 beispielsweise aus einer Gasflasche kontrolliert zuführbar ist. Ein Gebläse 3 ist nahe dem Heizelement 2 angeordnet und kann mit einer veränderbaren Drehzahl betrieben werden. Hier weist das Gebläse 3 einen drehbaren Rotor 4 auf, so dass ein Luftstrom durch dessen Drehung erzeugbar ist. Der Luftstrom wird an dem Heizelement 2 vorbeigeführt, so dass die Luft Wärme aufnehmen kann und ein erwärmter Luftstrom entsteht. Die Heizvorrichtung 1 weist nahe dem Heizelement 2 Luftöffnungen 5a, 5b, 5c, 5d auf, welche es ermöglichen, dass Luft von außerhalb der Heizvorrichtung 1 durch die Strömungswirkung des Gebläses 3 angesaugt wird und an dem Heizelement 2 vorbeigeführt wird. Außerdem ist das Gebläse 3 so angeordnet, dass der erzeugte Luftstrom wiederum nach außen, aus der Heizvorrichtung 1 heraus geblasen wird. Somit kann das Innere eines Freizeitfahrzeugs, in welchem die Heizvorrichtung 1 angeordnet ist, erwärmt werden. Das Gebläse 3 kann – wie in 1 gezeigt – stromab von dem Heizelement 2, aber auch stromauf davon angeordnet sein.
Die Heizvorrichtung 1 weist ferner ein Anschlusselement 6 auf, mit dem der durch das Gebläse 3 erzeugte Luftstrom in ein angeschlossenes Luftführungselement wie zum Beispiel einen Schlauch geleitet werden kann. Dadurch ist es einerseits möglich mit einem entsprechend im Fahrzeug verlaufenden Schlauchsystem ein gleichmäßiges Beheizen des Innenraumes zu erreichen. Andererseits kann dadurch die Heizvorrichtung 1 auch außerhalb eines Fahrzeugs betrieben werden und dennoch dessen Inneres beheizen, wenn ein angeschlossener Schlauch den Luftstrom in das Fahrzeug leitet.
Ferner weist die Heizvorrichtung 1 eine Zentraleinheit 7, eine Einstelleinheit 8 und eine Steuereinheit 9 auf. In der gezeigten Ausführungsform weist die Zentraleinheit 7 sowohl die Einstelleinheit 8 als auch die Steuereinheit 9 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass diese Einheiten getrennt voneinander bereitgestellt werden oder deren Funktionen durch eine einzige Haupteinheit erfüllt werden. Die Zentraleinheit 7 dient dem Bestimmen eines oder mehrerer Umgebungsparameter. Mit der Einstelleinheit 8 ist eine Drehzahlcharakteristik veränderbar, welche die Drehzahl bestimmt, mit der das Gebläse 3 arbeitet. In diesem Falle bestimmt demnach die Drehzahlcharakteristik, mit welcher Drehzahl der Rotor 4 des Gebläses 3 betrieben wird. Hierzu steuert die Steuereinheit 9 die Drehzahl des Gebläses 3 gemäß der Drehzahlcharakteristik. Jedenfalls verändert die Einstelleinheit 8 die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem durch die Zentraleinheit 7 bestimmten Umgebungsparameter, so dass also die Drehzahl des Gebläses 3 durch den Umgebungsparameter bestimmt wird.
Die Drehzahlcharakteristik wird derart als tatsächliche Drehzahl des Gebläses 3 umgesetzt, dass sie ein Verhältnis der Drehzahl zu einer Luftstromtemperatur des Luftstroms stromab von dem Heizelement 2 bestimmt und die Steuereinheit 9 gemäß der Drehzahlcharakteristik die Drehzahl also entsprechend der Luftstromtemperatur einstellt. Dazu wird die Luftstromtemperatur durch einen Luftstromtemperatursensor gemessen, der vorzugsweise im Luftstrom nahe dem Gebläse angeordnet ist. Die durch den Luftstromtemperatursensor sensorisierte Luftstromtemperatur kann an die Zentraleinheit 7, die Einstelleinheit 8 und/oder an die Steuereinheit 9 weitergegeben werden, so dass schließlich die Steuereinheit 9 einer bestimmten Luftstromtemperatur eine entsprechende Drehzahl des Gebläses 3 einstellt, die gemäß der Drehzahlcharakteristik der Luftstromtemperatur entspricht.
Bei einer unveränderten Drehzahlcharakteristik entspricht jeder Wert einer Luftstromtemperatur einer Drehzahl. Da aber die Drehzahlcharakteristik durch die Einstelleinheit 8 in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter verändert werden kann, ist somit auch veränderbar, welche Drehzahl einer bestimmten Luftstromtemperatur zuzuordnen ist.
Die hier gezeigte Heizvorrichtung 1 weist außerdem ein Netzteil 10 auf, das über einen Stromanschluss 11 mit einer externen Stromquelle verbindbar ist. Die Zentraleinheit 7 weist eine Bedieneinheit auf, durch die ein Benutzer die Art des Umgebungsparameters auswählen kann, um ihn so zu bestimmen. Beispielsweise kann der Benutzer eine Auswahl derart vornehmen, dass die Höhe der Stromaufnahme durch das Netzteil 10 als Umgebungsparameter bestimmt ist. Demnach bestimmt die Zentraleinheit 7 die Höhe der Stromaufnahme als Umgebungsparameter. Die Zentraleinheit 7 ist mit einem Stromsensor verbunden, der die Höhe der Stromaufnahme des Netzteils 10 erfasst. Wenn bereits eine Drehzahlcharakteristik vorliegt, dergemäß die Steuereinheit 9 das Gebläse 3 steuern soll, verändert die Einstelleinheit 8 diese Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter, also von der erfassten Höhe der Stromaufnahme. Falls noch keine Drehzahlcharakteristik vorliegt, verändert die Einstelleinheit 8 eine Drehzahlcharakteristik, indem diese sie zunächst erstellt und anschließend gegebenenfalls weiter verändert.
Dadurch ist es möglich, dass zunächst, etwa in einem regulären Betrieb der Heizvorrichtung 1 mit einer regulären Stromversorgung des Netzteils 10, einer bestimmten Luftstromtemperatur eine relativ hohe Drehzahl des Gebläses 3 zugeordnet ist. Einer noch höheren Luftstromtemperatur ist dann auch eine entsprechend noch höhere Drehzahl zugeordnet. Dadurch ist ein schnelles Aufheizen bzw. ein schnelles Erreichen einer gewünschten Heiztemperatur durch die Heizvorrichtung 1 möglich. Fällt allerdings die Höhe der Stromaufnahme durch das Netzteil 10 unter einen zuvor festgelegten kritischen Wert, so kann dies daran liegen, dass die externe Stromversorgung nicht ausreichend Leistung zum regulären Betrieb der Heizvorrichtung 1 bereitstellen kann.
Nachdem also die Höhe der Stromaufnahme als Umgebungsparameter bestimmt wurde und die abgesunkene Stromaufnahme durch den Stromsensor erfasst wurde, verändert die Einstelleinheit 8 die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von der abgesunkenen Stromaufnahme. Die Drehzahlcharakteristik wird beispielsweise derart verändert, dass einer bestimmten Luftstromtemperatur nunmehr eine geringere Drehzahl zugeordnet ist, als im Betrieb mit einer regulären Stromversorgung bzw. -aufnahme. Aufgrund der veränderten Drehzahlcharakteristik ist wiederum einem bestimmten Wert der Luftstromtemperatur nur eine Drehzahl zugeordnet, jedoch liegen die Werte der Drehzahlen unterhalb denen im regulären Betrieb.
Dadurch ist das Heizverhalten, also das Ansprechen der Heizvorrichtung 1 zum Erreichen oder Nachjustieren einer gewünschten Soll-Temperatur womöglich etwas träger als beim Betrieb mit einer höheren Stromaufnahme. Allerdings verbraucht die Heizvorrichtung 1 weniger Energie und kann somit auch noch bei höheren Luftstromtemperaturen mit einer akzeptablen Drehzahl arbeiten. Bei einer nicht veränderten Drehzahlcharakteristik könnte die Stromaufnahme für eine bestimmte höhere Luftstromtemperatur die Möglichkeiten der Stromversorgung allerdings übersteigen und die Heizvorrichtung 1 wäre dann nicht mehr betreibbar.
Hier wurde beispielsweise eine Abhängigkeit der Drehzahlcharakteristik von der Höhe der Stromaufnahme durch das Netzteil 10 beschrieben. Die Zentraleinheit kann aber auch andere physikalischen Parameter oder Benutzereingaben als Umgebungsparameter bestimmen, wie beispielsweise eine Innenraumtemperatur im Innenraum des Fahrzeugs, eine Außentemperatur außerhalb des Fahrzeugs, die Luftstromtemperatur des Luftstromes stromauf oder stromab von dem Heizelement, ein Innenraumvolumen des Innenraums des Fahrzeugs, einen Fahrzeugtyp des Fahrzeugs, ein Ladegewicht des Fahrzeugs, eine Länge einer den Luftstrom führenden Rohrleitung, die Höhe einer Versorgungsspannung zur Spannungsversorgung des Gebläses, die Art der Versorgungsspannung, die Höhe der Stromaufnahme des Gebläses oder eine Benutzereingabe.
2 zeigt beispielhaft schematisch eine Heizvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform, die in einem Wohnwagen 12 angeordnet ist.
An Stelle des Wohnwagens 12 kann die Heizvorrichtung 1 auch in anderen – auch mobilen – Kleinräumen, wie z. B. Wohnmobilen, Reisemobilen, Booten, Containern, Jagdhütten oder Gartenhütten eingesetzt werden.
Die Heizvorrichtung 1 weist ein Bedienelement 13 auf, das es einem Benutzer ermöglicht, Benutzereingaben vorzunehmen, wodurch beispielsweise eine Drehzahlcharakteristik aus mehreren in einem Speicherelement der Heizvorrichtung 1 hinterlegten vorgegebenen Drehzahlcharakteristiken auszuwählen, eine Drehzahlcharakteristik zu erstellen bzw. zu verändern oder ein Umgebungsparameter ausgewählt wird, der dann durch die Zentraleinheit 7 als Umgebungsparameter bestimmt wird. Das Bedienelement 13 ist in diesem Beispiel direkt an der Heizvorrichtung 1 vorgesehen. Es kann aber auch extern, getrennt von der Heizvorrichtung 1 angeordnet werden, z. B. an einer Innenwand des Wohnwagens 12 oder auch außerhalb des zu beheizenden Raums.
Die Heizvorrichtung 1 entlässt einen Luftstrom von Warmluft über einen Luftschlauch 14 ins Innere des Fahrzeugs 12 und ist über ein Strom- und Datenkabel 15 mit einem Anschluss 16 des Wohnwagens 12 verbunden. Durch die Verbindung kann die Heizvorrichtung 1 mit Strom versorgt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Heizvorrichtung 1 darüber mit dem Wohnwagen 12 eine Datenverbindung aufbaut, über welche Messgrößen von Umgebungsparametern in die Heizvorrichtung 1 und insbesondere in die Einstelleinheit eingegeben werden.
Im Wohnwagen 12, jedoch außerhalb der Heizvorrichtung 1 ist ein Innenraumtemperatursensor 17 angeordnet, welcher die Innenraumtemperatur im Innenraum des Wohnwagens 12 sensorisiert. Die von dem Innenraumtemperatursensor 17 erfassten Temperaturdaten werden über den Anschluss 16 und das Kabel 15 in die Einstelleinheit eingegeben. Wenn die Innenraumtemperatur durch eine Benutzereingabe am Bedienelement 13 oder durch eine automatische Auswahl aufgrund einer Voreinstellung der Heizvorrichtung 1 durch die Zentraleinheit als Umgebungsparameter bestimmt ist, kann die Einstelleinheit die Sensordaten des Innenraumtemperatursensors 17 einlesen und in Abhängigkeit von diesen Sensordaten die Drehzahlcharakteristik verändern. Die Steuereinheit der Heizvorrichtung 1 steuert das Drehzahlverhalten des Gebläses dann gemäß der veränderten, also an die Innenraumtemperatur als Umgebungsparameter angepassten Drehzahlcharakteristik.
Der Wohnwagen 12 weist ferner einen Außentemperatursensor 18 auf, der eine Außentemperatur außerhalb des Wohnwagens 12 sensorisieren kann. Auch dessen Sensordaten können über den Anschluss 16 in die Einstelleinheit eingegeben werden, damit die Drehzahlcharakteristik entsprechend veränderbar ist, falls die Außentemperatur durch die Zentraleinheit als Umgebungsparameter bestimmt ist.
Diese Heizvorrichtung 1 ist demnach also dafür ausgelegt, Umgebungsparameter von außerhalb einzuholen, damit die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit davon angepasst werden kann. Ein Einholen von Umgebungsparametern kann auch dadurch erfolgen, dass der Wohnwagen 12 wiederum einen Parameteranschluss 19 aufweist, der über ein Datenkabel 20 mit einer beispielsweise auf einem Campingplatz bereitgestellten Sensordateneinheit 21, die auch eine externe Wartungseinheit 21 sein kann, verbindbar ist. Die Sensordateneinheit 21 kann eine Vielzahl von Umgebungsparametern bereitstellen, welche die Einstelleinheit über den Anschluss 16 einholen kann, um die Drehzahlcharakteristik gemäß dem bestimmten Umgebungsparameter anzupassen.
Mit der hier gezeigten Heizvorrichtung 1 ist es möglich, mehrere vorgegebene Drehzahlcharakteristiken in Form von tabellarischen Zuordnungen von Drehzahlen zu Luftstromtemperaturen in der Speichereinheit zu speichern. Die Zentraleinheit sowie die Einstelleinheit der Heizvorrichtung 1 sind über den Anschluss 16 und den Parameteranschluss 19 mit einer externen Wartungseinheit 21 verbindbar. Die Heizvorrichtung 1 ist in eine Vielzahl unterschiedlicher Freizeitfahrzeuge wie Wohnwagen oder Wohnmobilen, aber auch in Booten und stationären Kleinräumen verwendbar, die naturgemäß auch unterschiedliche Innenraumvolumina aufweisen. Soll die Heizvorrichtung 1 in dem hier gezeigten Wohnwagen 12 mit einem dessen Modelltyp eigenen Innenraumvolumen eingesetzt werden, so wird der Wohnwagen 12 und damit auch die Heizvorrichtung 1 mit der externen Wartungseinheit 21 verbunden. Einem Benutzer, der den Wohnwagen 12 zusammen mit der Heizvorrichtung 1 ausliefern möchte, ist es möglich, über das Bedienelement 13 oder über die externe Wartungseinheit 21 eine der vorgegebenen Drehzahlcharakteristiken als Drehzahlcharakteristik auszuwählen, die am besten für den Modelltyp des Wohnwagens 12 ausgelegt ist. Die Einstelleinheit der Heizvorrichtung 1 verändert demnach die Drehzahlcharakteristik dadurch, dass die ausgewählte der vorgegebenen Drehzahlcharakteristiken als Drehzahlcharakteristik verwendet wird. Die Steuereinheit der Heizvorrichtung 1 steuert dann die Drehzahl des Gebläses wie oben bereits beschrieben gemäß der nunmehr gegebenen Drehzahlcharakteristik.
Der Umgebungsparameter ist bei dem hier beschriebenen Ablauf also kein tatsächlicher physikalischer Parameter, sondern besteht vielmehr in der Auswahl einer gewünschten von mehreren vorgegebenen Drehzahlcharakteristiken durch einen Benutzer oder durch eine automatische Auswahl aufgrund einer entsprechenden Einstellung des Heizvorrichtung 1. Allerdings kann die ausgewählte Drehzahlcharakteristik freilich weiter verändert werden, etwa wenn die Innenraumtemperatur oder die Außentemperatur als Umgebungsparameter bestimmt werden und die Einstelleinheit die Drehzahlcharakteristik entsprechend anpasst.
In 3 ist ein Diagramm mit als Kennlinien 22, 23, 24, 25 abgebildeten Drehzahlcharakteristiken einer Heizvorrichtung gezeigt. Die Ordinate gibt dabei die Drehzahl des Gebläses einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in Prozent an. An der Abszisse ist die Luftstromtemperatur des Luftstromes stromab von dem Heizelement in Grad Celsius angegeben. Die Kennlinien 22, 23, 24, 25 weisen in den Bereichen 26 und 27 einen im Wesentlichen gleichen Verlauf auf, in denen einer bestimmten Luftstromtemperatur aufgrund der durch die Kennlinien 22, 23, 24, 25 dargestellten Drehzahlcharakteristiken die gleichen Drehzahlen zugeordnet sind. In dem Temperaturbereich zwischen etwa 60°C und 110°C weichen die Kennlinien 22, 23, 24, 25 allerdings in ihrem Verlauf voneinander ab. Gemäß einem bestimmten Umgebungsparameter kann beispielsweise zunächst die durch die Kennlinie 25 dargestellte Drehzahlcharakteristik ausgewählt sein, so dass die Drehzahl des Gebläses je nach einer gewünschten Soll-Temperatur im Fahrzeug beispielsweise das Gebläse bei einer Luftstromtemperatur von 95°C mit einer Drehzahl von ca. 27% gemessen an der maximalen Drehzahl betreibt. Bei einer Luftstromtemperatur von 50°C beträgt die Drehzahl lediglich 25% der Maximaldrehzahl, wohingegen bei einer Luftstromtemperatur von 105°C die Drehzahl 60% beträgt.
Wird die Drehzahlcharakteristik durch eine Auswahl aus mehreren vorgegebenen Drehzahlcharakteristiken oder aufgrund eines gewünschten Umgebungsparameters verändert, so dass sie durch die Kennlinie 23 beschrieben ist, so wird das Gebläse nunmehr so gesteuert, dass es bei einer Luftstromtemperatur von 95°C bereits mit einer ca. 65%-igen Drehzahl läuft. Somit kann ein gleichmäßigeres Aufheizen des Fahrzeugs bereits bei einer geringeren Luftstromtemperatur möglich sein. Allerdings könnten ein Leistungsverbrauch durch die Heizvorrichtung oder eine Lautstärke des Gebläses in diesem Fall höher sein. Die Möglichkeit, unterschiedliche Umgebungsparameter gemäß einem Benutzerwunsch oder einer automatischen Auswahl zu bestimmen und die Drehzahlcharakteristik demgemäß zu verändern, erlaubt es, das Heizverhalten der Heizvorrichtung genau an einen gewünschten Komfort eines Benutzers oder eine werksseitig geforderten Vorgabe anzupassen.
Ähnlich wie 3 zeigt 4 ein weiteres Diagramm mit als Kennlinien 28, 29, 30, 31 abgebildeten Drehzahlcharakteristiken. Hier sind die Kennlinien 28, 29, 30, 31 so gestaltet, dass sie in einem Punkt zusammenlaufen, so dass das Gebläse der Heizvorrichtung bei einer Luftstromtemperatur von 105°C stets mit einer Drehzahl von 100% bezüglich der maximal leistbaren Drehzahl des Gebläses betrieben wird. Für geringere Luftstromtemperaturen weichen die entsprechenden Drehzahlen der möglichen, durch die Kennlinien 28, 29, 30, 31 beschriebenen Drehzahlcharakteristiken deutlich voneinander ab. Durch eine Auswahl einer der vorgegebenen Kennlinien 28, 29, 30, 31 für die Drehzahlcharakteristik oder einem verändern einer der Kennlinien 31 zu einer anderen Kennlinie 28, also durch ein entsprechendes Verändern der Drehzahlcharakteristiken, wird das Gebläse durch die Steuereinheit bei einer bestimmten Luftstromtemperatur mit einer deutlich höheren Drehzahl als zuvor betrieben.

Claims

Heizvorrichtung (1) für Kleinräume, mit einem Heizelement (2) zum Erzeugen von Wärme und einem Gebläse (3) mit einer veränderbaren Drehzahl zum Erzeugen eines Luftstroms, der an dem Heizelement (2) vorbeigeführt wird, gekennzeichnet durch eine Zentraleinheit (7) zum Bestimmen eines oder mehrerer Umgebungsparameter, eine Einstelleinheit (8) zum Verändern einer die Drehzahl bestimmenden Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter, und eine Steuereinheit (9) zum Steuern der Drehzahl des Gebläses (3) gemäß der Drehzahlcharakteristik.
Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlcharakteristik ein Verhältnis der Drehzahl zu einer Luftstromtemperatur des Luftstroms stromab von dem Heizelement (2) bestimmt.
Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Bedieneinheit (13) zum Eingeben einer Benutzervorgabe durch einen Benutzer, wobei durch die Zentraleinheit (7) der Umgebungsparameter gemäß der Benutzereingabe veränderbar ist, so dass der Umgebungsparameter einem Benutzerwunsch entspricht.
Heizvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit zum Speichern von wenigstens zwei voreingestellten Drehzahlcharakteristiken, wobei die Drehzahlcharakteristik dadurch veränderbar ist, dass mit Hilfe der Bedieneinheit (13) eine der gespeicherten Drehzahlcharakteristiken durch den Benutzer als Drehzahlcharakteristik auswahlbar ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern der Drehzahlcharakteristik durch die Einstelleinheit (8) automatisch gemäß einem einstellbaren Verhalten erfolgt.
Heizvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit zum Speichern von wenigstens zwei voreingestellten Drehzahlcharakteristiken, wobei durch die Einstelleinheit (8) eine der voreingestellten Drehzahlcharakteristiken als Drehzahlcharakteristik automatisch gemäß einem einstellbaren Verhalten auswahlbar ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsparameter ausgewählt ist aus der Gruppe: Innenraumtemperatur im Innenraum des Fahrzeugs, Außentemperatur außerhalb des Fahrzeugs, Luftstromtemperatur des Luftstromes stromauf oder stromab von dem Heizelement, Innenraumvolumen des Innenraums des Fahrzeugs, Fahrzeugtyp des Fahrzeugs, Ladegewicht des Fahrzeugs, Länge einer den Luftstrom führenden Rohrleitung, Höhe einer Versorgungsspannung zur Spannungsversorgung des Gebläses, Art der Versorgungsspannung, Höhe einer Stromaufnahme des Gebläses und Benutzereingabe.
Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Innenraumtemperatursensor zum Erfassen der Innenraumtemperatur, einen Außentemperatursensor zum Erfassen der Außentemperatur, einem Luftstromtemperatursensor zum Erfassen der Luftstromtemperatur, eine Volumeneingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Werts des Innenraumvolumens durch einen Hersteller und/oder einen Benutzer, eine Fahrzeugtypeingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Fahrzeugtyps durch einen Benutzer, einen Gewichtssensor zum Erfassen des Ladegewichts, eine Leitungslängeneingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe der Länge der Rohrleitung durch einen Benutzer, einen Spannungssensor zum Erfassen der Höhe der Versorgungsspannung, eine Spannungstyp-Erfassungseinheit zum Erfassen der Art der Versorgungsspannung, einen Stromsensor zum Erfassen der Höhe der Stromaufnahme und/oder eine Benutzereingabe-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Benutzereingabe aufweist.
Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit zum Bestimmen des Umgebungsparameters verbunden ist mit einem externen Außentemperatursensor zum Erfassen der Außentemperatur, einer externen Fahrzeugtypeingabeeinheit zum Ermöglichen einer Eingabe des Fahrzeugtyps durch einen Benutzer, einem externen Gewichtssensor zum Erfassen des Ladegewichts, einem externen Spannungssensor zum Erfassen der Höhe der Versorgungsspannung, einer externen Spannungstyp-Erfassungseinheit zum Erfassen der Art der Versorgungsspannung, einem externen Stromsensor zum Erfassen der Höhe der Stromaufnahme oder einer externen Benutzereingabe-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Benutzereingabe über eine Datenverbindung.
Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Art oder ein Wert des Umgebungsparameters in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe auswahlbar ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Art oder ein Wert des Umgebungsparameters gemäß einer werksseitigen Einstellung der Vorrichtung festgelegt ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Art oder ein Wert des Umgebungsparameters in Abhängigkeit von einer werksseitigen Einstellung der Vorrichtung gemäß einem einstellbaren Verhalten automatisch auswahlbar ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Art des Umgebungsparameters in Abhängigkeit von einem Wert der Innenraumtemperatur, der Außentemperatur, der Luftstromtemperatur, des Innenraumvolumens, des Ladegewichts, der Höhe der Versorgungsspannung, der Art der Versorgungsspannung, der Höhe der Stromaufnahme oder der Benutzereingabe gemäß einem einstellbaren Verhalten automatisch auswahlbar ist.
Heizvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit eine Eingabeeinheit zum Ermöglichen einer Benutzereingabe zum Festlegen eines Wertes des Umgebungsparameters durch einen Benutzer aufweist.