DE2523645A1

DE2523645A1 - Heizung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2523645A1
Application number: DE19752523645
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl Ing Stolz; Wolfgang Volz; Wolfgang Dr Ing Weidemann; Helmut Wulf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-05-28
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1976-12-09
Also published as: SE7605999L; US4087047A; SE431857B

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 10 632/4

Stuttgart-Untertürkheim 27.5.75

Heizung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizung für Kraftfahrzeuge mit einem Wärmetauscher, der an das Kühlsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

Bei Brennkraftmaschinen mit kleinen Leistungen, z.B. luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen, wird das Kühlwasser bei niedrigen Außentemperaturen nur sehr langsam erwärmt. Das führt
bei den bekannten Wasserheizungen zu langsamem Einsetzen der
Heizwirkung. Neben dies·" Einbuße an Komfort besteht auch eine
Beeinträchtigung der Fal.rsicherheit durch mangelhaftes Entfrosten und Entfeuchten der Kraftfahrzeugscheiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Kraftfahrzeugheizung - bei weiterer Verwendung des Kühlwassers - zu schaffen, bei der eine wesentliche Verbesserung der Heizwirkung erzielbar ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in den
Strömungsweg des Kühlwassers vor dem Wärmetauscher für die Beheizung mindestens ein vom Auspuffsystem beaufschlagbarer Wärmeleiter einmündet.

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original Inspected

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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann der Wärmeleiter als Wärmerohr ausgebildet sein, das an beiden Enden mit Wärmetauscher versehen ist, von denen der eine mit dem Auspuffsystem und der andere mit dem Kühlsystem verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird somit die in den Abgasen der Brennkraftmaschine enthaltene Wärmemenge zur Unterstützung der Wasserheizung eines Kraftfahrzeuges herangezogen. Neben einer verstärkten Heizwirkung ist auch eine schnellere Aufwärmung der Brennkraftmaschine beim Kaltstart gewährleistet» was sich auf das Verschleißverhalten vorteilhaft auswirkt.

Um bei abgeschalteter Heizung, wenn in Schläuchen bzw. in Leitungen das Wasser im Heizsystem nicht mehr fließt, die Gefahr der Überhitzung, z.B. durch Dampfblasenbildung, zu verhindern, wird bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen, die eine vom Zylinderkopf zu dem Wärmetauscher für die Beheizung führenden Verlaufleitung und eine diesen Wärmetauscher mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbindende Rücklaufleitung mit zwischengeschaltetem Haupthahn aufweisen, weiterhin vorgeschlagen, daß von dem Kühlsystem - in Strömungsrichtung gesehen - hinter der Wasserpumpe eine an dem Kurbelgehäuse angeschlossene Verbindungsleitung abzweigt, die über den Wärmetauscher zu der Vorlaufleitung führt.

Durch die vorhandene Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen an dem Kurbelgehäuse und Zylinderkopf wird sich bei abgestellter Heizung, der Haupthahn befindet sich in Schließstellung, ein Wasserstrom über den Wärmetauscher ausbilden, wobei der Wasserstrom zudem noch durch freie Konvektion des in dem Wärmetauscher erwärmten Wassers unterstützt wird.

Um sicherzustellen, daß bei abgeschalteter Heizung eine Übertragung geringster Wärmemengen in den Wärmetauscher für die Beheizung erfolgt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an einer

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Stelle, wo die Verbindungsleitung in die Vorlaufleitung einmündet, ein als 3-Wegehahn ausgebildeter Heizungsregler angeordnet ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispieles in schematischer Darstellung gezeigt und im folgenden näher beschrieben.

Von der Brennkraftmaschine 1 eines Personenkraftwagens 2 führt eine an den Kühlkreislauf angeschlossene Vorlaufleitung 3 zu einem für die Beheizung des Fahrgastraumes dienenden Wärmetauscher k und von dort aus über eine Rücklaufleitung 5 mit zwischengeschalteten Haupthahn 6 zum Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine

Zur Unterstützung der Kühlwasserheizung ist eine weitere Leitung vorgesehen, die vom Kühlkreislauf an einer Stelle 7 des Kurbelgehäuses hinter einer nicht dargestellten Wasserpumpe - in Strömungsrichtung gesehen - als Verbindungsleitung 8 abzweigt und über einen Wärmetauscher 9 in die Vorlaufleitung 3 kurz vor dem Wärmetauscher h für die Beheizung an einer Stelle 10 einmündet.

Der wärmeabgebende Wärmetauscher 9 steht über ein besonderes Wärmerohr 11 mit einem an dem Auspuffkrümmer 12 der Brennkraftmaschine 1 angeschlossenen wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 13 in Verbindung.

Dieses Wärmerohr 11, das Wärme fast mühe- und verlustlos auf einen

ein
entfernt liegenden Körper oder/Medium übertragen kann, besteht aus einen Hohlkörper aus Kupfer, nichtrostendem Stahl oder feuerfestem Glas, die innen mit einer Kapillarschicht überzogen sind. Beide Enden des Wärmerohres 11 sind luftdicht abgeschlossen, wobei sich im Innenraum eine geringe Menge «iner Flüssigkeit in einem Teilvakuum befindet..

Die Wirkungsweise der Kraftfahrzeug-Kühlwasserheizung ist folgende:

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Der Wärmetauscher k für die Beheizung des Fahrgastraumes wird in herkömmlicher Weise über die Vorlaufleitung 3 ^mit Wasser aus dem Kühlkreislauf versorgt. Da das Kühlwasser bei niedrigen Außentemperaturen sich nur sehr langsam erwärmt und somit ein ausreichendes Entfrosten und Entfeuchten der Kraftfahrzeugscheiben nicht gewährleistet, wird aus dem Auspuffsystem Heizwärme entnommen und über den Wärmetauscher 13 dem Wärmerohr 11 zugeführt, dessen geringe Menge einer Flüssigkeit im Innenraum unter niedrigem Druck sofort zu sieden beginnt und die Moleküle sich mit hoher Geschwindigkeit durch den Hohlkörper bewegen. Sie treffen auf der anderen Seite gegen die Wandung, schlagen sich dort nieder und geben dabei ihre latente Wärme über den dortigen Wärmetauscher 10 an das in der Verbindungsleitung 8 vorbeiströmende Kühlwasser ab. Die Rückführung der Moleküle zum Ausgangspunkt erfolgt durch die Kapillarschicht. Die Moleküle bewegen sich in dem Wärmerohr mit Geschwindigkeiten bis in die Größenordnung der Schallgeschwindigkeit, was die extrem hohe Wärmeleitung und demzufolge auch die nahezu verlustlose Wärmeübertragung erklärt.

Aufgrund der zwischen den Anschlüssen am Kurbelgehäuse und am Zylinderkopf vorliegenden Druckdifferenz bildet sich auch bei abgestellter Heizung durch Schließen des Haupthahnes 6 ein Wasserstrom aus. Dieser Wasserstrom wird zusätzlich noch durch freie Konvektion des im Wärmetauscher 9 erwärmten Wassers unterstützt, welches letztlich über die Vorlaufleitung in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine zurückfließt.

An der Stelle 10 kann ein als 3-Wegehahn ausgebildeter Heizungsregler 1h vorgesehen sein, der bei abgestellter Heizung eine Übertragung geringster Wärmemengen verhindert.

Darüberhinaus kann gegebenenfalls eine Steuerung der übertragenen Wärmemenge durch einen zwischen dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 13 und dem Wärmerohr 11 angeordneten Übertragungsschieber oder über eine in dem Wärmetauscher veränderbare Übertragungsflüssigkeit vorgenommen werden.

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Claims

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Ansprüche

Heizung für Kraftfahrzeuge mit einem Wärmetauscher, der an das Kühlsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strömungsweg des Kühlwassers vor dem Wärmetauscher (h) für die Beheizung mindestens ein vom Auspuffsystem beaufschlagbarer Wärmeleiter (11) einmündet.
2. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleiter (11) als Wärmerohr ausgebildet ist.
3· Heizung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (ii) an beiden Enden mit Wärmetauschern (13» 9) versehen ist, von denen der eine mit dem Auspuffsystem und der andere mit dem Kühlsystem verbunden ist.
h. Heizung nach den Ansprüchen 1 bis 3» mit einer von der Brennkraftmaschine am Zylinderkopf zu dem Wärmetauscher für die Beheizung führenden Vorlaufleitung und einer diesen Wärmetauscher mit der Brennkraftmaschine am Kurbelgehäuse verbindenden und einen Haupthahn aufweisenden Rücklaufleitung, die zur Wasserpumpe führt, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kühlsystem - in Strömungsrichtung gesehen - hinter der Wasserpumpe eine an dem Kurbelgehäuse angeschlossene Verbindungsleitung (8) abzweigt, die über den Wärmetauscher (9) zu der Vorlaufleitung (3) führt.
5. Heizung nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle (ίο), wo die Verbindungsleitung (8) in die Vorlaufleitung (3) einmündet, ein als 3-Wegehahn ausgebildeter Heizungsregler (i4) angeordnet ist.

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