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DE19629883A1 - Heat-transfer medium circulation circuit for motor vehicle heating system - has electric booster heater in thermal storage circuit parallel to heater. - Google Patents

Heat-transfer medium circulation circuit for motor vehicle heating system - has electric booster heater in thermal storage circuit parallel to heater.

Info

Publication number
DE19629883A1
DE19629883A1 DE1996129883 DE19629883A DE19629883A1 DE 19629883 A1 DE19629883 A1 DE 19629883A1 DE 1996129883 DE1996129883 DE 1996129883 DE 19629883 A DE19629883 A DE 19629883A DE 19629883 A1 DE19629883 A1 DE 19629883A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
heat transfer
heating
transfer medium
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1996129883
Other languages
German (de)
Inventor
Raymond Dr Freymann
Henryk Bednarek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE1996129883 priority Critical patent/DE19629883A1/en
Publication of DE19629883A1 publication Critical patent/DE19629883A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

The engine (2) heat-carrier is ducted through a heat-exchanger (3) as well as through a thermal storage element (6). The electric booster heater (11) is connected in series with the storage element and is used to boost the temperature rise of the storage element when the engine is cold started. The electric heater comprises a simple electric element in the circulation flow. The storage element provides a heating effect for the flow, when cold starting, by reversing the flow through the element. The charging of the storage element is via the electric heating element as well as by the flow when the engine provides sufficient heat for both.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeträgerkreislauf eines Kraftfahrzeuges mit einem Wärmespeicher für zumindest einen Teil der am Fahrzeug-An­ triebsaggregat anfallenden Abwärme, insbesondere mit einem Latent-Wär­ mespeicher, wobei der Wärmespeicher in einem Bypass zu einem Fahrzeug- Heizungs-Wärmetauscher angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung, die von der EP 0 340 621 A2 als bekanntem Stand der Technik ausgeht, ein Betriebsverfahren für einen derartigen Wärmeträger-Kreislauf.The invention relates to a heat transfer circuit of a motor vehicle a heat store for at least part of the on-vehicle connection drive unit waste heat, in particular with a latent heat mespeicher, the heat accumulator in a bypass to a vehicle Heater heat exchanger is arranged. The invention further relates to the based on EP 0 340 621 A2 as known prior art Operating method for such a heat transfer circuit.

Es ist bekannt, daß Kraftfahrzeuge mit wirkungsgradoptimierten Antriebs­ aggregaten über ein zunehmend geringeres Wärmeangebot für den Betrieb des Heizungssystemes des Fahrgast-Innenraumes verfügen. Um diesen Mangel zu beheben, können Zuheizsysteme eingesetzt werden, beispiels­ weise können elektrische Heizregister hinter dem Heizungs-Wärmetauscher angeordnet sein. Um den Betrieb dieser Zuheizsysteme zu gewährleisten, ist die Bereitstellung einer hohen elektrischen Leistung erforderlich, wozu lei­ stungsfähige, nötigenfalls dann wassergekühlte Generatoren eingesetzt werden müssen. Als nachteilig erweist sich hierbei, daß diese zusätzlichen Heizungsanforderungen zu jedem Zeitpunkt vollständig vom elektrischen System bereitgestellt werden müssen. Da beim Einsatz wirkungsgradopti­ mierter Fahrzeug-Antriebsaggregate, deren Abwärme zu Heizzwecken ge­ nutzt werden soll, gegenüber bisher üblichen Brennkraftmaschinen ein Hei­ zungsleistungsdefizit in der Größenordnung von 2 kW kompensiert werden muß, wird deutlich, daß das Generatorsystem hohe Anforderungen zu erfül­ len hat. Hervorgehoben werden muß in diesem Zusammenhang, daß bei Bereitstellung dieser zusätzlichen 2-kW-Leistung das Heizungssystem bei wirkungsgradoptierten bzw. verbrauchsoptimierten Antriebsaggregaten ge­ rade eben die Komforterwartungen erfüllt.It is known that motor vehicles with efficiency-optimized drive aggregates with an increasingly smaller supply of heat for operation of the heating system of the passenger interior. To this To correct the deficiency, auxiliary heating systems can be used, for example wise, electrical heating registers can be located behind the heating heat exchanger be arranged. To ensure the operation of these auxiliary heating systems, is  the provision of high electrical power is required, which is why stable, if necessary then water-cooled generators used Need to become. The disadvantage here is that these additional Heating requirements at all times completely from electrical System must be provided. Efficiency-optimized when used Mated vehicle drive units, the waste heat ge for heating purposes to be used, compared to previously common internal combustion engines a Hei power output deficit of the order of 2 kW can be compensated , it becomes clear that the generator system has to meet high requirements len has. It must be emphasized in this connection that The heating system provides this additional 2 kW output efficiency-optimized or consumption-optimized drive units just met the comfort expectations.

Eine Abhilfemaßnahme dieser Problematik besteht darin, einen Wärmespei­ cher, insbesondere einen Latent-Wärmespeicher im Wärmeträgerkreislauf des Kraftfahrzeuges vorzusehen, wie dies beispielsweise in der oben ge­ nannten EP 0 340 621 A2 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang soll aus­ drücklich darauf hingewiesen werden, daß dieses beschriebene System sowie die vorliegende Erfindung nicht nur bei Fahrzeug-Antriebsaggregaten in Form von Brennkraftmaschinen, sondern auch bei solchen in Form von Elektromotoren eingesetzt werden kann. Jedoch fällt sowohl bei Elektromo­ toren, als insbesondere auch bei den neu entwickelten verbrauchs- sowie wirkungsgradoptimierten Brennkraftmaschinen so wenig Abwärme an, daß eine Wiederbeladung des Wärmespeichers in Fahrbetrieb des Kraftfahrzeu­ ges eine relativ lange Betriebszeit, d. h. Fahrzeit, benötigt. Könnte dieser Beladungszeitraum verkürzt werden, so würde ein Wärmespeicher, insbe­ sondere Latent-Wärmespeicher aufgrund seiner Möglichkeiten zur Wärme­ pufferung ein bestgeeignetes hochkomfortables Heizungssystem, insbeson­ dere auch für den Einsatzfall bei verbrauchsoptimierten Brennkraftmaschi­ nen darstellen.A remedy for this problem is a heat feed cher, especially a latent heat storage in the heat transfer circuit to provide the motor vehicle, as is the case, for example, in the above ge called EP 0 340 621 A2 is shown. In this context, should to be emphasized that this system described and the present invention not only in vehicle drive units in the form of internal combustion engines, but also in the form of Electric motors can be used. However, both at Elektromo gates, especially with the newly developed consumption and efficiency optimized internal combustion engines so little waste heat that a recharge of the heat accumulator while the motor vehicle is in operation a relatively long operating time, i. H. Travel time, needed. Could this Loading period would be shortened, so a heat storage, esp special latent heat storage due to its heat options buffering a most suitable, highly comfortable heating system, in particular  also for use in fuel-efficient internal combustion engines represent.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer der Beladungszeitraum des Wärmespeichers in einem Wärmeträgerkreislauf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verkürzt werden kann.The object of the invention is therefore to demonstrate measures with the help of which the loading period of the heat accumulator in a heat transfer circuit can be shortened according to the preamble of claim 1.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß im Bypass, in welchem der Wärmespeicher angeordnet ist, bei Beladung des Wärmespeichers stromauf desselben eine Heizvorrichtung für das im Kreislauf umgewälzte Wärmeträ­ germittel vorgesehen ist. Diese Heizvorrichtung kann brennerbetrieben sein, insbesondere soll sie jedoch elektrisch arbeiten, da dann eine relativ einfa­ che Gestaltung der Heizvorrichtung, beispielsweise in Form eines Glühstiftes im Wärmeträgerkreislauf möglich ist, wobei die nötige Energie von den grundsätzlich bekannten, leistungsfähigeren Generatoren bereitgestellt werden kann.To solve this problem it is provided that in the bypass in which the Heat accumulator is arranged upstream when the heat accumulator is loaded the same a heating device for the circulated heat means is provided. This heater can be burner powered, in particular, however, it should work electrically, since then a relatively simple che design of the heating device, for example in the form of a glow pencil is possible in the heat transfer circuit, the necessary energy from the generally known, more powerful generators provided can be.

Näher erläutert wird die Erfindung sowie insbesondere das in den Unteran­ sprüchen beanspruchte Betriebsverfahren für einen erfindungsgemäßen Wärmeträger-Kreislauf anhand der beigefügten Prinzipskizze eines bevor­ zugten Ausführungsbeispieles.The invention is explained in more detail and in particular that in the subordinate Operating method claimed for an inventive Heat transfer circuit based on the attached schematic diagram one before drafted embodiment.

Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 allgemein ein Wärmeträgerkreislauf eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei das darin umgewälzte Wärmeträgermit­ tel u. a. auch durch ein das Fahrzeug antreibendes Antriebsaggregat 2 ge­ leitet wird und auch der Beheizung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges dient, wozu der Wärmeträger-Kreislauf 1 über einen Heizungs-Wärmetau­ scher 3 geführt werden kann. Neben dem hier in der beigefügten Skizze dargestellten Teil des Wärmeträgerkreislaufes 1 kann es noch einen weite­ ren Teilkreislauf geben, in dem ein Kühler zur Rückkühlung vorgesehen ist, wie dies auch in der bereits mehrfach genannten EP 0 340 621 A2 gezeigt ist.The reference numeral 1 generally describes a heat transfer circuit of a motor vehicle, wherein the heat transfer medium circulated therein is also guided by a drive unit 2 driving the vehicle and also serves to heat the interior of the motor vehicle, for which purpose the heat transfer circuit 1 via a heater -Wärmetau shear 3 can be performed. In addition to the part of the heat transfer circuit 1 shown here in the attached sketch, there may also be a further partial circuit in which a cooler is provided for recooling, as is also shown in EP 0 340 621 A2, which has already been mentioned several times.

Im Wärmeträger-Kreislauf 1 ist weiterhin im sog. Vorlauf 4 des Heizungs- Wärmetauschers 3, der gemäß der gezeigten Pfeilrichtung vom Antriebs­ aggregat 2 wegführt, ziemlich nahe vor dem Heizungs-Wärmetauscher 3 ein Durchfluß-Steuerventil 5 vorgesehen. Parallel zum Strömungszweig 4a, in dem der Heizungs-Wärmetauscher 3 angeordnet ist, ist ein Bypass 4b vor­ gesehen, in dem ein Wärmespeicher 6, insbesondere ein Latent-Wärme­ speicher eingebunden ist. In diesem Bypass 4b ist ebenfalls ein Durchfluß- Steuerventil 7 vorgesehen. Stromab dieses Steuerventiles 7 zweigt ein sog. Entladezweig 4c ab, der im Vorlauf 4 mündet, und zwar stromauf einer För­ derpumpe 8.In the heat transfer circuit 1 is also in the so-called. 4 of the heating heat exchanger 3 , which leads away from the drive unit 2 in the direction of the arrow shown, a flow control valve 5 is provided quite close to the heating heat exchanger 3 . Parallel to the flow branch 4 a, in which the heating heat exchanger 3 is arranged, a bypass 4 b is seen before, in which a heat accumulator 6 , in particular a latent heat accumulator, is integrated. In this bypass 4 b, a flow control valve 7 is also provided. Downstream of this control valve 7 branches off a so-called discharge branch 4 c, which opens into the lead 4 , namely upstream of a feed pump 8 .

An dieser Stelle soll nochmals kurz die Funktionsweise dieses soweit grund­ sätzlich bekannten Wärmeträgerkreislaufes 1 erläutert werden. Bei be­ triebswarmem Antriebsaggregat 2, wenn also dessen Temperatur so hoch ist, daß Abwärme zur Beheizung des Fahrgast-Innenraumes bereitgestellt werden kann, sind die beiden Steuerventile 5 und 7 geöffnet. Dann wird so­ wohl der Heizungs-Wärmetauscher 3 als auch der Latent-Wärmespeicher 6 durchströmt, wobei letzterer beladen wird. Bei diesem Beladevorgang des Wärmespeichers 6 strömt das Wärmeträgermittel im Bypass 4b somit gemäß Pfeilrichtung 9a.At this point, the mode of operation of this heat carrier circuit 1 , which is known in principle, will be briefly explained again. When the operating unit 2 is warm, that is, when its temperature is so high that waste heat can be provided to heat the passenger compartment, the two control valves 5 and 7 are open. Then the heating heat exchanger 3 as well as the latent heat accumulator 6 are flowed through, the latter being loaded. During this loading process of the heat accumulator 6 , the heat transfer medium in the bypass 4 b thus flows according to the direction of the arrow 9 a.

Bei einem Kaltstart des Antriebsaggregates 2 hingegen, d. h. wenn das An­ triebsaggregat noch keine Abwärme zur Beheizung des Fahrgast-Innenraumes abgeben kann, wird das Steuerventil 7 geschlossen. Dies hat zur Folge, daß das gesamte Wärmeträgermittel stromab der Förderpumpe 8 durch den Strömungszweig 4a fließt und danach in den Bypass 4b gelangen kann und dabei gemäß Pfeilrichtung 9b (entgegengerichtet zur Pfeilrichtung 9a) den Latent-Wärmespeicher 6 durchströmt. Über den Entladezweig 4c gelangt das Wärmeträgermittel schließlich wieder in den Vorlauf 4. Dabei kann die Einmündung des Entladezweiges 4c in den Vorlauf 4 in Form eines entspre­ chenden 2/3-Wege-Ventiles 10 ausgebildet sein.In the event of a cold start of the drive unit 2, on the other hand, that is to say if the drive unit cannot give off any waste heat for heating the passenger compartment, the control valve 7 is closed. This has the consequence that the entire heat transfer medium flows downstream of the feed pump 8 through the flow branch 4 a and can then enter the bypass 4 b and flows through the latent heat accumulator 6 according to arrow direction 9 b (opposite to arrow direction 9 a). The heat transfer medium finally gets back into the flow 4 via the discharge branch 4 c. The confluence of the discharge branch 4 c in the flow 4 in the form of a corre sponding 2/3-way valve 10 can be formed.

Nach der vorliegenden Erfindung ist im Bypass 4b eine elektrisch arbeitende Heizvorrichtung 11 für das Wärmeträgermittel vorgesehen. Diese Heizvor­ richtung 11 befindet sich dabei an einer derartigen Stelle, daß sie bei Bela­ dung des Wärmespeichers 6 stromauf desselben liegt, d. h. dann, wenn der Bypass 4b gemäß Pfeilrichtung 9a durchströmt wird, passiert das Wärme­ trägermittel zunächst die Heizvorrichtung 11 und anschließend daran den Wärmespeicher 6. Auf diese Weise ist eine effektive, frühestmögliche Wie­ deraufladung des Wärmespeichers 6 möglich. Sobald nämlich am An­ triebsaggregat 2 ausreichend Abwärme zur Beaufschlagung des Heizungs- Wärmetauschers 3 anfällt, kann durch die Heizvorrichtung 11 sofort der Wärmespeicher 6 beladen werden. Die Beladung des Wärmespeichers 6 kann somit früher einsetzen, als beim bisher bekannten Stand der Technik, da hierbei erst dann der Wärmespeicher 6 beladen werden konnte, wenn der Durchfluß durch den Wärmetauscher 3 aufgrund eines zu hohen Wärmeangebotes gedrosselt werden mußte. Fällt nämlich am Wär­ metauscher 3 mehr Abwärme zur Beheizung des Fahrgast-Innenraumes an, als tatsächlich benötigt wird, so wird mittels des Steuerventiles 5 der Durch­ fluß durch den Heizungs-Wärmetauscher 3 gedrosselt. Sinnvollerweise konnte beim bekannten Stand der Technik erst ab diesem Zeitpunkt mit einer Beladung des Latentwärmespeichers 6 begonnen werden. Aufgrund der Heizvorrichtung 11 kann nun jedoch sofort der Wärmespeicher 6 bela­ den werden, nachdem das Steuerventil 7 geöffnet wird und somit der Bypass 4b gemäß Pfeilrichtung 9a durchströmt wird, da dann die elektrische Heiz­ vorrichtung 11 zuheizt oder gestartet werden kann. According to the present invention is provided for the heat transfer medium in the bypass 4 b an electrically operating heater. 11 This Heizvor device 11 is located at such a point that it is upstream of the heat accumulator 6 when loading the heat accumulator, that is, when the bypass 4 b is flowed through in the direction of arrow 9 a, the heat transfer medium first passes through the heating device 11 and then thereafter the heat accumulator 6 . In this way, an effective, earliest possible recharge of the heat accumulator 6 is possible. As soon as there is sufficient waste heat on the drive unit 2 to act on the heating heat exchanger 3 , the heat accumulator 6 can be loaded immediately by the heating device 11 . The loading of the heat accumulator 6 can thus start earlier than in the previously known prior art, since the heat accumulator 6 could only be loaded when the flow through the heat exchanger 3 had to be throttled due to an excessive heat supply. If there is more heat at the heat exchanger 3 to heat the passenger interior than is actually required, the flow through the heating heat exchanger 3 is throttled by means of the control valve 5 . In the known prior art, it was only sensible to start loading the latent heat store 6 from this point in time. Due to the heating device 11 , however, the heat accumulator 6 can now be loaded immediately after the control valve 7 is opened and thus the bypass 4 b is flowed through according to arrow direction 9 a, since then the electrical heating device 11 can be heated or started.

Vorteilhafterweise kann durch die beschriebene Plazierung der Heizvorrich­ tung 11 auch beim Entladen des Wärmespeichers 6 eine verbesserte Heiz­ leistung erzielt werden. Ist nämlich bereits beim Entladen des Wärmespeichers 6, wenn also der Bypass 4b gemäß Pfeilrichtung 9b durchströmt wird, die Heizvorrichtung 11 zugeschaltet, so ist ein Temperaturhub, d. h. eine Nacherwärmung des Wärmeträgermittels durch diese Heizvorrichtung 11 möglich, die voll einer gesteigerten Wärmeabgabe im Heizungs-Wärmetauscher 3 zugute kommt.Advantageously, improved heating performance can be achieved by the described placement of the Heizvorrich device 11 even when discharging the heat accumulator 6 . If the heating device 11 is already switched on when the heat accumulator 6 is being discharged, i.e. if the bypass 4 b is flowed through in the direction of the arrow 9 b, then a temperature rise, that is to say reheating of the heat transfer medium by this heating device 11, is possible which is fully accompanied by an increased heat output in the heating system -Heat exchanger 3 benefits.

Um zu verhindern, daß die Wiederbeladung des Speichers 6 die Aufheizung der Fahrgastzelle verzögert, d. h. um zu verhindern, daß am Wärmetauscher 3 wegen der Wiederbeladung des Wärmespeichers 6 nicht die maximal mögliche Wärmemenge anfällt, wird die Durchflußmenge des Wärmeträ­ germittels durch den Wärmespeicher 6 gemäß Pfeilrichtung 9a bei einer Be­ heizung des Wärmeträgermittels so eingestellt, daß die Wärmeträger-Tem­ peratur stromab des Wärmespeichers 6 im wesentlichen gleich ist der Tem­ peratur des Wärmeträgers (= Wärmeträgermittels) im Vorlauf 4 zum Hei­ zungs-Wärmetauscher 3. Daher ist sowohl im Vorlauf 4 ein Temperaturmeß­ fühler 12a, als auch im Bypass 4b stromab des Wärmespeichers 6 ein Tem­ peraturmeßfühler 12b vorgesehen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die über die Heizvorrichtung 11 eingebrachte Energie vollständig vom Wär­ mespeicher 6 aufgenommen wird.In order to prevent the reloading of the memory 6 from delaying the heating of the passenger compartment, ie to prevent the maximum possible amount of heat from accumulating on the heat exchanger 3 due to the reloading of the heat accumulator 6 , the flow rate of the heat transfer medium through the heat accumulator 6 is in the direction of the arrow 9 a with a heating of the heat transfer medium set so that the heat transfer temperature downstream of the heat accumulator 6 is substantially the same as the temperature of the heat transfer medium (= heat transfer medium) in the lead 4 to the heating heat exchanger 3 . Therefore, both in the lead 4 a temperature sensor 12 a, and in the bypass 4 b downstream of the heat accumulator 6, a tem perature sensor 12 b is provided. In this way it is ensured that the energy introduced via the heating device 11 is completely absorbed by the heat accumulator 6 .

Da jedoch die eingesetzten Temperaturfühler 12a, 12b, die beispielsweise PTC-Elemente sein können, hinsichtlich der Ermittlung eines absoluten Temperaturwertes relativ ungenau sein können, kann es empfehlenswert sein, die Basisabweichung dieser Temperaturfühler nach dem ersten Kalt­ start des Antriebsaggregates 2 zu ermitteln und zu Null zu korrigieren. In anderen Worten wird somit vorgeschlagen, anschließend an ein Ingang­ setzen des Wärmeträgerkreislaufes 1 einen Temperaturmeßfühler-Abgleich zwischen den stromab des Wärmespeichers 6 sowie den im Heizungs-Wär­ metauscher-Vorlauf 4 vorgesehenen Temperaturmeßfühlern 12a, 12b durchzuführen.However, since the temperature sensors 12 a, 12 b used, which can be PTC elements, for example, can be relatively inaccurate with regard to the determination of an absolute temperature value, it can be recommended to determine the basic deviation of these temperature sensors after the first cold start of the drive unit 2 and correct to zero. In other words, it is thus proposed to carry out a temperature sensor comparison between the downstream of the heat accumulator 6 and the heat exchanger flow 4 provided in the heating heat exchanger 4 , to start the heat transfer circuit 1 , and to carry out a temperature sensor 12 a, 12 b.

Um mit dem Temperaturmeßfühler 12b eine ordnungsgemäße Tempera­ turerfassung am Wärmespeicher 6 zu gewährleisten, sollte nach dessen Entladephase ein Mindestdurchfluß von ca. 150 l/h im Bypass 4b gewähr­ leistet sein. Ist schließlich der Wärmespeicher 6 voll beladen, was gleichbe­ deutend damit ist, daß die vom Temperaturmeßfühler 12b ermittelte Tempe­ ratur größer ist als die sog. kritische Latent-Wärmespeicher-Temperatur, so wird die Zufuhr von Energie zur Heizvorrichtung 11 abgebrochen, d. h. die Heizvorrichtung 11 wird abgeschaltet.In order to ensure proper temperature detection on the heat accumulator 6 with the temperature sensor 12 b, a minimum flow of approximately 150 l / h in the bypass 4 b should be ensured after its discharge phase. Finally, the heat accumulator 6 is fully loaded, which is synonymous with the fact that the temperature determined by the temperature sensor 12 b temperature is greater than the so-called critical latent heat accumulator temperature, the supply of energy to the heating device 11 is interrupted, ie the heating device 11 is switched off.

Die gesamte beschriebene Steuerung erfolgt selbstverständlich unter Be­ nutzung einer elektronischen Steuereinheit, die die entsprechenden Signale auswertet und die entsprechenden Ansteuerungen der Ventile 5, 7, 10 sowie der Heizvorrichtung 11 veranlaßt. Dabei können in dieser nicht gezeigten Steuereinheit auch weitere Parameter im Sinne einer selektiven Ansteue­ rung des Zuheizsystemes berücksichtigt werden. Zur Entscheidungsfindung, ob die Heizvorrichtung 11 zugeschaltet wird, kann eines oder mehrerer der folgenden Kriterien in beliebiger Kombination herangezogen werden: So kann beispielsweise berücksichtigt werden, ob die Kaltstarttemperatur des Antriebsaggregates 2, d. h. der Absolutwert der Wärmeträger-Temperatur bei Ingangsetzen des Wärmeträgerkreislaufs 1 eine bestimmte vorgegebene Grenze unterschreitet. Berücksichtigt werden kann auch die Entladetempe­ ratur des Wärmespeichers nach einem Kaltstart. Ferner kann die Zuheizstra­ tegie in dem dem aktuellen Betriebszyklus vorangegangenen Betriebszyklus berücksichtigt werden. So soll beispielsweise das Zuheizsystem, d. h. die elektrisch arbeitende Heizvorrichtung 11 zugeschaltet werden, wenn die Kaltstarttemperatur und die Entladetemperatur bestimmte vorgegebene Grenzen unterschreitet und beim letzten Betriebszyklus bis zum Ende des Fahrbetriebes zugeheizt wurde. Hiermit ist gewährleistet, daß sich das ge­ samte System den Gebrauchsgewohnheiten des Kraftfahrzeugbenutzers anpaßt. Folglich wird im Kurzstreckenverkehr die Zuheizung/Heizvorrichtung 11 häufig zugeschaltet, bei Langstreckenverkehr hingegen selten.The entire control described is of course using an electronic control unit, which evaluates the corresponding signals and the corresponding controls of the valves 5 , 7 , 10 and the heater 11 causes. In this control unit, not shown, other parameters can also be taken into account in the sense of a selective control of the auxiliary heating system. To make a decision as to whether the heating device 11 is switched on, one or more of the following criteria can be used in any combination: For example, it can be taken into account whether the cold start temperature of the drive unit 2 , that is to say the absolute value of the heat transfer medium temperature when the heat transfer circuit 1 is started, has a certain value falls below the predetermined limit. The discharge temperature of the heat accumulator after a cold start can also be taken into account. Furthermore, the heating strategy can be taken into account in the operating cycle preceding the current operating cycle. For example, the auxiliary heating system, ie the electrically operating heating device 11, is to be switched on when the cold start temperature and the discharge temperature fall below certain predetermined limits and when the last operating cycle was heated up until the end of driving operation. This ensures that the entire system adapts to the usage habits of the motor vehicle user. As a result, the auxiliary heating / heating device 11 is frequently switched on in short-distance traffic, but rarely in long-distance traffic.

Insgesamt können durch die vorgeschlagenen Maßnahmen die Vorteile ei­ nes Wärmespeichers, insbesondere des Latent-Wärmespeichers 6 auch bei Vorhandensein eines wirkungsgradoptimierten Antriebsaggregates 2, insbe­ sondere einer verbrauchsoptimierten Brennkraftmaschine, speziell im Kurz­ streckenverkehr genutzt werden. Der erforderliche Fahrzyklus zur sicheren Wiederbeladung des Latent-Wärmespeichers 6 wird dabei um ca. 50% ver­ kürzt. Durch die vorgeschlagene adaptive Regelungsausführung wird dabei nur bedarfsorientiert zugeheizt, so daß die Vorteile des Wärmespeichers bezüglich Umweltschonung erhalten bleiben. Die Temperaturfühler 12a, 12b sowie die benötigten Regelelemente sind im übrigen bereits auch bei einem gängigen Wärmeträgerkreislauf 1 - beispielsweise nach der EP 0 340 621 A2 - bereits vorhanden, so daß demgegenüber lediglich ein geringer Zu­ satzaufwand erforderlich ist. Dabei sind die zusätzlich eingesetzten Kompo­ nenten, beispielsweise der verstärkte Generator zur Erzeugung der für die Heizvorrichtung 11 benötigten elektrischen Energie multifunktional nutzbar. Darauf hingewiesen soll schließlich noch, daß durchaus Abweichungen vom gezeigten Ausführungsbeispiel realisiert sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.Overall, the advantages of a heat accumulator, in particular the latent heat accumulator 6 , can be used by the proposed measures even in the presence of an efficiency-optimized drive unit 2 , in particular a consumption-optimized internal combustion engine, especially in short-haul traffic. The driving cycle required for safe reloading of the latent heat store 6 is reduced by approximately 50%. The proposed adaptive control design only heats up according to need, so that the advantages of the heat store in terms of environmental protection are retained. The temperature sensors 12 a, 12 b and the required control elements are already already present in a conventional heat transfer circuit 1 - for example according to EP 0 340 621 A2 - so that, on the other hand, only a small additional effort is required. The additional components used, for example the reinforced generator for generating the electrical energy required for the heating device 11 , can be used in a multifunctional manner. Finally, it should be pointed out that deviations from the exemplary embodiment shown can be realized without departing from the content of the claims.

Claims (6)

1. Wärmeträgerkreislauf eines Kraftfahrzeuges, mit einem Wärmespei­ cher (6) für zumindest einen Teil der am Fahrzeug-Antriebsaggregat (2) anfallenden Abwärme, insbesondere mit einem Latent-Wärme­ speicher, wobei der Wärmespeicher (6) in einen Bypass (4b) zu einem Fahrzeug-Heizungs-Wärmetauscher (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (4b) bei Beladung des Wär­ mespeichers (6) stromauf desselben eine Heizvorrichtung (11) für das Wärmeträgermittel vorgesehen ist.1. Heat transfer circuit of a motor vehicle, with a Wärmespei cher ( 6 ) for at least a portion of the vehicle drive unit ( 2 ) accumulating waste heat, in particular with a latent heat storage, the heat accumulator ( 6 ) in a bypass ( 4 b) A vehicle heating heat exchanger ( 3 ) is arranged, characterized in that a heating device ( 11 ) for the heat transfer medium is provided in the bypass ( 4 b) when the heat storage medium ( 6 ) is loaded upstream of the same. 2. Wärmeträgerkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (11) elektrisch ar­ beitet.2. Heat transfer circuit according to claim 1, characterized in that the heating device ( 11 ) works electrically ar. 3. Betriebsverfahren für einen Wärmeträger-Kreislauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (11) in Betrieb ge­ nommen wird, sobald am Antriebsaggregat (2) ausreichend Abwärme zur Beaufschlagung des Heizungs-Wärmetauschers (3) anfällt. 3. Operating method for a heat transfer circuit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the heating device ( 11 ) is taken into operation as soon as sufficient waste heat to act on the heating heat exchanger ( 3 ) is obtained on the drive unit ( 2 ) . 4. Betriebsverfahren für einen Wärmeträger-Kreislauf nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Durchfluß-Steuerventil (7) im Wärmespeicher- Bypass (4b), dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß des Wärmeträgers (Wärmeträgermittels) durch den Wärmespeicher (6) bei Beheizung des Wärmeträgermittels so eingestellt wird, daß die Wärmeträger- Temperatur stromab des Wärmespeichers (6) im wesentlichen gleich ist der Temperatur des Wärmeträgers im Vorlauf (4) zum Heizungs- Wärmetauscher (3).4. Operating method for a heat transfer circuit according to claim 1 or 2 with a flow control valve ( 7 ) in the heat storage bypass ( 4 b), characterized in that the flow of the heat transfer medium (heat transfer medium) through the heat accumulator ( 6 ) when the Heat transfer medium is set so that the heat transfer temperature downstream of the heat accumulator ( 6 ) is substantially the same as the temperature of the heat transfer medium in the flow ( 4 ) to the heating heat exchanger ( 3 ). 5. Betriebsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an ein Ingangsetzen des Wärmeträgerkreislaufes (1) ein Temperaturmeßfühler-Abgleich zwi­ schen dem stromab des Wärmespeichers (6) sowie dem im Hei­ zungswärmetauscher-Vorlauf (4) vorgesehenen Temperaturmeßfühler (12a, 12b) durchgeführt wird.5. Operating method according to claim 3 or 4, characterized in that subsequent to a start-up of the heat transfer circuit ( 1 ) a temperature sensor comparison between the downstream of the heat accumulator ( 6 ) and the heating heat exchanger flow ( 4 ) provided temperature sensor ( 12 a , 12 b) is carried out. 6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entscheidung über die Inbe­ triebnahme der Heizvorrichtung (11) weitere Kriterien berücksichtigt werden, nämlich der Absolutwert der Wärmeträger-Temperatur bei Ingangsetzen des Kreislaufs (1) und/oder der Beladezustand des Wärmespeichers (6) und/oder die Zuheizstrategie im dem aktuellen Betriebszyklus vorangegangenen Betriebszyklus.6. Operating method according to one of claims 3 to 5, characterized in that further criteria are taken into account when deciding on the commissioning of the heating device ( 11 ), namely the absolute value of the heat transfer medium temperature when starting the circuit ( 1 ) and / or Load state of the heat accumulator ( 6 ) and / or the preheating strategy in the operating cycle preceding the current operating cycle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19845398C1 (en) * 1998-10-02 2000-03-16 Daimler Chrysler Ag Motor vehicle heating system has blocking valves in thermal reservoir feed and outlet closed by controller when engine operating temp. reached; auxiliary heater heats stored heating medium
US8201615B2 (en) 2008-02-22 2012-06-19 Dow Global Technologies Llc Heat storage devices

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