專利名稱：用于加熱汽車內(nèi)室的供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述類型的用于加熱汽車內(nèi)室的系統(tǒng)。
在通常的汽車供熱系統(tǒng)中，借助于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的熱交換產(chǎn)生熱空氣，這種供熱系統(tǒng)的問題在于，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，必須經(jīng)過一定的時(shí)間間隔才能使冷卻水被充分加熱，以實(shí)現(xiàn)供熱功能。DE 44 33 81A1公開了一種所述類型的供熱系統(tǒng)，其中，一個(gè)由金屬管構(gòu)成的電氣輔助加熱元件被集成在冷卻水循環(huán)回路中。為了不依賴于由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供給的熱而加熱金屬管和流經(jīng)金屬管的冷卻水，金屬管外表面直接與PTC加熱元件接觸，該P(yáng)TC加熱元件由汽車電網(wǎng)供給電能。
DE 197 19 487 A1建議，為了不依賴于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)來加熱冷卻介質(zhì)，在汽車的冷卻介質(zhì)循環(huán)回路中集成有一個(gè)加熱容器，它設(shè)置有一個(gè)微波源。
在這種已知的供熱系統(tǒng)中，存在的缺點(diǎn)是，設(shè)置附加的水加熱器帶來高的安裝費(fèi)用和大的結(jié)構(gòu)空間需求。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種供熱系統(tǒng)，其允許與發(fā)動(dòng)機(jī)無關(guān)地加熱冷卻液循環(huán)回路中的液體，并且不隨之帶來高的安裝費(fèi)用和大的結(jié)構(gòu)空間需求。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過如權(quán)利要求1所定義的一種供熱系統(tǒng)解決。在本發(fā)明這種解決方案中有利的是，電加熱裝置集成在冷卻液循環(huán)回路中一個(gè)本來已有的部件中，這樣，這種與發(fā)動(dòng)機(jī)無關(guān)的冷卻液加熱裝置可以保持低的安裝費(fèi)用和結(jié)構(gòu)空間需求。
在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造方案。
在帶有水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車中，通常在冷卻液循環(huán)回路中設(shè)置至少一個(gè)閥塊，以根據(jù)冷卻液的溫度或壓力來控制冷卻液流量。本發(fā)明的目的是，在該閥塊中集成一個(gè)電加熱裝置，以加熱流過閥塊的冷卻液。由于按這種方式電加熱裝置被集成在一個(gè)本來已有的部件中，因而不要求額外的結(jié)構(gòu)空間，并且仍保持簡(jiǎn)單的安裝，這使成本保持低廉。對(duì)于這種加熱裝置來說，優(yōu)選涉及一個(gè)或多個(gè)PTC(正溫度系數(shù))加熱元件，它們與閥塊直接熱接觸，以加熱閥塊。這些加熱元件可以被安置在閥塊的外側(cè)面上。這些加熱元件由汽車的汽車電網(wǎng)供給電能，其中，符合目的地這樣選擇電路布置，使得加熱元件只有在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)才能被供給電能，以防止汽車蓄電池放電。
因此，在啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)后，可以借助冷卻液閥塊中的電氣附加加熱裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液更快速的加熱，由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車內(nèi)室的更快速的加熱。
對(duì)于該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)優(yōu)選這樣設(shè)計(jì)，使得在加熱熱載體時(shí)(例如通過內(nèi)燃機(jī)和/或一個(gè)汽車附加加熱器的運(yùn)行)，電加熱功率被相應(yīng)減小或被完全停止。
下面借助于


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖示為圖1帶有一個(gè)閥塊的一個(gè)供熱系統(tǒng)的示意圖，圖2帶有對(duì)應(yīng)配置的閥裝置的一個(gè)閥塊的第一優(yōu)選實(shí)施形式示意圖，圖3帶有對(duì)應(yīng)配置的閥裝置的一個(gè)閥塊的第二優(yōu)選實(shí)施形式示意圖，圖4本發(fā)明閥裝置的另一個(gè)變型實(shí)施例。
圖1中示出的熱載體循環(huán)回路1包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)3、一個(gè)可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2和一個(gè)汽車固有的熱傳導(dǎo)器4，為熱傳導(dǎo)器4配置一個(gè)汽車通風(fēng)機(jī)5，它將已被加熱的空氣輸送到汽車內(nèi)室24中。用實(shí)線箭頭A標(biāo)示出所謂的大熱載體循環(huán)。在該循環(huán)中，液態(tài)的熱載體從內(nèi)燃機(jī)3中出來，借助于一個(gè)與其對(duì)應(yīng)配置的冷卻介質(zhì)輸送泵6被沿朝向閥塊7的方向輸送。熱載體從那里出發(fā)到達(dá)可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2，繼續(xù)流動(dòng)經(jīng)過汽車固有的熱傳導(dǎo)器4，然后再返回到內(nèi)燃機(jī)3入口側(cè)上的冷卻介質(zhì)輸送泵6的吸入側(cè)。
用虛線箭頭B標(biāo)示出所謂的“島循環(huán)”，在此，內(nèi)燃機(jī)3與液流斷聯(lián)。在該循環(huán)中，熱載體經(jīng)過可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2的加熱流過汽車固有的熱傳導(dǎo)器4，然后通過旁通管路8繞過內(nèi)燃機(jī)3返回到閥塊7，通過閥塊7，熱載體又被導(dǎo)送到可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2的入口側(cè)。
如果借助于閥塊7實(shí)現(xiàn)了用虛線箭頭B所標(biāo)示的島循環(huán)，熱載體就不流過內(nèi)燃機(jī)3，汽車內(nèi)室24或者一個(gè)另外的需要加熱的室可以通過與可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2連接的汽車固有熱傳導(dǎo)器4以有效的方式被加熱。
下面參考圖2借助于一個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施形式詳細(xì)解釋閥塊7的詳細(xì)細(xì)節(jié)。在圖2中，閥塊7包括星形安置的接頭9、10和11。接頭9(見圖1)與來自內(nèi)燃機(jī)3的管路段連接。接頭10與通向可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2的管路段連接。接頭11與旁通管路8連接，旁通管路8來自汽車固有的熱傳導(dǎo)器4的出口。在圖2所示的閥塊7中，設(shè)置了一個(gè)球13形式的閥元件12，閥元件12借助一個(gè)彈簧14在圖2所示出的位置中被預(yù)加載，在該位置中，閥塊7允許熱載體循環(huán)回路中與內(nèi)燃機(jī)3對(duì)應(yīng)配置的部分被斷聯(lián)。經(jīng)過一個(gè)彎曲的或弧形延伸的運(yùn)動(dòng)軌道15，閥元件12可以運(yùn)動(dòng)到一個(gè)以點(diǎn)劃線表示的位置中，在該位置中，與旁通管路8連接的接頭11被截止，并且旁通管路8從而被截止。在閥元件12的以點(diǎn)劃線示出的位置中，在圖1中用A標(biāo)示出的熱載體循環(huán)回路被準(zhǔn)備好，而在閥元件12的以實(shí)線示出的位置中，實(shí)現(xiàn)圖1中的熱載體循環(huán)回路B。至少分別與閥元件12配合作用的接頭9和11的端部在閥塊7中具有配合面16和17，通過這些配合面，與閥元件12配合作用，在閥元件12的各個(gè)閉合位置上達(dá)到可靠的閉合。
為了將閥塊7設(shè)計(jì)得能夠盡可能通用地被使用，通向可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2的接頭10也具有一個(gè)相同構(gòu)型的配合面18。用于閥元件12的弧形運(yùn)動(dòng)軌道15由閥塊7中相應(yīng)的壁構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，在閥塊7中集成有一個(gè)電加熱元件21，它優(yōu)選作為PTC加熱元件構(gòu)成。在圖2所示的實(shí)施例中，加熱元件21被安置在通向加熱器2的接頭10的區(qū)域內(nèi)。因?yàn)樵摻宇^不僅在包括內(nèi)燃機(jī)3在內(nèi)的大循環(huán)中被流經(jīng)，而且在島循環(huán)中也被流經(jīng)，所以安置在該位置上是特別有利的。在那里，電加熱元件21在兩種循環(huán)變型方案中都可以有助于更快地加熱熱載體。電加熱元件21以一個(gè)套筒或多個(gè)套筒扇形段的形式構(gòu)成。但同樣也可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)板狀的加熱元件。代替將加熱元件21集成在閥塊7的體內(nèi)，也可以將加熱元件21集成在附屬于閥塊7的接頭9、10或11中的一個(gè)內(nèi)，其中，又優(yōu)選接頭10。
在圖3和圖4中，與前面闡述的實(shí)施形式中相同或相似的件標(biāo)以相同的參考標(biāo)號(hào)，但為了區(qū)別用“′”或“″”標(biāo)注。
在圖3和圖4中都設(shè)置了一個(gè)可直線性運(yùn)動(dòng)的閥元件12′，12″。在圖3中的閥元件12′以一個(gè)滑閥19的形式構(gòu)成，它借助于一個(gè)彈簧14在圖1所示的位置中被預(yù)加載。為了在閥元件12′的每個(gè)閉合位置上實(shí)現(xiàn)一個(gè)可靠的、密封的閉合，滑閥19兩個(gè)相對(duì)的端部例如可以錐形地構(gòu)成，從而達(dá)到面靠置在對(duì)應(yīng)配置的配合面16′、17′上。
在圖4所示的實(shí)施形式中，閥元件12″以與圖3相似的方式作為可直線運(yùn)動(dòng)的滑閥構(gòu)成，但其中一個(gè)端部為了熱載體流的轉(zhuǎn)向設(shè)置了一個(gè)有利于流動(dòng)的輪廓20。
在本發(fā)明中設(shè)計(jì)的閥塊7使得可以相應(yīng)于閥元件12、12′、12″的閉合位置實(shí)現(xiàn)以箭頭A所標(biāo)示的大熱載體循環(huán)或者實(shí)現(xiàn)以箭頭B所標(biāo)示的島循環(huán)。
如果閥塊7的引自內(nèi)燃機(jī)3的接頭9借助閥元件12、12′、12″被截止，熱載體通過自此打開的旁通管路8被可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2吸入，并且在以箭頭B標(biāo)示的熱載體循環(huán)回路中被輸送。此時(shí)，內(nèi)燃機(jī)3被繞過并且其處于停機(jī)狀態(tài)。
如果內(nèi)燃機(jī)3工作，則熱載體借助于冷卻介質(zhì)輸送泵6被輸送，并且，由于熱載體的輸送壓力，閥元件12、12′、12″被帶入使旁通管路8被截止的位置中，這樣，閥塊7中的熱載體就到達(dá)從可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器2引出的接頭10中，從而，熱載體流過圖1中以箭頭A所示的回路。如果內(nèi)燃機(jī)3停止運(yùn)行，閥元件12、12′、12″由于被借助彈簧14預(yù)加載而被帶入使引自內(nèi)燃機(jī)3的接頭9截止和旁通管路8打開的那個(gè)位置中。這樣，借助于閥塊7這樣實(shí)現(xiàn)了熱載體循環(huán)回路的流體機(jī)械式開關(guān)，使得人們可以不用附加的電輔助控制裝置而根據(jù)內(nèi)燃機(jī)3的運(yùn)行或停止運(yùn)行實(shí)現(xiàn)閥塊7的各個(gè)所希望的開關(guān)位置。
在圖3和圖4中示出了電加熱元件22、23和25另外的安置形式。加熱元件21在圖3中在接頭9的區(qū)域內(nèi)作為一個(gè)內(nèi)置的加熱元件實(shí)施，而加熱元件25在外面圍繞接頭10安置。對(duì)于被安置在外面的加熱元件25，如果為了避免能量損失將其朝向外面用一個(gè)絕緣層27覆蓋住，是有利的。
在圖4中，在接頭9的區(qū)域內(nèi)，安置了一個(gè)內(nèi)置的加熱元件23并且附加地或可替換地安置一個(gè)外置的加熱元件25，該外置加熱元件25又有利地被一個(gè)未示出的絕緣層朝向外面覆蓋住。在接頭10的區(qū)域內(nèi)另外安置了一個(gè)內(nèi)置的加熱元件22。
所有加熱元件21、22、23或25優(yōu)選作為具有正溫度/電阻特性的PTC加熱元件構(gòu)成，并且通過導(dǎo)線與汽車的汽車電網(wǎng)連接，對(duì)此，在圖3中只示例性地安置了一個(gè)汽車蓄電池26。
特別是在閥塊7作為鑄件構(gòu)成時(shí)，可以代替一個(gè)內(nèi)置的加熱元件21、22和23或者一個(gè)外置的加熱元件25將一個(gè)或多個(gè)加熱元件集成在閥塊的壁內(nèi)，這樣，既不必如在使用內(nèi)置加熱元件的情況下那樣設(shè)置針對(duì)液態(tài)熱載體的絕緣層，也既不必如在使用外置加熱元件的情況下那樣設(shè)置防止熱量損失或損壞的保護(hù)層。
參考標(biāo)號(hào)1 熱載體循環(huán)回路總體2 可不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的加熱器3 內(nèi)燃機(jī)4 汽車固有的熱傳導(dǎo)器5 汽車通風(fēng)機(jī)6 冷卻介質(zhì)輸送泵7 閥塊 8 旁通管路9 接頭 10 接頭11 接頭 12、12′、12″ 閥元件13 球14 彈簧15 運(yùn)動(dòng)軌道 16、16′ 9的配合面17、17′ 11的配合面 18 10的配合面19 滑閥 20 有利于流動(dòng)的輪廓21 電加熱裝置22 電加熱裝置23 電加熱裝置24 汽車內(nèi)室25 電加熱裝置26 汽車蓄電池27 絕緣層A 大的熱載體循環(huán)回路B “島形”熱載體循環(huán)回路
權(quán)利要求
1.用于加熱汽車的內(nèi)室(24)的供熱系統(tǒng)，具有一個(gè)用于導(dǎo)出發(fā)動(dòng)機(jī)熱量并將熱量送出給汽車內(nèi)室(24)的液體循環(huán)回路，其中，設(shè)置了一個(gè)用于控制液體循環(huán)回路中的液流的閥塊(7)，其特征在于，一個(gè)電加熱裝置(21，22，23，25)集成在該閥塊中，以加熱流過該閥塊(7)的液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置(21，22，23，25)涉及一個(gè)或多個(gè)PTC加熱元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置(21，22，23，25)與閥塊(7)直接熱接觸，以加熱該閥塊。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的供熱系統(tǒng)，其特征在于，加熱裝置(25)被安置在閥塊(7)的外側(cè)面上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的供熱系統(tǒng)，其特征在于，加熱裝置(21，22，23，25)由汽車的汽車電網(wǎng)供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱汽車內(nèi)室的供熱系統(tǒng),其中,設(shè)置了一個(gè)用于導(dǎo)出發(fā)動(dòng)機(jī)熱量并將熱量送出給汽車內(nèi)室的液體循環(huán)回路以及一個(gè)用于控制液體循環(huán)回路中的液流的閥塊。一個(gè)電加熱裝置集成在該閥塊中,以加熱流過該閥塊的液體。
文檔編號(hào)B60H1/00GK1365323SQ01800593
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2001年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者馬丁·施泰姆勒, 英格麗德·蘭茨爾 申請(qǐng)人:韋貝斯托熱系統(tǒng)國(guó)際有限公司