Kraftfahrzeugs

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen und Entfeuchten der Kabinenluft eines Kraftfahrzeugs mittels eines thermochemischen Wärmespei- chers, der als eine geschlossene Einheit ausgeführt ist.

Stand der Technik

Um insbesondere in der kalten Jahreszeit ein Beschlagen von kalten Scheiben eines Kraftfahrzeugs durch Akkumulation von Feuchtigkeit in der Kabinenluft des Kraftfahrzeugs zu verhindern, werden aktuell Kraftfahrzeuge fast ausschließlich im „Frischluft-Modus“ betrieben, d.h. es kommt zu keiner Rezirkulation der bereits aufgewärmten Kabinenluft. Durch das Ausblasen der warmen Kabinenluft bezie- hungsweise durch das notwendige Aufwärmen der kalten Umgebungsluft kommt es zu hohen thermischen Verlusten und somit zu einem hohen Energiebedarf, was sich insbesondere bei Elektrofahrzeugen, nämlich auf deren Reichweiten, negativ auswirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Erwärmen und Entfeuchten von Luft in einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs mittels eines thermochemischen Wärmespeichermoduls anzugeben, wobei in einem Regenerationsbetrieb, nämlich bei stehendem Kraftfahrzeug, die Fahrerkabine vorgewärmt und in einem Rezirku- lationsbetrieb, nämlich bei fahrendem Kraftfahrzeug, die Fahrerkabine entfeuchtet werden soll.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Erwärmen und Entfeuch- ten der Kabinenluft eines Kraftfahrzeugs mittels eines thermochemischen Wärme- speichers, der als eine geschlossene Einheit mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer ausgeführt ist, wobei in einer ersten Verfahrensphase, nämlich während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, in der ersten Kammer ein Arbeitsmedium verdampft wird und in der zweiten Kammer adsorbiert wird, so dass die erste Kammer abgekühlt wird und die zweite Kammer erwärmt wird, und die Kabinenluft erst außen an der ersten Kammer und anschließend außen an der zweiten Kam- mer entlanggeführt wird und so entfeuchtet wird und wobei in einer zweiten Ver- fahrensphase, nämlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs, mittels einer elektrischen Fleizung das Arbeitsmedium in der zweiten Kammer desorbiert wird und in der ersten Kammer kondensiert wird, so dass die zweite Kammer abgekühlt wird und die erste Kammer erwärmt wird, und die Kabinenluft außen an der ersten Kammer entlanggeführt wird und so erwärmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich eines thermochemischen Wärme- speichers, der als eine geschlossene Einheit mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer ausgeführt ist. In der ersten Kammer befindet sich ein flüssiges Arbeitsmedium; in der zweiten Kammer befindet sich ein zur Adsorption geeigne- tes Adsorptionsmedium.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Erwärmen und Entfeuchten der Kabinen- luft eines Kraftfahrzeugs in zwei Verfahrensphasen zu unterteilen:

- eine erste Verfahrensphase, die einem Rezirkulationsbetrieb des thermochemi- schen Wärmespeichers entspricht und während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ausgeführt wird sowie - eine zweite Verfahrensphase, die einem Regenerationsbetrieb des thermoche- mischen Wärmespeichers entspricht und bei Stillstand des Kraftfahrzeugs ausge- führt wird.

Erfindungsgemäß wird in der ersten Verfahrensphase, nämlich während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, in der ersten Kammer des thermochemischen Wärmespei- chers das Arbeitsmedium verdampft und in der zweiten Kammer von dem Adsorp- tionsmedium adsorbiert. Derart wird die erste Kammer abgekühlt und die zweite Kammer erwärmt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird in der ersten Verfahrensphase die Kabinenluft zuerst außen an der ersten Kammer und an- schließend außen an der zweiten Kammer entlanggeführt. So wird die Kabinenluft des Kraftfahrzeugs entfeuchtet.

Weiterhin erfindungsgemäß wird in der zweiten Verfahrensphase, nämlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs, mittels einer elektrischen Heizung das Arbeitsmedi- um in der zweiten Kammer desorbiert und in der ersten Kammer kondensiert. Derart wird die zweite Kammer abgekühlt und die erste Kammer erwärmt. Erfin- dungsgemäß wird in der zweiten Verfahrensphase die Kabinenluft außen an der ersten Kammer entlanggeführt und so erwärmt.

Durch die erste Verfahrensphase des erfindungsgemäßen Verfahrens sind hohe Rezirkulationsraten der Kabinenluft ohne zusätzlichen Energieaufwand während des Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs möglich.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschrei- bung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.

Der Betrieb des thermochemischen Wärmespeichers in der ersten Verfahrens- phase und der zweiten Verfahrensphase kann über ein Ventil zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer des thermochemischen Wärmespeichers gere- gelt werden.

Das Ventil zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer kann insbeson- dere während der ersten Verfahrensphase des erfindungsgemäßen Verfahrens basierend auf der notwendigen Entfeuchtung der Kabinenluft des Kraftfahrzeugs die Leistungsabgabe des thermochemischen Wärmespeichers regeln.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich- nungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Verfahrensphase eines erfin- dungsgemäßen Verfahrens zum Entfeuchten der Kabinenluft eines Kraftfahrzeugs.

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Verfahrensphase eines erfin- dungsgemäßen Verfahrens zum Erwärmen der Kabinenluft eines Kraftfahrzeugs.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt schematisch den Ablauf einer ersten Verfahrensphase eines erfin- dungsgemäßen Verfahrens zum Entfeuchten der Kabinenluft eines Kraftfahr- zeugs. Fig. 2 zeigt schematisch den Ablauf einer zweiten Verfahrensphase des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erwärmen der Kabinenluft eines Kraftfahr- zeugs. Das Verfahren bedient sich eines thermochemischen Wärmespeichers 1 , der als eine geschlossene Einheit mit einer ersten Kammer 2 und einer zweiten Kammer 3 ausgeführt ist. Unter der Begriffl ich keit„geschlossen“ ist ein in sich geschlosse- nes System zu verstehen, dass lediglich über seine Außenwände mit seiner Um- gebung wechselwirken kann.

Der thermochemische Wärmespeicher 1 umfasst eine erste Kammer 2 und eine zweite Kammer 3. Die beiden Kammern 2, 3 sind über ein Ventil 4 miteinander verbindbar. In der ersten Kammer 2 des thermochemischen Wärmespeichers 1 ist ein flüssiges Arbeitsmedium 5 angeordnet. In der zweiten Kammer 3 des thermo- chemischen Wärmespeichers 1 ist ein Adsorptionsmedium 6 angeordnet. Weiter- hin ist in der zweiten Kammer 3 ein elektrisches Heizelement 7 angeordnet.

Das Verfahren zum Erwärmen und Entfeuchten der Kabinenluft eines Kraftfahr- zeugs ist in zwei Verfahrensphasen zu unterteilen:

- eine erste Verfahrensphase, die einem Rezirkulationsbetrieb des thermochemi- schen Wärmespeichers 1 entspricht und während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ausgeführt wird sowie

- eine zweite Verfahrensphase, die einem Regenerationsbetrieb des thermoche- mischen Wärmespeichers 1 entspricht und bei Stillstand des Kraftfahrzeugs aus- geführt wird.

In der ersten Verfahrensphase, nämlich während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, wird in der ersten Kammer 2 des thermochemischen Wärmespeichers 1 das Ar- beitsmedium 5 verdampft und in der zweiten Kammer 3 von dem Adsorptionsme- dium 6 adsorbiert. Derart wird die erste Kammer 2 abgekühlt und die zweite Kammer 3 erwärmt. Die feuchte Kabinenluft wird zuerst außen an der ersten Kammer 2 entlanggeführt, wobei es zur Abkühlung und somit zur Kondensation von Feuchtigkeit aus der Kabinenluft kommt. Das Kondensat 8 wird abgeführt. Danach wird die daraus resultierende kühle Kabinenluft an der zweiten Kammer 3 entlanggeführt und erwärmt. Die daraus resultierende entfeuchtete und erwärmte Kabinenluft wird wiederrum in die Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs geleitet (Fig.

1 ). Der Weg der Kabinenluft wie in diesem Absatz beschrieben wird in Fig. 1 durch die Richtungspfeile 9, 9‘ und 9“ schematisch dargestellt.

In der zweiten Verfahrensphase, nämlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs, wird mittels dem elektrischen Fleizelement 7 das Arbeitsmedium 5 in der zweiten Kammer 3 desorbiert und in der ersten Kammer 2 kondensiert. Derart wird die zweite Kammer 3 abgekühlt und die erste Kammer 2 erwärmt. Die kalte Kabinen- luft wird außen an der ersten Kammer 2 entlanggeführt und so erwärmt (Fig. 2). Der Weg der Kabinenluft wie in diesem Absatz beschrieben wird in Fig. 2 durch die Richtungspfeile 10, 10‘ und 10“ schematisch dargestellt.

Der Betrieb des thermochemischen Wärmespeichers 1 in der ersten Verfahrens- phase und der zweiten Verfahrensphase wird über ein Ventil 4 zwischen der ers- ten Kammer 2 und der zweiten Kammer 3 des thermochemischen Wärmespei- chers 1 geregelt (Fig. 1 , Fig. 2).

Der thermochemische Wärmespeicher 1 wird während des Stillstands des Kraft- fahrzeugs regeneriert - im Falle eines Elektrofahrzeugs über das Laden einer Traktionsbatterie und im Falle eines mittels Verbrennungskraftmaschine betriebe- nen Fahrzeugs mittels anderer geeigneter Wärmequellen, wie zum Beispiel der Verbrennungskraftmaschine selbst.

Bezuqszeichenliste

Thermochemischer Wärmespeicher

Erste Kammer

Zweite Kammer

Ventil

Arbeitsmedium

Adsorptionsmedium

Elektrisches Heizelement

Kondensat

Richtungspfeile (Weg der Kabinenluft während eines Rezirkulations- betriebs)

, 10‘, 10“ Richtungspfeile (Weg der Kabinenluft während eines Regenerations- betriebs)