EP-4282678-B1 - METHOD FOR OPERATING A HYBRID AIR HEATER FOR A VEHICLE

Inventors

• Eberspach, Günter

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230329

Claims (10)

1. A method for operating a hybrid air heater (10) for a vehicle, the hybrid air heater (10) comprising a heater housing (12) through which heating air (H) to be heated can flow, having a heating air inlet region (14) with at least one heating air inlet opening (16), a heating air outlet region (22) with at least one heating air outlet opening (24) and a heating air flow chamber (48) through which heating air (H) can flow between the heating air inlet region (14) and the heating air outlet region (22) within a housing interior (26) surrounded by the heater housing (12), wherein the following are arranged in the housing interior (26): - a burner assembly (28) to be supplied with fuel (B) and combustion air (V), - a combustion air blower (34) for conveying the combustion air (V) to the burner assembly (28), - a heat exchanger assembly (36) for transferring heat generated during combustion in the burner assembly (28) to the heating air (H), - a heating air blower (42) for conveying the heating air (H) through the heating air flow chamber (48), - an electrically energisable heating unit (54) for heating the heating air (H) flowing through the heating air flow chamber (48), characterised in that the method comprises the following steps a)-c): a) during a start phase of a combustion heating operation of the hybrid air heater (10), conveying combustion air (V) and fuel (B) into the burner assembly (28) to start the combustion operation of the burner assembly (28), b) during the start phase of the combustion heating operation of the hybrid air heater (10), operating the heating unit (54), c) upon completion of the start phase of the combustion heating operation of the hybrid air heater (10), a predetermined period of time after the burner assembly (28) and/or the heating unit (54) has been started, or upon reaching a threshold temperature within the hybrid air heater (10), terminating the operation of the heating unit (54), and/or that the method comprises the following steps d) and e): d) if the setpoint heating output (HS) is below a threshold setpoint heating output (S) of the hybrid air heater (10), the heating unit (54) is operated and the burner assembly (28) is not operated in combustion mode, e) if the setpoint heating power (HS) exceeds or is above the threshold setpoint heating power (S) of the hybrid air heater (10), the burner assembly (28) is operated in combustion mode.
2. The method according to claim 1, characterised in that the combustion air blower (34) comprises a combustion air impeller (50) drivable in rotation by a blower motor (46), and in that the heating air blower (42) comprises a heating air impeller (44) drivable in rotation by the blower motor (46).
3. The method according to claim 2, characterised in that the heating air impeller (44) and the combustion air impeller (50) are arranged within the housing interior (26) upstream of the burner assembly (28) and/or the heat exchanger assembly (36).
4. The method according to any one of claims 1-3, characterised in that the heating unit (54) is arranged downstream of the burner assembly (28) and/or the heat exchanger assembly (36).
5. The method according to claim 4, characterised in that the heating unit (54) is arranged in the direction of a housing longitudinal axis (L) between the heat exchanger assembly (36) and the heating air outlet region (22).
6. The method according to any one of claims 1-5, characterised in that the heating unit (54) comprises a plurality of PTC heating elements (56).
7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterised in that , during combustion heating operation of the hybrid air heater (10), heated air (H) is conveyed through the heated air flow chamber (58) and/or combustion air (V) is conveyed to the burner assembly (28).
8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the start phase of the combustion heating mode of the hybrid air heater (10) is terminated upon reaching a threshold temperature in the region of the heat exchanger assembly (36).
9. The method according to any one of claims 1-8, characterised in that , when the setpoint heating output (HS) of the hybrid air heater (10) exceeds the threshold setpoint heating output (S), the combustion heating operation of the hybrid air heater (10) is started by means of steps a) to c).
10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterised in that the threshold setpoint heating output (S) lies within the range of a maximum heating output of the heating unit (54) and/or that the threshold setpoint heating output (S) is greater than or equal to a minimum combustion heating output of the hybrid air heater (10) in combustion heating mode.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Luftheizgeräts für ein Fahrzeug. Zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums beispielsweise in einem Personenkraftfahrzeug oder einem Nutzkraftfahrzeug ist es bekannt, vermittels brennstoffbetriebener Fahrzeugheizgeräte das in einem Wärmeträgermediumkreislauf einer Brennkraftmaschine vorhandene, im Allgemeinen flüssige Wärmeträgermedium zu erwärmen und die auf das Wärmeträgermedium übertragene Wärme in einem Wärmetauscher auf in den Fahrzeuginnenraum zu leitende Luft zu übertragen. Bei einer alternativen Ausgestaltungsform eines zur Erwärmung eines Fahrzeuginnenraums eingesetzten brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgeräts wird die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft direkt an einer Wärmetauscheranordnung des Fahrzeugheizgeräts erwärmt, in welcher die im Verbrennungsbetrieb einer Brenneranordnung des Fahrzeugheizgeräts durch Verbrennung von Luft und Brennstoff generierte Wärme auf die Wärmetauscheranordnung umströmende Heizluft übertragen wird. Aus der KR 101 773 015 B1 ist ein Hybrid-Luftheizgerät bekannt, bei welchem die erwärmt in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft durch die bei der Verbrennung eines Brennstoffs generierte Wärme einerseits und die bei Erregung einer elektrisch erregbaren Heizeinheit generierte Wärme andererseits erwärmt werden kann. Wird ein Fahrzeug bei niedriger Umgebungstemperatur erwärmt, wird die als Heizluft in einer Wärmetauscheranordnung durch die bei der Verbrennung eines Brennstoffs generierte Wärme zu erwärmende Luft durch die elektrisch erregbare Heizeinheit vorgewärmt. Erreicht die Temperatur des zu erwärmenden Innenraums eine Soll-Temperatur, wird die Erregung der elektrisch erregbaren Heizeinheit beendet. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Fahrzeugheizgeräts bereitzustellen, mit welchem am Beginn eines Heizbetriebs die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Heizluft im Wesentlichen ohne zeitliche Verzögerung erwärmt werden kann und der Schadstoffausstoß im Heizbetrieb verringert werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Luftheizgeräts für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1. Das Hybrid-Luftheizgerät umfasst ein von zu erwärmender Heizluft durchströmbares Heizgerätegehäuse mit einem Heizlufteintrittsbereich mit wenigstens einer Heizlufteintrittsöffnung, einem Heizluftaustrittsbereich mit wenigstens einer Heizluftaustrittsöffnung und einem von Heizluft zwischen dem Heizlufteintrittsbereich und dem Heizluftaustrittsbereich durchströmbaren Heizluftströmungsraum in einem von dem Heizgerätegehäuse umgebenen Gehäuseinnenraum. In dem Gehäuseinnenraum sind angeordnet: eine mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu speisende Brenneranordnung,ein Verbrennungsluftgebläse zum Fördern der Verbrennungsluft zu der Brenneranordnung,eine Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von im Verbrennungsbetrieb in der Brenneranordnung bereitgestellter Wärme auf die Heizluft,ein Heizluftgebläse zum Fördern der Heizluft durch den Heizluftströmungsraum,eine elektrisch erregbare Heizeinheit zum Erwärmen der den Heizluftströmungsraum durchströmenden Heizluft. Bei dem für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Hybrid-Luftheizgerät stehen grundsätzlich zwei Systembereiche zur Erzeugung von auf die Heizluft zu übertragender Wärme zur Verfügung. Zum einen kann diese Heizluft durch die mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu speisende Brenneranordnung mit der im Verbrennungsbetrieb generierten Wärme erwärmt werden. Dies vermeidet insbesondere auch in Hybrid-Fahrzeugen eine insbesondere bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen starke Belastung der für den elektrischen Fahrbetrieb bzw. allgemein für die Versorgung Verbraucher elektrischer Energie vorgesehenen Batterien und ermöglicht somit das Betreiben des Hybrid-Fahrzeugs im elektromotorischen Antriebszustand mit einer durch den Heizbetrieb im Wesentlichen nicht beeinträchtigten Reichweite. Das Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hybrid-Luftheizgeräts umfasst die Maßnahmen: a) in einer Startphase eines Verbrennungs-Heizbetriebs des Hybrid-Luftheizgeräts, Fördern von Verbrennungsluft und Brennstoff in die Brenneranordnung zum Starten des Verbrennungsbetriebs der Brenneranordnung,b) in der Startphase des Verbrennungs-Heizbetriebs des Hybrid-Luftheizgeräts, Betreiben der Heizeinheit,c) bei Beendigung der Startphase des Verbrennungs-Heizbetriebs des Hybrid-Luftheizgeräts, Beenden des Betreibens der Heizeinheit. Für einen Übergang in einen Heizbetrieb mit alleinigem Betreiben der Brenneranordnung als Wärmequelle wird die Startphase des Heizbetriebs des Hybrid-Luftheizgeräts eine vorbestimmte Zeitdauer nach Inbetriebnahme der Brenneranordnung oder/und der Heizeinheit beendet oder wird die Startphase des Heizbetriebs des Hybrid-Luftheizgeräts bei Erreichen einer Schwellentemperatur im Bereich des Hybrid-Luftheizgeräts, vorzugsweise im Bereich de