DE102005061195B4 - Verwendung von Kühlmittel mit variabler Wärmekapazität in Verbrennungsmotoren und Verfahren zu deren Wärmemanagement - Google Patents

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Abstract

Verwendung eines Kühlmittels mit variabler Wärmekapazität in einem Verbrennungsmotor, wobei das Kühlmittel aus nichtwässriger Kühlflüssigkeit, ausgewählt aus Motoröl oder synthetischem Öl und Zusatzstoffen sowie einem Phasenwechselmaterial (PCM) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors umfasst, so dass das Kühlmittel auch die Funktion der Schmierung des Motors umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Kühlmittels mit variabler Wärmekapazität in einem Verbrennungsmotor, wobei das Kühlmittel aus nichtwässriger Kühlflüssigkeit, ausgewählt aus Motoröl oder synthetischem Öl und Zusatzstoffen sowie einem Phasenwechselmaterial (PCM) gebildet wird, sowie ein Verfahren für das Wärmemanagement eines Verbrennungsmotors mit einem Kühlmittel mit variabler Wärmekapazität aus nichtwässriger Kühlflüssigkeit, ausgewählt aus Motoröl oder synthetischem Öl und Zusatzstoffen, sowie einem Phasenwechselmaterial (PCM).
  • Derzeitige Probleme bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugmotoren macht die zunehmende Steigerung der Leistungsdichte. Für Verbrennungsmotoren werden bereits Leistungsdichten über 70 kW/L angestrebt. Dabei kann die zusätzliche Wärme nicht mehr ohne weiteres abgeführt werden. Die üblichen Kühlflüssigkeiten auf der Basis von Wasser/Glykol stoßen dabei an ihre Grenzen. Es müssen teilweise Zusatzkühler verbaut werden (z. B. Radlaufkühler), die einen hohen konstruktiven Mehraufwand bedeuten.
  • Eine andere Möglichkeit die Kühlleistung zu erhöhen, ist die Verwendung von Kühlmitteln mit erhöhter Wärmekapazität. Besonders hohe Wärmekapazitäten lassen sich mit Kühlmitteln erreichen, die Phasenwechselmaterialien, im Folgenden auch PCM (PhaseChangeMaterials) genannt, beinhalten.
  • Derartige Kühlmittel haben aber den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität auch nur eine verlangsamte Aufheizung des Motors auf die Betriebstemperatur erlauben. Eine schnellere Aufheizung des Motors auf Betriebstemperatur, beispielsweise beim Kaltstart führt zu einer Kraftstoffersparnis durch verminderte Reibleistung. Durch die verminderte Reibleistung ergibt sich auch ein geringerer Materialverschleiß.
  • Die WO2004/009728 A1 beschreibt die Verwendung eines Kühlmittels aus einer Wasser/Glykol-Mischung und PCM bei der Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren. Das PCM ist mikroverkapselt. Es sind bereits unterschiedlichste Verfahren und Anwendungen für mikroverkapselte Phsenwechselmaterialien (PCM) bekannt; beispielsweise aus der DE 19749731 A1 , DE 10138996 A1 , DE 10209222 A1 , DE 10318044 A1 oder der DE 19654035 A1 .
  • Die JP 2005-203148 stellt sich die Aufgabe, eine nichtwässrige Kühlflüssigkeit für eine Brennstoffzelle mit hervorragenden Wärmeübergangseigenschaften als Kühlflüssigkeit für einen Brennstoffzellenstapel bereit zu stellen. Hierbei wird eine Kühlflüssigkeit beschrieben, welche auf einer nichtwässrigen Basis und in der nichtwässrigen Basis dispergiertem PCM hergestellt wird.
  • In der WO 0212413 A2 wird eine Mischung für die Verbesserung einer Wärmeüberträgerflüssigkeit beschrieben, welche eine Wärmeüberträger-Basisflüssigkeit und ein nanoskaliges PCM aufweist.
  • Die bekannten Kühlmittel mit PCM basieren auf wässrigen Kühlflüssigkeiten und sind auf höchstmögliche Wärmespeicherung in möglichst breiten Temperaturfenstern ausgelegt. Beim Kaltstart von Motoren oder anderen Aggregaten oder nach deren Betriebsunterbrechung ist die hohe Wärmekapazität, insbesondere wässriger Kühlmittel, jedoch ungünstig, da die Aggregate nur langsam auf die Betriebstemperatur gebracht werden. Für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen liegt die optimale Motorbetriebstemperatur bei ca. 100°C, typischerweise bei 80 bis 110°C. Diese Temperatur ist möglichst schnell zu erreichen.
  • Wässrige Kühlmittel haben den Nachteil, dass sie in der Nähe der Betriebstemperaturen, die um ca. 100°C liegen einen hohen Dampfdruck aufweisen, oder gar sieden. Übliche Kühlflüssigkeiten aus Wasser/Glykol-Mischungen sieden bereits bei Ca. 120°C. Auch unter dem Gesichtspunkt des Korrosionsschutzes sind wässrige Systeme häufig problematisch.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verwendung von Kühlmitteln und Verfahren aufzuzeigen, die ein verbessertes Wärmemanagement von Verbrennungsmotoren erlauben und insbesondere ein schnelleres Aufwärmen auf Betriebstemperatur, sowie eine verbesserte Wärmeabfuhr nach dem Erreichen der Betriebstemperatur ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung eines Kühlmittels mit variabler Wärmekapazität mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren für das Wärmemanagement eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
  • Für die Erfindung ist es von besonderer Bedeutung, dass das Kühlmittel mit variabler Wärmekapazität aus einer nichtwässrigen Kühlflüssigkeit, Zusatzstoffen und einem Phasenwechselmaterial (PCM) gebildet wird. Das Phasenwechselmaterial hat dabei einen Anteil von ca. 5 bis 60 Vol.-%.
  • Die erfindungsgemäß verwendete nichtwässrige Kühlflüssigkeit hat den Vorteil, dass gegenüber den wässrigen Kühlflüssigkeiten deutlich geringere Wärmekapazitäten realisiert werden, so dass eine deutlich schnellere Erwärmung beim Kaltstart des Verbrennungsmotors erfolgen kann. Dies zeigt ein Vergleich der Wärmekapazität üblicher wässriger und nichtwässriger Kühlmedien:
    Kühlmedium Wärmekapazität kJ/kg·K
    Silikonöl 1,45
    Olivenöl 1,97
    Motoröl 2,24
    Glycerin 2,39
    Wasser/Glykol (50:50) 3,30
    Wasser 4,18
  • Ein weiterer bedeutender Vorteil sind die höheren Siedepunkte der nichtwässrigen Kühlflüssigkeiten. Gegenüber den wässrigen Systemen sind ohne weiteres Siedepunkte weit über 200°C möglich. Hierdurch erweitert sich der Betriebsbereich der Verbrennungsmotoren.
  • Durch ein schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur ergeben sich eine Kraftstoffersparnis und ein geringerer Verschleiß. Eine Verbesserung des Kraftfahrzeugkomforts ist möglich durch eine wesentlich schnellere Erwärmung der Heizung im Fahrgastraum. Durch den erhöhten Wärmetransport im System ergibt sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Kühlmittel, wodurch insbesondere die Spitzentemperaturen im Zylinderkopf gesenkt werden können. Durch den Einsatz eines derartigen Kühlmittels können zukünftige Kühlsysteme kompakter ausgelegt werden. Auch vereinfacht sich das Kühlsystem als solches, da durch die hohen Siedepunkte des Kühlmittels ein druckloser Betrieb möglich ist (kein Überkochen). Beim Einsatz von öligen und wasserfreien Kühlflüssigkeiten kann auf Korrosionsschutzmaßnahmen im Kühlsystem verzichtet werden. Weiter können sich diese Kühlmittel günstig auf die Kühlmittelpumpe auswirken, beispielsweise durch verringerte Kavitation und verbesserte Schmierung.
  • Solange der Motor noch kalt ist, das heißt die Temperatur noch deutlich unterhalb der optimalen Betriebstemperatur liegt, wird die durch das Kühlmittel transportierte Wärmemenge im wesentlichen durch die Kühlflüssigkeit bestimmt. Da die Wärmekapazität der nichtwässrigen Kühlflüssigkeit vergleichsweise gering ist, kann sich der Verbrennungsmotor vergleichsweise schnell aufwärmen. Der Wärmetransport-Beitrag des PCM liegt beim kalten Verbrennungsmotor bzw. Kaltstart noch vergleichsweise gering. Kommt der Motor dagegen auf Betriebstemperatur, so beginnt das PCM in der heißen Zone des Kühlsystems aufzuschmelzen. Durch den Beitrag der Schmelzenthalpie des PCM wird der Wärmetransport des Kühlmittels hierdurch erheblich verbessert.
  • Das Kühlmittel besitzt somit durch den Beitrag der Schmelzenthalpie des PCM eine temperaturabhängige variable Wärmekapazität. Bisherige Kühlmittel auf der Basis von Wasser/Glykol zeigen dagegen bei allen relevanten Temperaturen eine quasi konstante Wärmekapazität auf.
  • Bei der nichtwässrigen Kühlflüssigkeit handelt es sich bevorzugt um diejenigen Öle, welche bereits für die Kühlung von Verbrennungsmotoren bekannt sind. Als Kühlflüssigkeit kommen somit unterschiedlichste Arten von dünnflüssigen Ölen, Thermoölen, Mineralölen oder synthetischen Ölen in Betracht. Geeignete gängige Öle bestehen typischerweise aus Mineralöldestillat, Mineralölraffinat und/oder Gemischen von Alkanen mit hohem Anteil an C20- bis C30-Alkanen. Aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und -haltbarkeit sind auch Silikonöle, gegebenenfalls in Mischung mit weiteren Ölen, von Bedeutung.
  • Für die erfindungsgemäß verwendeten Kühlmittel ist es von Bedeutung, dass nur ein geringer Wassergehalt vorliegt. Das Wasser tritt nicht als Zusatzstoff sondern lediglich als Verunreinigung des Kühlmittels auf. Das Wasser ist für die nichtwässrige Kühlflüssigkeit aufgrund seines niedrigen Siedepunktes störend. Des Weiteren führt das Wasser zu unerwünschter Korrosion innerhalb des Kühlsystems und kann sich nachteilig auf die Emulgier- bzw. Suspendierbarkeit der PCM auswirken. Bevorzugt liegt der Wassergehalt des Kühlmittels unterhalb 1 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb 0,5 Gew.-%. Es kann zweckmäßig sein, dass das Kühlmittel wasserbindende bzw. Dehydratationsmittel enthält.
  • Aufgrund der hohen Siedepunkte der nichtwässrigen Kühlflüssigkeiten und des niedrigen Wassergehaltes liegt der Siedepunkt des erfindungsgemäß verwendeten Kühlmittels deutlich oberhalb der üblichen optimalen Betriebstemperatur von Verbrennungsmotoren. Der Siedepunkt der Kühlflüssigkeit wird bevorzugt auf oberhalb 125°C eingestellt. Besonders zweckmäßig sind Siedepunkte oberhalb ca. 150°C.
  • Für die Kaltstartbedingungen des Verbrennungsmotors sind niedrige Wärmekapazitäten des Kühlmittels besonders wichtig. Bevorzugt wird daher eine Kühlflüssigkeit verwendet, die eine Wärmekapazität unterhalb 3 kJ/kg·K aufweist. Besonders bevorzugt wird ein Bereich von 1 bis 3 kJ/kg·K. Zu geringe Wärmekapazitäten sind andererseits beim heißen Verbrennungsmotor unerwünscht, da die Menge an PCM nicht beliebig erhöht werden kann.
  • Das Phasenwechselmaterial (PCM) sollte bevorzugt eine ähnliche Wärmekapazität wie die Kühlflüssigkeit aufweisen. Bevorzugt weist das PCM im festen oder flüssigen Zustand eine Wärmekapazität unterhalb 3,5 kJ/kg·K auf und liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 3,5 kJ/kg·K. Der Umstand, dass die Wärmekapazität des Feststoffs geringer ist als die entsprechende Flüssigkeit stellt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäß verwendeten PCM-haltigen Kühlmittels bei kalten Motor-Betriebszuständen dar.
  • Als PCM sind unterschiedlichste Materialien möglich. Dabei ist es unter anderem erforderlich, dass die PCM im Kühlmittel sowohl im festen oder flüssigen Zustand gleichmäßig verteilt sind.
  • Bevorzugt wird das PCM so gewählt, dass es zumindest unterhalb seines Schmelzpunktes in feiner Suspension oder Emulsion vorliegt. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn sich das PCM beim Aufschmelzen im nichtwässrigen Kühlmittel löst und beim Abkühlen hieraus wieder ausfällt bzw. auskristallisiert.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegt das Phasenwechselmaterial (PCM) nicht in reiner Form vor, sondern ist mikroverkapselt. Das Kühlmittel lässt sich dann als eine Suspension aus Kühlflüssigkeit und PCM-Mikrokapseln beschreiben.
  • Zu den bevorzugten PCM gehören organische Verbindungen wie Paraffine, Wachse, Polyethylen, Polypropylen oder Zuckeralkohole, insbesondere Mischungen auf der Basis von Erithrytol, Pentaerithrytol oder Harnstoff. Aufgrund des geringen Wassergehaltes des Kühlmittels lassen sich insbesondere auch hydrophile Verkapselungen einsetzen, die gegenüber den Ölen und meisten hydrophoben PCM-Materialien besonders dicht sind. Dies erhöht die Langzeitstabilität der Mikrokapseln.
  • Weitere geeignete PCM stellen anorganische Salze dar. Hierzu gehören unter anderem Systeme auf der Basis von Bariumhydroxid, Aluminiumnitrat, Magnesiumchlorid oder – nitrat oder Ammoniumaluminiumsulfat, jeweils als Hydrat.
  • Bevorzugt werden PCM eingesetzt mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 65 bis 115°C. Besonders bevorzugt liegt die Schmelztemperatur besonders nahe an der optimalen Motorbetriebstemperatur, für konventionelle Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren insbesondere bei 80 bis 100°C.
  • Bevorzugt werden PCM mit Schmelzwärmen oberhalb 100 kJ/Kg ausgewählt. Besonders bevorzugt liegt die Schmelzwärme im Bereich von 150 bis 400 kJ/kg.
  • Die Menge des PCM im Kühlmittel richtet sich unter anderem nach der Viskosität oder Fließfähigkeit des Kühlmittels im kalten und warmen Zustand. Dabei erweisen sich Mengenanteile von 5 bis 45 Gew.-% als zweckmäßig. Durch etwas geringere Gehalte, im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% können günstigere Fließeigenschafen eingestellt werden.
  • Die Größe der Mikrokapseln bei mikroverkapselten PCM liegt bevorzugt unterhalb 100 μm. Besonders bevorzugt werden Größenbereiche von 2 bis 50 μm. Aufgrund der hohen Belastungen im Kühlsystem von Verbrennungsmotoren sind Mikrokapseln mit vergleichsweise dicken bzw. verschleißbeständigen Wänden zu bevorzugen. Dementsprechend sind Kapselgrößen unterhalb ca. 1 μm wegen des geringen PCM-Gehaltes kaum noch wirtschaftlich.
  • Das Kühlmittel enthält des Weiteren Zusatzstoffe. Hierzu zählen insbesondere Korrosionsinhibitoren und/oder Dehydratationsmittel. Diese Stoffe können ebenfalls mikroverkapselt sein.
  • In bevorzugter Ausgestaltung sind die Korrosionsinhibitoren in der Weise mikroverkapselt, dass der enthaltene Wirkstoff durch die verschleißbedingte Zersetzung der Verkapselung langsam und zeitversetzt frei gesetzt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren für das Wärmemanagement eines Verbrennungsmotors, der mit einem Kühlmittel betrieben wird, welches Phasenwechselmaterial (PCM) enthält, wobei der spezifische Wärmetransport (kJ/K) des Kühlmittels vom Motor zum Kühler beim Übergang von Temperaturen unterhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur oder beim Kaltstart des Motors auf Temperaturen oberhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur durch den Beitrag der Schmelzwärme des PCM um mindestens 30 erhöht wird.
  • Es ist somit ein Wärmemanagement vorgesehen, bei dem der Verbrennungsmotors im kalten Betriebszustand mit einem Kühlmittel betrieben wird, dessen spezifischer Wärmetransport (kJ/K) um mindestens 30% unter dem spezifischen Wärmetransport des Kühlmittels bei oder oberhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur liegt.
  • Das erfindungsgemäße Wärmemanagement sieht vor, dass der spezifische Wärmetransport des Kühlsystems selbst regelnd zwischen dem kalten und dem warmen Betriebszustand hin- und herschaltet. Dies erfolgt ohne externe Regelung. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das Kühlsystem im kalten Motorzustand mit einem Kühlmittel geringer Wärmekapazität und geringem spezifischen Wärmetransport betrieben wird und mit Erreichen der optimalen Betriebstemperatur selbst regelnd auf ein Kühlmittel mit hoher Wärmekapazität und hohem spezifischem Wärmetransport umschaltet. Die Kaltphase wird hierdurch wesentlich verkürzt.
  • Das Wärmemanagement wird bevorzugt so eingestellt, dass der spezifische Wärmetransport (kJ/K) des Kühlmittels unterhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur oder beim Kaltstart des Motors Werte unter 2 kJ/K beträgt und bei Temperaturen oberhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur über 4 kJ/K. Diese Änderung wird durch den Beitrag der Schmelzwärme des PCM erreicht.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für Verbrennungsmotoren mit Kühler (1), Pumpeinheit (2), Zuleitung (3), Verbrennungsmotor (4) und Ableitung (5), der mit dem erfindungsgemäß verwendeten Kühlmittel betrieben wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird Kühlmittel verwendet das unverkapseltes PCM enthält. Der Kühler (1) und/oder die Pumpeinheit (2) beinhalten eine Dispergier- oder Emulgiereinheit für verfestigtes PCM. Hierdurch wird auch bei unverkapseltem PCM immer für eine optimale Durchmischung und Fließfähigkeit des Kühlmittels gesorgt. Ein Absetzen und Anreichern des PCM im Kühlsystem wird verhindert.
  • In erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kühlkreislauf den Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors umfasst. Hierdurch übernimmt das Kühlmittel auch die Funktion der Schmierung des Motors. Aufgrund der hohen Verschleißanforderungen an das Kühlmittel ist es bei dieser Variante besonders vorteilhaft unverkapseltes PCM zu verwenden. Durch das Zusammenlegen von Kühl- und Ölkreislauf lassen sich erhebliche konstruktive Vereinfachungen umsetzen.
  • Beispiel 1: Aufheizung des Motors beim Kaltstart:
  • Die Zugabe von 20 Gew.-% mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial aus Paraffin (Rubitherm RT 100) mit einer Phasenumwandlungsenthalpie von 168 kJ/kg zu einem Silikonöl mit einer Wärmekapazität mit 1,45 kJ/kg·K ergibt eine um 56% schnellere Aufheizung beim Kaltstart als mit einer konventionellen Wasser/Glykol-Mischung (50:50) mit 3,63 kJ/kg·K.
  • Beispiel 2: Vergleichsberechnung des Wärmetransfers für einen Motor-Betriebszustand von 95°C:
    • Kühlerausgang 85°C – Zylinderausgang: 95°C
    • Kühlmittelmenge: 10 Liter
  • A: Werkstoffkennwerte für Kühlmittel mit PCM:
    • PCM: 20 Gew.-% (Rubitherm RT90) mit 80–95°C Schmelzpunkt, Phasenumwandlungsenergie 170 kJ/kg, Wärmekapazität 1,8 kJ/Kg und Dichte 0,78 kg/l
    • Kühlflüssigkeit Silikonöl: Mit Dichte 0,87 kg/l Und Wärmekapazität 1,45 kJ/kgK
    • Wärmetransport für Kühlmittel mit PCM (Silikonöl mit PCM): Q(Silikonöl) = 8 l × 0,87 kg/l × 1,45 kJ/kg × 10 K = 101 kJ Q(PCM) = 2 kg × 1,8 kJ/kg × 10 K = 36 kJ Q(Phasenumwandlung von PCM) = 2 kg × 170 kJ/kg = 340 kJ Q(Total) = 477 kJ
  • B: Vergleich; Werkstoffkennwerte für konventionelles Kühlmittel aus Wasser-Glykol (50:50):
    • Wärmekapazität bei 95°C: C = 3,63 kJ/kgK Dichte bei 95°C = 1,024 kg/l
    • Wärmetransport mit herkömmlichem Kühlmittel Wasser/Glykol (50:50): Q (Total) = m × C × T = 10 l × 1,024 kg/l × 3,63 kJ/kgK × 10 K = 371 kJ
  • Die mit einem erfindungsgemäß verwendeten Kühlmittel abgeführte Wärmemenge bei der Betriebstemperatur des Motors von 477 kJ liegt gegenüber dem Wert eines konventionellen Kühlmittels von 371 KJ etwa 30% höher.

Claims (18)

  1. Verwendung eines Kühlmittels mit variabler Wärmekapazität in einem Verbrennungsmotor, wobei das Kühlmittel aus nichtwässriger Kühlflüssigkeit, ausgewählt aus Motoröl oder synthetischem Öl und Zusatzstoffen sowie einem Phasenwechselmaterial (PCM) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors umfasst, so dass das Kühlmittel auch die Funktion der Schmierung des Motors umfasst.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit ausgewählt ist aus Silikonöl, Mineralöldestillat, Mineralölraffinat, biologischem Öl und/oder Gemischen von Alkanen mit hohem Anteil an C20- bis C30-Alkanen.
  3. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt der Kühlflüssigkeit unterhalb 1 Gew.-% liegt.
  4. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Siedepunkt der Kühlflüssigkeit oberhalb 125°C liegt.
  5. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit eine Wärmekapazität unterhalb 3 kJ/kg·K aufweist.
  6. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (PCM) im festen oder flüssigen Zustand eine Wärmekapazität unterhalb 3,5 kJ/kg·K aufweist.
  7. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (PCM) unterhalb seines Schmelzpunktes in feiner Suspension oder Emulsion vorliegt.
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (PCM) mikroverkapselt ist.
  9. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial durch Paraffin, Polyethylen oder Zuckeralkohol gebildet ist.
  10. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial ein anorganisches Salz oder eine organische Verbindung mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 65 bis 115°C ist.
  11. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial eine Schmelzwärme im Bereich von 150 bis 400 kJ/kg aufweist.
  12. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial im Kühlmittel einen Anteil von 5 bis 45 Gew.-% aufweist.
  13. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Zusatzstoffe Korrosionsinhibitoren, mikroverkapselte Korrosionsinhibitoren, Dehydratationsmittel und/oder mikroverkapselte Dehydratationsmittel enthält.
  14. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Kühlmittelkreislauf mit Kühler (1), Pumpeinheit (2), Zuleitung (3), Verbrennungsmotor (4) und Ableitung (5) verwendet wird.
  15. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel keine mikroverkapselten PCM enthält und der Kühler (1) und/oder die Pumpeinheit (2) eine Dispergier- oder Emulgiereinheit für verfestigtes PCM beinhaltet.
  16. Verfahren für das Wärmemanagement eines Verbrennungsmotors mit einem Kühlmittel mit variabler Wärmekapazität aus nichtwässriger Kühlflüssigkeit, ausgewählt aus Motoröl oder synthetischem Öl und Zusatzstoffen, sowie einem Phasenwechselmaterial (PCM), wobei der Kühlkreislauf den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors umfasst, so dass das Kühlmittel auch die Funktion der Schmierung des Motors umfasst, wobei der Verbrennungsmotor im kalten Betriebszustand mit einem Kühlmittel betrieben wird, dessen spezifischer Wärmetransport (kJ/K) um mindestens 30% unter dem spezifischen Wärmetransport des Kühlmittels bei oder oberhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur liegt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des spezifischen Wärmetransports im Wesentlichen durch das Aufschmelzen des PCM hervorgerufen wird.
  18. Verfahren für das Wärmemanagement eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Wärmetransport (kJ/K) des Kühlmittels unterhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur oder beim Kaltstart des Motors auf Werte unterhalb 2 kJ/K und bei Temperaturen oberhalb der optimalen Motorbetriebstemperatur durch den Beitrag der Schmelzwärme des PCM auf Werte oberhalb 4 kJ/K eingestellt wird.
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