DE102008028731A1 - Heat exchanger for heating low cold hydrogen for drive equipment of motor vehicle, has channel for running parallel to other set of channels, where hydrogen is made to flow through former channel when medium possesses higher temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Erwärmen
von tiefkalt aus einem Kryotank entnommenen Wasserstoff zur Versorgung
eines Fahrzeug-Antriebsaggregats durch dessen Kühlflüssigkeit
als Wärmeträgermittel, welches um den im wesentlichen
durch einen Vollmaterialblock gebildeten Wärmetauscher
herumgeführt ist, während der tiefkalte Wasserstoff
in zumindest einem im Vollmaterial des Wärmetauschers vorgesehenen
Kanal geführt ist. Zum technischen Umfeld wird neben der
Bei an mit Wasserstoff als Energieträger angetriebenen Kraftfahrzeugen, bei denen der Wasserstoff im kryogenem Zustand in einem sog. Kryotank gespeichert wird, muss der aus diesem Tank entnommene gasförmige oder sogar flüssige Wasserstoff erwärmt werden, ehe er bspw. einer Brennkraftmaschine, die als Antriebsaggregat für das Kraftfahrzeug fungiert, zur Verbrennung zugeführt werden kann, vgl. bspw. die soeben erstgenannte Schrift. Diese besagte Erwärmung kann bevorzugt im Wärmetausch mit dem Kühlmittel der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine erfolgen, welches hier allgemein als Wärmeträgermittel bezeichnet wird. Jedoch kann für diesen Wärmetausch kein üblicher Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmetauscher zum Einsatz kommen, da bei einem solchen aufgrund der extrem niedrigen Temperatur(en) des kryogenen Wasserstoffs das Wärmeträgermittel im Wärmetauscher gefrieren würde.at on vehicles powered by hydrogen as an energy source, in which the hydrogen stored in the cryogenic state in a so-called. Kryotank must be gaseous or extracted from this tank even liquid hydrogen will be heated before marriage he eg. An internal combustion engine, which is used as a drive unit for the motor vehicle acts to be supplied for combustion can, cf. For example, the first-mentioned font. This said Heating may be preferred in heat exchange with the Coolant of the liquid-cooled Internal combustion engine, which here generally as a heat transfer medium referred to as. However, for this heat exchange no usual liquid-liquid heat exchanger be used because of such due to the extremely low temperature (s) of the cryogenic hydrogen, the heat transfer medium would freeze in the heat exchanger.
Ein hinsichtlich seines Aufbaus einfacher und dennoch für den geschilderten allgemeinen Anwendungsfall zuverlässiger Wärmetauscher kann durch einen sog. Vollmaterialblock beispielsweise im wesentlichen in Form eines Zylinders gebildet sein, in welchem beispielsweise parallel zur Zylinderlängsachse verlaufende Kanäle bspw. in Form von Bohrungen vorgesehen sind, durch die der zunächst tiefkalte und im Wärmetauscher zu erwärmende Wasserstoff hindurchgeführt ist. Um die Außenwand dieses (bspw. zylindrischen) Vollmaterialblocks herum kann das die erforderliche Wärme heranführende Wärmeträgermittel bspw. spiralförmig in geeigneten Leitungen oder in im genannten Vollmaterialblock vorgesehenen hier sog. Leitkanälen herumgeführt sein, so wie dies beispielsweise in der eingangs zweitgenannten Schrift gezeigt ist.One in terms of its construction simpler and yet for the described general application case more reliable Heat exchanger can by a so-called. Solid material block, for example be formed substantially in the shape of a cylinder, in which for example, parallel to the cylinder axis extending Channels are, for example, provided in the form of holes through that of the first cold and in the heat exchanger to be heated hydrogen is passed. Around the outer wall of this (eg cylindrical) solid material block around the heat transfer medium leading to the required heat For example, spirally in suitable lines or in the mentioned Solid material block provided here so-called. Leitkanälen be led around, as for example in the second-mentioned font is shown.
Um
die weiter oben erwähnte Gefahr des Einfrierens des Wärmeträgermittels
zu verhindern, ist es bspw. aus der eingangs drittgenannten Schrift
bereits bekannt, an einem Wärmetauscher für ein
tiefkaltes Fluid in solchen Bereichen des Wärmetauschers,
in denen dieses Fluid noch extrem kalt ist, ein geringerer Wärmeübergang
zwischen dem Fluid und dem Wärmeträgermittel zu
ermöglichen als in anderen Wärmetauscher-Bereichen,
in denen das zu erwärmende Fluid bereits eine gewisse Erwärmung
erfahren hat. Bei den letztgenannten Bereichen handelt es sich insbesondere
um die sog. Fluid-Austritts-Seite, also um denjenigen Abschnitt
des Wärmetauschers, in welchem der zu erwärmende
bzw. dann bereits ausreichend erwärmte Wasserstoff aus
dem Wärmetauscher austritt. In diesem Sinne ist in der genannten
An dieser Stelle sei noch kurz definiert, was unter dem hier der Kürze wegen verwendeten Begriff eines „geringeren Wärmeübergangs” physikalisch exakt zu verstehen ist. Bekanntlich kann Wärme durch Wärmeleitung, durch Wärmestrahlung und durch Konvektion übertragen werden, wobei für jede dieser Wärmeübertragungs-Arten spezifische physikalische Zusammenhänge mit spezifischen Einflussfaktoren und Koeffizienten gelten. Vorstehend geht es darum, dass in unterschiedlichen Bereichen eines Wärmetauschers bei sonst gleichen Randbedingungen unterschiedliche Wärmemengen oder Wärmeströme übertragen werden bzw. übertragen werden können. Ein geringerer Wärmeübergang ist somit gleichbedeutend damit, dass unter ansonsten unveränderten Randbedingungen eine geringere Wärmemenge übertragen werden kann.At This point should be briefly defined, which below the brevity here physically exact due to the term "lower heat transfer" used to understand. As is known, heat can be generated by heat conduction, transmitted by heat radiation and by convection for each of these heat transfer types specific physical relationships with specific Influencing factors and coefficients apply. The above is about that in different areas of a heat exchanger with otherwise identical boundary conditions different amounts of heat or heat streams are transmitted or transmitted can be. A lower heat transfer is therefore synonymous with that under otherwise unchanged Boundary conditions transmit a smaller amount of heat can be.
Wenngleich
sich das in der genannten
Die Lösung dieser Aufgabe ist für einen Wärmetaucher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oder den den Wasserstoff führenden Kanal/Kanälen und dem Wärmeträgermittel zumindest ein weiterer im wesentlichen parallel zu diesem/diesen Kanal/Kanälen verlaufender Kanal vorgesehen ist, welcher nur dann von zu erwärmendem tiefkalten Wasserstoff durchströmt wird, wenn das dem Wärmetauscher zugeführte Wärmeträgermittel eine höhere Temperatur besitzt, während ein Durchströmen dieses weiteren Kanals bei niedrigeren Temperaturen des zugeführten Wärmeträgermittels blockiert (oder verhindert) ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The Solution of this task is for a heat diver according to the preamble of claim 1, characterized in that between the channel (s) carrying the hydrogen and the heat transfer medium at least one further essentially parallel to this channel (s) extending channel is provided, which only then to be heated low-temperature hydrogen is flowed through, if that the heat exchanger supplied heat transfer medium a higher Temperature possesses while flowing through this further channel at lower temperatures of the supplied Heat transfer agent is blocked (or prevented). Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.
Es wurde erkannt, dass die geschilderte Gefahr des Einfrierens des Wärmeträgermittels bzw. der als solches fungierenden Kühlflüssigkeit des Fahrzeug-Antriebsaggregats jedenfalls bei vernünftiger Auslegung des Wärmetauschers praktisch nur dann erfolgen kann, wenn diese Kühlflüssigkeit selbst eine relativ niedrige Temperatur besitzt. Bekanntlich kann die Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine (als Fzg.-Antriebsaggregat) Temperaturen zwischen der Umgebungstemperatur (nämlich bei stillgesetzter bzw. kurzfristig nach einer längeren Stillstandspause in Betrieb genommener Brennkraftmaschine) und ca. 115°C annehmen. Während ein Einfrieren von relativ heißer Kühlflüssigkeit (mit bspw. 95°C) im Wärmetausch mit tiefkaltem Wasserstoff bei geeigneter Wärmetauscher-Auslegung praktisch ausgeschlossen werden kann, kann Kühlflüssigkeit mit einer Temperatur von bspw. 10°C im gleichen Wärmetauscher durchaus einfrieren. Daher wird vorgeschlagen, in einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher verschiedene Kanäle für den zu erwärmenden Wasserstoff vorzusehen, wobei zumindest einer dieser Kanäle dem Wärmeträgermittel relativ nahe ist, während zumindest ein weiterer Kanal weiter vom Wärmeträgermittel entfernt liegt. Aufgrund der längeren Wärmeleitstrecke im Vollmaterialblock des Wärmetauschers gelangt somit vom letztgenannten Kanal eine geringere „Kältemenge” zum Wärmeträgermittel als vom erstgenannten Kanal, der näher am Wärmeträgermittel liegt. Wenn nun solange, als das Wärmeträgermittel selbst relativ kalt ist, lediglich im vom Wärmeträgermittel weiter beabstandeten Kanal zu erwärmender Wasserstoff geführt wird, während durch einen näher am Wärmeträgermittel liegenden Kanal kein Wasserstoff strömt, so wird dem Wärmeträgermittel weniger Wärme entzogen, als wenn durch letztgenannten näherliegenden Kanal ebenfalls Wasserstoff strömte. Somit kann durch eine erfindungsgemäße Aufteilung des Wasserstoffs auf verschiedene Kanäle, von denen ein näher am Wärmeträgermittel liegender Kanal bei relativ kaltem Wärmeträgermittel nicht durchströmt wird, ein Einfrieren des kalten Wärmeträgermittels wirkungsvoll vermieden werden.It It was recognized that the described danger of freezing the Heat transfer agent or acting as such Coolant of the vehicle drive unit in any case, with reasonable interpretation of the heat exchanger practically can only be done if this coolant itself has a relatively low temperature. As you know, the Coolant of an internal combustion engine (as Fzg. Drive unit) Temperatures between the ambient temperature (namely at shutdown or short term after a longer Standstill break during operation of the internal combustion engine) and approx. 115 ° C accept. While freezing from relatively hotter Coolant (with, for example, 95 ° C) in the heat exchange with cryogenic hydrogen with suitable heat exchanger design can be practically ruled out, can coolant with a temperature of, for example, 10 ° C in the same heat exchanger thoroughly freeze. Therefore, it is proposed in an inventive Heat exchanger different channels for to provide the hydrogen to be heated, wherein at least one of these channels the heat transfer medium is relatively close, while at least one other channel further away from the heat transfer medium. by virtue of the longer heat transfer path in solid material block the heat exchanger thus passes from the latter channel a lower "amount of cold" to the heat transfer medium as the first-mentioned channel, the closer to the heat transfer medium lies. If so long as the heat transfer medium itself is relatively cold, only in the heat transfer medium further spaced channel to be heated hydrogen out is, while by a closer to the heat transfer medium lying channel no hydrogen flows, so the heat transfer medium is less Heat withdrawn, as if by the latter closer Channel also flowed hydrogen. Thus, by a Division of hydrogen according to the invention different channels, one of which is closer to the heat transfer medium lying channel at relatively cold heat transfer medium not is flowed through, a freezing of the cold heat transfer medium be effectively avoided.
Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher kann durch einen im wesentlichen zylindrischen Vollmaterialblock gebildet sein, durch welchen zur Verbesserung der Wärmeübertragungs-Verhältnisse mehrere stets durchströmte Kanäle vorzugsweise parallel zur Zylinderachse verlaufen. Diese sind vorzugsweise bezüglich der Querschnittsfläche des Vollmaterialblocks eher zentral angeordnet, während mehrere weitere den Wasserstoff nur bei höheren Temperaturen des Wärmeträgermittels durch den Vollmaterialblock führende Kanäle im wesentlichen ringförmig um die erstgenannten Kanäle herum angeordnet sein können. Wenn sich in den letztgenannten, nur bei höheren Temperaturen durchströmten Kanälen jedoch, d. h. auch dann wenn durch diese kein Wasserstoff strömt, Wasserstoff befindet, so wird hierdurch der mögliche Wärmeübergang von den eher zentralen, stets durchströmten Kanälen zum Wärmeträgermittel erwünschtermaßen noch weiter behindert, da zunächst weitere Wärmeübergänge erfolgen müssen und der Wärmeleitkoeffizient von Wasserstoff wesentlich geringer als derjenige des Vollmaterials (des Vollmaterialblocks des Wärmetauschers) ist. Erreicht werden kann dieser soeben geschilderte Effekt, wenn bei relativ kaltem Wärmeträgermittel ein Einströmen von Wasserstoff in die nur bei höheren Temperaturen des Wärmeträgermittels durchströmten Kanäle möglich ist, während lediglich ein Ausströmen von Wasserstoff aus diesen besagten Kanälen mittels geeigneter Ventile oder dgl. verhindert wird.One inventive heat exchanger can formed by a substantially cylindrical solid block of material be through which several to improve the heat transfer conditions always flowed through channels preferably in parallel to the cylinder axis. These are preferably with respect the cross-sectional area of the solid block rather central while several more prefer the hydrogen only at higher temperatures of the heat transfer medium through the solid block leading channels in essentially annular around the former channels can be arranged around. If in the latter, only at higher temperatures traversed channels however, d. H. even if no hydrogen flows through them, Hydrogen is, so this is the possible heat transfer from the rather central, always flowed through channels to Heat transfer medium desirably even further hampered, since initially more heat transfer must be done and the thermal conductivity of Hydrogen much lower than that of the solid material (the solid block of the heat exchanger) is. Reached this effect just described, if at relative cold heat transfer medium an inflow of hydrogen in the only at higher temperatures of the heat transfer medium traversed channels is possible while only one outflow of hydrogen from said Channels by means of suitable valves or the like. Prevented becomes.
Es ist bekannt, dass in Verbindung mit einer gewünschten Entnahme von Wasserstoff aus dem Kryotank gegebenenfalls Wärme in den Kryotank eingebracht werden muss, um in diesem einen gewissen Überdruck zu erzeugen, mit Hilfe dessen Wasserstoff aus dem Kryotank heraus gefördert wird. Dieser Wärmeeintrag kann mit im besagten Wärmetauscher erwärmten Wasserstoff als Wärmeträger erfolgen. Da ein solcher Wärmeübertrag für eine Entnahme von Wasserstoff aus dem Kryotank aber nicht andauernd erforderlich ist, muss ein entsprechender Kreislauf, der erwärmten Wasserstoff in den Kryotank bzw. durch einen in diesem vorgesehenen Wärmetauscher führt, nicht kontinuierlich, sondern nur bedarfsweise betrieben werden. Mittels geeignet geschalteter Leitungen kann dann aus dem Kryotank entnommener Wasserstoff zunächst in einem sog. Primär-Wärmetauscher erwärmt und daraufhin durch einen im Kryotank vorgesehenen Wärmetauscher geleitet werden, um in den Kryotank eine erforderliche Wärmemenge einzubringen, wonach der in diesem Kryotank-Wärmetauscher erwärmte Wasserstoff durch einen sog. Sekundär-Wärmetauscher geleitet wird, ehe er dem Fzg.-Antriebsaggregat zur Verbrennung zugeführt wird. Alternativ kann ein eigenständiger Kreislauf für einen beabsichtigten Wärmeeintrag in den Kryotank vorgesehen sein, so wie dies in der eingangs erstgenannten Schrift gezeigt ist, für den aber ebenfalls ein sog. Sekundär-Wärmetauscher benötigt wird.It is known that, in conjunction with a desired removal of hydrogen from the cryotank, if necessary, heat must be introduced into the cryotank in order to generate a certain overpressure in it, with the aid of which hydrogen is conveyed out of the cryotank. This heat input can be done with heated in said heat exchanger hydrogen as a heat carrier. However, since such a transfer of heat for a removal of hydrogen from the cryotank is not constantly required, a corresponding circuit, the heated hydrogen in the cryotank or by a heat exchanger provided in this, not continuously, but only as needed operated. By means of suitably switched lines, hydrogen taken from the cryotank can then be first heated in a so-called primary heat exchanger and then passed through a heat exchanger provided in the cryotank in order to introduce a required amount of heat into the cryotank, after which the hydrogen heated in this cryotank heat exchanger passes through a so-called. Secondary heat exchanger is passed before it is fed to the Fzg.-drive unit for combustion. Alternatively, an independent circuit can be provided for an intended heat input into the cryotank, as shown in the first-mentioned document, for the but also a so-called. Secondary heat exchanger is needed.
Vorliegend wird nun vorgeschlagen, dass der im vorhergehenden Absatz definierte Sekundär-Wärmetauscher durch den oder die nur bei höheren Temperaturen des Wärmeträgermittels durchströmten Kanal oder Kanäle gebildet ist. Nachdem zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung in einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher ohnehin eine Unterteilung quasi in zwei Wärmetauscher-Bereiche erforderlich ist, kann diese Unterteilung vorteilhafterweise zur Bereitstellung eines Primär-Wärmetauschers und eines Sekundär-Wärmetauschers genutzt werden.present It is now proposed that the one defined in the previous paragraph Secondary heat exchanger by the one or only at higher temperatures of the heat transfer medium flowed through channel or channels is formed. After to the implementation of the present invention in an inventive Heat exchanger anyway a subdivision quasi in two heat exchanger areas is required, this subdivision advantageously for Providing a primary heat exchanger and a Secondary heat exchanger can be used.
Insbesondere im Hinblick auf eine Gleichverteilung des Wärmeübergangs in einzelnen quasi scheibenförmigen Bereichen des Vollmaterialblocks kann dieser im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung tatsächlich in einzelne Scheiben unterteilt sein, die in einer oder mehreren sog. Spaltebene(n), auf der/denen die Zylinder-Längsachse des Vollmaterialblocks senkrecht steht, geringfügig voneinander beabstandet sind. In jeder besagten Spaltebene kann somit eine auch über der Temperatur annähernd gleichmäßige Verteilung des zu erwärmenden Wasserstoffs über der die den Wasserstoff führenden Kanäle aufweisende Querschnittsfläche bzw. zumindest der „zentralen” Querschnittsfläche des Vollmaterialblocks erfolgen, wobei selbstverständlich durch Vorsehen geeigneter Ringdichtungen oder dgl. dafür Sorge zu tragen ist, dass keine Strömungsverbindung zwischen den stets durchströmten Wasserstoff-Kanälen und denjenigen diese umgebenden Kanälen besteht, welche nur bei höheren Temperaturen des Wärmeträgermittels mit durchströmenden Wasserstoff beaufschlagt werden.Especially with regard to an even distribution of the heat transfer in individual quasi disk-shaped areas of the solid material block can this in the sense of an advantageous development actually be divided into individual slices, which in one or more so-called cleavage plane (s) on which the cylinder longitudinal axis of solid material block is perpendicular, slightly apart are spaced. In each said cleavage plane can thus also over the temperature is approximately uniform Distribution of the hydrogen to be heated over which has the channels carrying the hydrogen Cross-sectional area or at least the "central" cross-sectional area of the solid material block, of course by providing suitable ring seals or the like for it Care must be taken that there is no flow connection between the always flowed through hydrogen channels and those surrounding channels exist, which only at higher temperatures of the heat transfer medium be acted upon by flowing hydrogen.
Zur
weiteren Erläuterung wird auf die beigefügte Prinzipdarstellung
verwiesen, in welcher ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher
zum Erwärmen von tiefkalt aus einem Fahrzeug-Kryotank entnommenen
Wasserstoff zur Versorgung eines Fahrzeug-Antriebsaggregats in einem
Halbschnitt dargestellt ist. Dieser Wärmetauscher ist durch
einen kreiszylindrischen Vollmaterialblock
Während
die genannten Verteilerräume
Um
zu verhindern, dass das Wärmeträgermittel möglicherweise
in den Leitkanälen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102006025657 A1 [0001] - DE 102006025657 A1 [0001]
- - WO 85/01101 [0001] WO 85/01101 [0001]
- - US 3749155 [0001, 0004, 0006] US 3749155 [0001, 0004, 0006]
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---|---|
DE (1) | DE102008028731B4 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1601191A1 (en) * | 1967-10-11 | 1972-06-08 | Froehlich Franklin Dipl Ing | Method and device for preventing heat exchangers from freezing |
US3749155A (en) | 1970-07-16 | 1973-07-31 | Georges Claude Sa | Exchange process |
WO1985001101A1 (en) | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Oestbo Karl | A heat exchanger |
DE2704551C2 (en) * | 1976-02-05 | 1990-08-02 | Rockwell International Corp., El Segundo, Calif., Us | |
DE10030627A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-17 | Ultrafilter Internat Ag | Heat exchangers for refrigeration dryer systems |
EP0915311B1 (en) * | 1997-05-07 | 2003-09-24 | Praxair Technology, Inc. | Nonfreezing heat exchanger |
DE102006025657A1 (en) | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Bayerische Motoren Werke Ag | Cryogenic fuel e.g. hydrogen gas, storage and delivery device for internal combustion engine of motor vehicle, has conveyer unit provided outside inner container, where unit is switched as cold feed pump into closed heat exchanger circuit |
-
2008
- 2008-06-17 DE DE102008028731.8A patent/DE102008028731B4/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1601191A1 (en) * | 1967-10-11 | 1972-06-08 | Froehlich Franklin Dipl Ing | Method and device for preventing heat exchangers from freezing |
US3749155A (en) | 1970-07-16 | 1973-07-31 | Georges Claude Sa | Exchange process |
DE2704551C2 (en) * | 1976-02-05 | 1990-08-02 | Rockwell International Corp., El Segundo, Calif., Us | |
WO1985001101A1 (en) | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Oestbo Karl | A heat exchanger |
EP0915311B1 (en) * | 1997-05-07 | 2003-09-24 | Praxair Technology, Inc. | Nonfreezing heat exchanger |
DE10030627A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-17 | Ultrafilter Internat Ag | Heat exchangers for refrigeration dryer systems |
DE102006025657A1 (en) | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Bayerische Motoren Werke Ag | Cryogenic fuel e.g. hydrogen gas, storage and delivery device for internal combustion engine of motor vehicle, has conveyer unit provided outside inner container, where unit is switched as cold feed pump into closed heat exchanger circuit |
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