DE102009027857A1 - Electromechanical device e.g. starter, for internal-combustion engine of motor vehicle, has cooling device comprising heat reservoir with phase change materials that exhibit temperature in operating range of operating temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Vorrichtung mit einem Vorrichtungsteil, das sich beim Betrieb der elektromechanischen Vorrichtung auf eine Betriebstemperatur erwärmt, und mit einer Kühleinrichtung, die einen Wärmespeicher mit einem Phasenumwandlungsmaterial aufweist.The The invention relates to an electromechanical device a device part resulting in the operation of the electromechanical Device heated to an operating temperature, and with a cooling device having a heat storage with a phase change material.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben der elektromechanischen Vorrichtung, bei dem in einem ersten Schritt ein Vorrichtungsteil durch den Betrieb erwärmt und in einem zweiten Schritt zumindest für eine Zeit t die Temperatur des Vorrichtungsteils durch eine Wärmeaufnahme eines Wärmespeichers im Wesentlichen konstant gehalten wird.The The invention also relates to a method for operating the electromechanical device, wherein in a first step, a device part heated by the operation and in a second step at least for a time t the temperature of the device part by a heat absorption a heat storage kept substantially constant becomes.
Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf die Verwendung der Kühleinrichtung.Further The invention also relates to the use of the cooling device.
Elektrische Maschinen erhitzen sich hauptsächlich aufgrund ohmscher Widerstände und magnetisch induzierter Wirbelströme und müssen zum Kleinhalten der Betriebstemperatur gekühlt werden, etwa um den Wirkungsgrad der Maschine zu erhöhen oder auch die maximale Temperatur einzelner Bauteile zu beschränken und damit eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.electrical Machines heat up mainly due to resistive Resistors and magnetically induced eddy currents and must be cooled to minimize the operating temperature be about to increase the efficiency of the machine or also limit the maximum temperature of individual components and to ensure a long service life.
Es gibt zahlreiche Kühlkreisanordnungen und Bewegungsarten eines Kühlmittels. Typischerweise wird der Wärmetransport durch erzwungene Konvektion des Kühlmittels, zum Beispiel durch einen Lüfter, durchgeführt. Der mögliche Volumenstrom des Kühlmittels und somit auch die Wirkung des Lüfters steigen mit dessen Durchmesser und mit dessen Umdrehungsgeschwindigkeit.It There are numerous cooling circuit arrangements and types of movement a coolant. Typically, the heat transfer by forced convection of the coolant, for example through a fan. The possible Volume flow of the coolant and thus also the effect of Fans increase with its diameter and its speed of rotation.
Bei sehr kompakten Maschinen oder solchen mit niedriger Drehgeschwindigkeit ist die erzwungene Konvektion oft unzureichend. Eine Verbesserung der Kühleffizienz, zum Beispiel mittels flüssigem Kältemittel und Wärmetauscher oder Entkopplung von Lüfter- und Maschinenantrieb, scheitert zudem oft aufgrund von Raumbedarfs- und Kostenaspekten.at very compact or low-speed machines Forced convection is often inadequate. An improvement in the Cooling efficiency, for example by means of liquid Refrigerant and heat exchanger or decoupling Of fan and machine drive, often fails due to of space requirements and cost aspects.
Maschinen, die kurzen Wärmezyklen ausgesetzt sind, etwa elektrische Starter, können so dimensioniert werden, dass die Zeitkonstante der Erwärmung größer ist als die des Wärmezyklus. Eine große Wärmekapazität der Bauteile wird üblicherweise über die Erhöhung der Bauteilmasse, also zulasten einer Gewichtsreduktion, erreicht.Machinery, the short heat cycles are exposed, such as electrical Starters, can be sized to the time constant the warming is greater than that of the Heat cycle. A big heat capacity The components are usually about the increase the component mass, ie at the expense of a weight reduction achieved.
Es ist bekannt, Phasenumwandlungsmaterial in Wärmespeichern einzusetzen, wobei solche Materialien bei einem Phasenübergang Energie als sogenannte „Latentwärme” isotherm aufnehmen beziehungsweise freisetzen.It is known, phase transformation material in heat accumulators use, such materials at a phase transition Energy is so-called "latent heat" isothermal absorb or release.
Die
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektromechanische Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben anzugeben, bei der beziehungsweise bei dem eine Verlängerung der Bauteillebensdauer ermöglicht wird.It Object of the invention, an electromechanical device and to provide a method of operating the same in or in which an extension of the component life allows becomes.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1
und 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche
definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention
the object by the subject of the
Es ist ein Gedanke der Erfindung, Phasenumwandlungsmaterial zum Kühlen der elektromechanischen Vorrichtung zu nutzen, wenn dessen Phasenumwandlungstemperatur im Betriebsbereich der Betriebstemperatur liegt, wobei sich beim Betrieb der elektromechanischen Vorrichtung zumindest ein Vorrichtungsteil auf mindestens diese Betriebstemperatur erwärmt. Dabei kühlt die erfindungsgemäße Kühleinrichtung zumindest das Vorrichtungsteil, wobei sie einen Wärmespeicher mit dem Phasenumwandlungsmaterial aufweist, um von dem Vorrichtungsteil abgegebene Wärme aufzunehmen, und quasi zu einer Erhöhung der Wärmekapazität der Vorrichtung beziehungsweise des Vorrichtungsteils führt. Die Phasenumwandlungstemperatur liegt also nicht nur unterhalb einer zulässigen Höchsttemperatur des Vorrichtungsteils, sondern auch in dem Temperaturbereich, der im regulären Betrieb der Vorrichtung angenommen wird. Somit kann die Kühleinrichtung auch im regulären Betrieb wirken und dadurch die Bauteillebensdauer erhöhen.It is an idea of the invention to utilize phase change material for cooling the electromechanical device when its phase transition temperature is in the operating range of the operating temperature, wherein at least one device part heats to at least that operating temperature during operation of the electromechanical device. In this case, the cooling device according to the invention cools at least the device part, wherein it has a heat accumulator with the phase change material to from the Vorrich receive heat emitted part, and leads quasi to an increase in the heat capacity of the device or the device part. The phase transition temperature is therefore not only below a maximum allowable temperature of the device part, but also in the temperature range, which is assumed in the regular operation of the device. Thus, the cooling device can also act in regular operation and thereby increase the component life.
Erreicht das Vorrichtungsteil beim Erwärmen die Phasenumwandlungstemperatur, so wird ein weiterer Temperaturanstieg, insbesondere bei fortwährender Wärmezufuhr, zumindest so lange verhindert, bis das Phasenumwandlungsmaterial den Phasenübergang vollständig vollzogen hat, sodass also für die Dauer des Phasenübergangs die Temperatur des Vorrichtungsteils durch die Wärmeaufnahme des Wärmespeichers im Wesentlichen konstant gehalten wird.Reached the device part when heating the phase transformation temperature, so will a further increase in temperature, especially at continuous Heat supply, at least as long prevented until the phase change material has completely completed the phase transition, so that for the duration of the phase transition the temperature of the device part by the heat absorption of the heat accumulator is kept substantially constant.
Damit ermöglicht die Erfindung, den Temperaturanstieg des Vorrichtungsteils zu verlangsamen, zu verzögern oder sogar ganz zu verhindern, falls während der Dauer des Phasenübergangs, etwa aufgrund eines nachfolgenden Betriebszustandes mit geringerer Verlustleistung, der Wärmefluss in den Wärmespeicher beendet wird. So lässt sich auch die maximale Betriebstemperatur verringern, und zwar sowohl des Vorrichtungsteils als auch von umliegenden Vorrichtungsteilen. Folglich wird die thermische Belastung von Bauteilen reduziert und deren Lebensdauer verlängert.In order to allows the invention, the temperature rise of the device part to slow down, delay or even completely prevent if during the duration of the phase transition, approximately due to a subsequent operating state with lower power loss, the heat flow into the heat storage is stopped. This also reduces the maximum operating temperature both the device part and surrounding device parts. Consequently, the thermal load of components is reduced and their life extended.
Vorzugsweise ist die elektromechanische Vorrichtung für einen zyklischen Betrieb ausgelegt beziehungsweise wird zyklisch betrieben. Unter einem zyklischen Betrieb wird nachfolgend ein Betrieb mit zumindest zwei sich zyklisch wiederholenden Betriebszuständen aufgefasst, in denen das Vorrichtungsteil jeweils unterschiedliche Betriebstemperaturen annimmt, also etwa in zwei Stufen. Dabei entspricht grundsätzlich ein Betriebszustand dem ausgeschalteten Zustand der Vorrichtung und ein weiterer Zustand dem Volllastbetrieb, wobei ein zyklischer Betrieb mit nur diesen beiden Zuständen bevorzugt ist.Preferably is the electro-mechanical device for a cyclic Operation designed or operated cyclically. Under a cyclic operation is subsequently an operation with at least two cyclically repeating operating states, in which the device part each have different operating temperatures assumes, so in about two stages. It basically corresponds an operating state of the off state of the device and another state of full load operation, wherein a cyclic operation with only these two states is preferred.
Bei einem solchen zyklischen Betrieb ändert sich auch die Betriebstemperatur des Vorrichtungsteils zyklisch, wobei erfindungsgemäß sich das Vorrichtungsteil in einem ersten Schritt erwärmt und dann in einem zweiten Schritt die Temperatur des Vorrichtungsteils durch die Wärmeaufnahme des Wärmespeichers im Wesentlichen isotherm, also konstant gehalten wird, und zwar zumindest für eine Zeit t. Während dieser Zeit t fließt dem Wärmespeicher Wärme von dem Vorrichtungsteil zu und führt zu einer fortschreitenden Phasenumwandlung des Phasenumwandlungsmaterials.at Such a cyclic operation also changes the operating temperature the device part cyclically, according to the invention itself heated the device part in a first step and then in a second step, the temperature of the device part the heat absorption of the heat storage substantially isothermal, ie kept constant, at least for a time t. During this time t is flowing Heat storage heat from the device part to and leads to a progressive phase transformation of the Phase change material.
Der das Vorrichtungsteil erwärmende Betriebszustand kann auch über die Dauer der vollständigen Phasenumwandlung hinaus anhalten, sodass das Vorrichtungsteil nach dem Konstanthalten der Temperatur weiter erwärmt wird und die Kühleinrichtung also zu der genannten Verringerung des Temperaturanstiegs führt. Auf diesen erwärmenden Betriebszustand folgt jedoch, möglicherweise bereits vor der vollständigen Phasenumwandlung, also während des Konstanthaltens der Temperatur, ein nachfolgender Betriebszustand, der zu einer Abkühlung des Vorrichtungsteils führt. Während dieses Betriebszustandes kann der Wärmespeicher die zuvor aufgenommene Wärme abgeben und kann das Phasenumwandlungsmaterial eine Phasenumwandlung in umgekehrter Richtung vollziehen.Of the The device part heating operating state can also over stop the duration of the full phase transformation, so that the device part after keeping the temperature constant is further heated and the cooling device so leads to the said decrease in temperature rise. However, this warming condition is followed, possibly already before the complete phase transformation, ie during keeping the temperature constant, a subsequent operating state, which leads to a cooling of the device part. During this operating condition, the heat storage release the previously absorbed heat and can the phase change material perform a phase transformation in the opposite direction.
Das Resultat ist die Verlangsamung der Temperatursteigungen und die Glättung der Temperaturpeaks im Zyklusbetrieb. Als Konsequenz kann die Vorrichtung für eine höhere Zahl von Zyklen betrieben werden, ohne eine zulässige Maximaltemperatur zu überschreiten. Zudem kann bei gegebener Zyklenzahl eine niedrigere Maximaltemperatur erzielt werden, was zu höherer Haltbarkeit, Lebensdauer und geringeren Materialanforderung führt.The Result is the slowing down of the temperature gradients and the Smoothing of temperature peaks in cycle mode. As consequence can the device for a higher number of Cycles are operated without exceeding a permissible maximum temperature. In addition, given a number of cycles, a lower maximum temperature be achieved, resulting in higher durability, durability and lower material requirement leads.
Die elektromechanische Vorrichtung kann eine elektrische Maschine, beispielsweise einen Elektromotor, insbesondere einen kompakten leistungsstarken Motor, und das Vorrichtungsteil ein Gehäuseteil, einen Rotor und/oder einen Stator umfassen.The Electromechanical device may be an electric machine, for example an electric motor, especially a compact powerful Motor, and the device part a housing part, a Rotor and / or comprise a stator.
Vorzugsweise ist die elektromechanische Vorrichtung als ein Starter, ein Generator oder eine Kombination aus Starter und Generator ausgeführt, etwa für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.Preferably is the electromechanical device as a starter, a generator or a combination of starter and generator, such as for an internal combustion engine of a motor vehicle.
Das Phasenumwandlungsmaterial ist vorzugsweise in einer Phasenumwandlungsmaterial-Hülle gebunden oder beinhaltet, und zwar vor, während und nach dem Phasenübergang, wobei die Hülle der thermischen Anbindung des Phasenumwandlungsmaterials an das Vorrichtungsteil dient. Das Phasenumwandlungsmaterial kann dabei chemisch und/oder auch physikalisch in der Hülle gebunden sein, etwa aufgrund einer molekularen Struktur oder eines schwammartigen Aufbaus der Hülle. Die Schmelztemperatur der Phasenumwandlungsmaterial-Hülle muss ausreichend größer als die Phasenumwandlungstemperatur des Phasenumwandlungsmaterials sein, um ausreichende Festigkeit der Struktur zu gewährleisten. Außerdem dient die Phasenumwandlungsmaterial-Hülle der thermischen Anbindung des Phasenumwandlungsmaterials an das Vorrichtungsteil, wobei eine Anbindung an die temperaturempfindlichsten Bauteile bevorzugt ist.The phase change material is preferably bound or included in a phase change material shell prior to, during, and after the phase transition, the shell serving to thermally bond the phase change material to the device portion. The phase transformation material may be chemically and / or physically bound in the shell, for example due to a molecular structure or a spongy structure of the shell. The melting temperature of the phase change material sheath must be sufficiently larger than the phase transition temperature of the phase change material to ensure sufficient strength of the structure. In addition, the phase change material sheath serves the thermal connection of the phase change material to the device part, wherein a connection to the temperature most sensitive components is preferred.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wärmespeicher einen, vorzugsweise geschlossenen Behälter mit Phasenumwandlungsmaterial im Innern. Der Behälter kann also die Hülle oder auch nur Bestandteil der Hülle sein. So kann die Kühleinrichtung, zumindest jedoch der Wärmespeicher, unabhängig von der elektromechanischen Vorrichtung und auch für unterschiedliche Vorrichtungen gleichermaßen geeignet hergestellt werden.at In a preferred embodiment, the heat accumulator comprises a, preferably closed container with phase change material at the inside. The container can therefore be the case or else only part of the shell. So the cooling device, but at least the heat storage, independent from the electromechanical device and also for different ones Devices are made equally suitable.
Vorzugsweise weist zumindest eine Wand des Behälters Metall auf oder ist aus Metall gefertigt und kann die Wand als Wärmeleitung mit einer möglichst hohen Wärmeleitfähigkeit für einen Wärmefluss in das oder aus dem Phasenumwandlungsmaterial wirken. Die Schmelztemperatur des Behälters liegt vorzugsweise über der Phasenumwandlungstemperatur des Phasenumwandlungsmaterials und/oder auch über der zulässigen Höchsttemperatur der Vorrichtung oder des Vorrichtungsteils.Preferably has at least one wall of the container metal or is made of metal and can heat the wall as a heat pipe with the highest possible thermal conductivity for heat flow into or out of the phase change material. The melting temperature of the container is preferably above the phase transformation temperature of the phase change material and / or over the maximum permissible temperature of the device or the device part.
Der Behälter ist in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt zumindest zu 50%, 75% oder 90% seines Volumens mit Phasenumwandlungsmaterial gefüllt, so dass die Kühleinrichtung bei einem möglichst kleinen Volumen möglichst viel Wärme speichern kann.Of the Container is increasingly preferred in this order at least 50%, 75% or 90% of its volume filled with phase change material, so that the cooling device at a possible store small volumes of heat as much as possible can.
Der Wärmetransport zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Wärmespeicher kann maßgeblich durch Wärmeleitung, also vernachlässigbar durch Konvektion oder Wärmestrahlung, erfolgen, sodass die Kühleinrichtung von einfachem mechanischen Aufbau sein kann, wobei bei einer günstigen Ausführungsform die Kühleinrichtung nur aus dem Behälter mit Phasenumwandlungsmaterial besteht.Of the Heat transfer between the device part and the heat storage can significantly by heat conduction, so negligible by convection or thermal radiation, done so that the Cooling device of simple mechanical construction can, wherein in a favorable embodiment the cooling device only from the container with phase change material consists.
Vorzugsweise bildet der Wärmespeicher eine Wärmeleitung über eine Kontaktfläche des Behälters aus, die an eine aufgeheizte Fläche des Vorrichtungsteils angrenzt. Dabei ist „angrenzen” so zu verstehen, dass die Kontaktfläche, vorzugsweise eine Behälterwand, mittels eines Wärmeleitmittels, etwa einer Wärmeleitpaste oder einer Wärmeleitfolie, oder auch unmittelbar, etwa durch Aneinanderpressen mittels Verschraubung, Schweißen, Löten oder Kleben, direkt mit der Vorrichtung beziehungsweise dem Vorrichtungsteil verbunden sein kann, um eine gute Wärmeleitung zwischen Kontaktfläche und aufgeheizter Fläche zu ermöglichen.Preferably the heat accumulator forms a heat conduction a contact surface of the container, which is connected to a heated surface of the device part adjacent. there is "adjoin" so to understand that the contact surface, preferably a container wall, by means of a heat conduction, such as a thermal paste or a heat conducting foil, or also directly, for example by pressing together by means of screwing, Welding, soldering or gluing, directly with the device or the device part can be connected to a good Heat conduction between contact surface and heated To allow area.
Die Kühleinrichtung und/oder auch die Kontaktfläche können innerhalb der Vorrichtung angeordnet sein und können an eine innenliegende Fläche der Vorrichtung angrenzen. So kann die Kühleinrichtung möglichst in der Nähe einer Hitzequelle angebracht sein und so die Lebensdauer von Bauteilen verlängern. Ferner lässt sich die Kühleinrichtung so konstruieren, dass sie nicht über die Außenmaße der Vorrichtung hinausragt, sodass eine kompakte Bauweise erzielbar ist. Insbesondere auch bei einem Starter als Vorrichtung kann die Kühleinrichtung vorzugsweise im Luftraum zwischen Rotor, Wicklungen und Gehäuse installiert werden.The Cooling device and / or the contact surface can be arranged inside the device and can adjoin an inner surface of the device. So the cooling device as close as possible be attached to a heat source and thus extend the life of components. Furthermore, the cooling device can be constructed in such a way that they do not have the outside dimensions of the device protrudes so that a compact design can be achieved. Especially even with a starter as a device, the cooling device preferably in the air space between rotor, windings and housing be installed.
Im Übrigen kann die Kühleinrichtung an einem sich während des Betriebs bewegenden Teils der Vorrichtung, etwa dem Rotor, befestigt sein. Solche Teile sind konventionell schwierig zu kühlen, da Wärme aufgrund einer möglichst reibungsfreien Lagerung meist schlecht durch Wärmeleitung nach außen geführt werden kann oder auch ein Anschluss an einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf aufwendig ist. Für die Anwendung an rotierenden Teilen kann ein Phasenumwandlungsmaterial verwendet werden, dessen volumischer Ausdehnungskoeffizient in der flüssigen Phase größer ist als derjenige der festen Phase. Außerdem kann die Hülle ausreichend steif sein, damit die Kontaktfläche makroskopisch ununterbrochen und das Phasenumwandlungsmaterial, insbesondere in der flüssigen Phase, blasenfrei bleibt. So kann das Phasenumwandlungsmaterial jederzeit makroskopisch homogen sein, etwa um der Bildung von dynamischen Unwuchten vorzubeugen.Furthermore The cooling device may be at a during the operating moving part of the device, such as the rotor attached be. Such parts are conventionally difficult to cool, because heat due to a frictionless as possible Storage mostly bad due to heat conduction to the outside can be led or even a connection to a closed Coolant circuit is expensive. For the application on rotating parts, a phase change material can be used be whose volumetric expansion coefficient in the liquid Phase is greater than that of the solid phase. In addition, the sheath can be sufficiently stiff, so that the contact surface macroscopically uninterrupted and the phase change material, especially in the liquid Phase, bubble-free remains. So can the phase transformation material be macroscopically homogeneous at all times, such as the formation of dynamic Prevent imbalances.
Außerdem ist besonders bevorzugt, dass das Phasenumwandlungsmaterial bei der Phasenumwandlungstemperatur einen Phasenübergang zwischen einer festen und einer flüssigen Phase aufweist, sodass im Unterschied zum Übergang in eine gasförmige Phase eine möglichst geringe Volumenänderung beim Phasenübergang auftritt, da feste und flüssige Phase annähernd gleiche Dichten aufweisen. So kann der Behälter des Wärmespeichers nur geringen Druckbelastungen ausgesetzt und, wie oben dargestellt, mit möglichst viel Phasenumwandlungsmaterial gefüllt werden.Furthermore is particularly preferred that the phase change material in the phase transformation temperature is a phase transition between a solid and a liquid phase, so that unlike the transition to a gaseous Phase the smallest possible change in volume Phase transition occurs as solid and liquid Phase have approximately equal densities. So can the Container of the heat accumulator only low pressure loads exposed and, as shown above, with as much as possible Phase transformation material to be filled.
Die Auswahl des Phasenumwandlungsmaterials ist auch von der vorgesehenen Betriebstemperatur bestimmt. Die Phasenumwandlungstemperatur liegt in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt bei mindestens ca. 30°C, 40°C, 50°C oder 70°C und vorzugsweise über der Umgebungstemperatur der Vorrichtung, insbesondere auch über der niedrigsten der Betriebstemperaturen bei einem Betrieb der Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Betriebszuständen. Außerdem kann die Phasenumwandlungstemperatur in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens ca. 400°C, 350°C, 300°C oder 250°C betragen und insbesondere unter einer maximal zulässigen Höchsttemperatur der Vorrichtung beziehungsweise des Vorrichtungsteils liegen, um dieses oder umliegende Bauteile vor Hitzeschäden zu schützen.The Selection of phase transformation material is also provided by the Operating temperature determined. The phase transition temperature is in this order increasingly preferably at least about 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C or 70 ° C and preferably over the ambient temperature of the device, in particular via the lowest of the operating temperatures during operation of the device with a plurality of operating states. Furthermore For example, the phase change temperature may increase in this order preferably at most about 400 ° C, 350 ° C, 300 ° C or 250 ° C and in particular under a maximum allowable maximum temperature of Device or the device part lie around this or surrounding components to protect against heat damage.
Als Phasenumwandlungsmaterial können die üblichen Materialien gewählt werden, beispielsweise Salze oder Paraffine. Vorzugsweise wird ein Metall oder eine Metalllegierung als Phasenumwandlungsmaterial verwendet, dessen fest-flüssig Phasenübergang bei den zuvor genannten Temperaturen liegen kann, wobei sich über Konzentrationsverhältnisse der Legierungsbestandteile geeignete Phasenumwandlungstemperaturen einstellen lassen. Beispielsweise können bei Weichloten die Schmelztemperaturen schon bei Temperaturen von ca. 70°C bis ca. 180°C und natürlich auch darüber liegen. Dabei oder auch unabhängig davon kann das Phasenumwandlungsmaterial zumindest einen Stoff aus der Gruppe Zinn, Blei und Bismut aufweisen. Allgemein ist das Phasenumwandlungsmaterial am besten geeignet, welches die größte Wärmekapazität im gesamten Betriebsbereich und zudem die größte Schmelzenthalpie aufweist.As the phase change material, the usual materials may be selected, for example, salts or paraffins. Preferably, a Metal or a metal alloy used as a phase change material whose solid-liquid phase transition can be at the aforementioned temperatures, can be adjusted by means of concentration ratios of the alloy components suitable phase transformation temperatures. For example, with soft solders, the melting temperatures can already be at temperatures of about 70 ° C to about 180 ° C and of course also higher. In this case or independently thereof, the phase transformation material may comprise at least one substance from the group tin, lead and bismuth. Generally, the phase change material is most suitable which has the largest heat capacity in the entire operating range and also the highest enthalpy of fusion.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified Combination, but also usable in other combinations.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawings explained in more detail. Show it:
Die
Die
Der
Starter
Die
Im Übrigen
weisen hier alle Kühleinrichtungen
Die
Kühleinrichtung
Die
Während des ausgeschalteten Betriebszustands B erfolgt keine weitere Wärmezufuhr und die in der Vorrichtung und auch in dem Wärmespeicher gespeicherte Wärme wird oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur mit einer Abkühlung der Vorrichtungen einhergehend abgegeben, und zwar insbesondere an deren Umgebung. Bei Erreichen der Phasenumwandlungstemperatur PCM-T bleibt die Betriebstemperatur Te der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Dauer t2 der Phasenumwandlung, und zwar jetzt von der flüssigen zur festen Phase, konstant. Nach der Abgabe der Latentwärme aus dem Wärmespeicher sinken die Betriebstemperaturen Te, Tk der erfindungsgemäßen wie auch der konventionellen Vorrichtung weiter ab, etwa bis auf die jeweilige Umgebungstemperatur und/oder bis zum nächsten Einsetzen des eingeschalteten Betriebszustandes A.During the switched-off operating state B no further heat supply takes place and the heat stored in the device and also in the heat accumulator is emitted above the phase transition temperature accompanied by a cooling of the devices, in particular to their surroundings. When the phase transition temperature PCM-T is reached, the operating temperature T e of the device according to the invention remains constant for the duration t 2 of the phase transformation, now from the liquid to the solid phase. After the release of the latent heat from the heat storage, the operating temperatures T e , T k of the invention as well as the conventional device continue to decrease, approximately to the respective ambient temperature and / or until the next onset of the switched-on operating state A.
Die
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 0208369 B1 [0010] EP 0208369 B1 [0010]
- - EP 1343243 A1 [0011] - EP 1343243 A1 [0011]
- - US 5770903 [0012] US 5770903 [0012]
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