DE102009054290A1 - Wärmerückgewinnungssystem - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zum Erwärmen eines Motors, insbesondere während einer anfänglichen Inbetriebnahme des Motors. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Wärmespeicher- und -abgabesystem für einen Motor vorgesehen. Das System kann ein Material umfassen, welches zu einer Unterkühlung innerhalb eines Betriebstemperaturbereiches des Motors in der Lage ist. Das Material steht in thermischer Verbindung mit dem Motor und kann eine Energiezufuhrvorrichtung umfassen, die dem Material zugeordnet ist. Die Energiezufuhrvorrichtung kann ausgebildet sein, um dem Material Energie zuzuführen und zu bewirken, dass das Material eine exotherme Phasenänderung erfährt. Während der Phasenänderung gibt das Material Wärme an den Motor ab.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zum Erwärmen eines Motors, insbesondere während der anfänglichen Inbetriebnahme.
  • Hintergrund
  • Motoren weisen während der anfänglichen Inbetriebnahme häufig erhöhte Niveaus von Abgasemissionen auf, bis zugeordnete Abgasbehandlungsvorrichtungen stationäre Betriebstemperaturen erreicht haben. Als solches ist die Effizienz des Entfernens oder der Behandlung von Abgasemissionen von der Temperatur des Motorabgases und naturgemäß des Motors abhängig. Unter kühleren Betriebsbedingungen können Motoren größere Schwierigkeiten beim Starten aufweisen oder eine reduzierte Kraftstoffökonomie auf Grund der niedrigeren anfänglichen Betriebstemperaturen aufweisen. Bestehende Lösungen, die Motorkaltstarts unterstützen, können in Bezug auf den notwendigen Produkt- und Energieeinsatz kostspielig sein und umständlich zu verwenden sein. Es besteht demgemäß Bedarf an einem verbesserten System und Verfahren zur Bereitstellung von Wärme an einen Motor vor und während der anfänglichen Inbetriebnahme des Motors.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zum Erwärmen eines Motors, insbesondere während einer anfänglichen Inbe triebnahme des Motors. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Wärmespeicher- und -abgabesystem für einen Motor vorgesehen. Das System kann ein Material umfassen, welches in der Lage ist, innerhalb des Betriebstemperaturbereiches des Motors unterkühlt zu sein. Das Material steht in thermischer Verbindung mit dem Motor. In weiteren, nicht einschränkenden Beispielen umfasst das System auch eine Energiezufuhrvorrichtung, die dem Material zugeordnet ist. Die Energiezufuhrvorrichtung liefert Energie an das unterkühlte Material, die ausreicht, um eine exotherme Phasenänderung auszulösen. Während der Phasenänderung gibt das Material Wärme an den Motor ab.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Speichern und Abgeben von Energie an einen Motor in der Form von Wärme vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass eine Struktur mit einem Hohlraum gebildet wird, der ein Material enthält, welches zu einer Unterkühlung innerhalb eines Betriebstemperaturbereiches des Motors in der Lage ist, und dass die Struktur in thermischer Verbindung mit dem Motor angeordnet wird. Das Verfahren umfasst auch, dass Wärme, die durch den Motor mit dem Material erzeugt wurde, absorbiert wird, und eine Phasenänderung des Materials von einem unterkühlten Zustand ausgelöst wird, um dadurch die gespeicherte Wärme an den Motor abzugeben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Details sind in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen rein beispielhaft angeführt, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Wärmerückgewinnungssystem der vorliegenden Erfindung in einem ersten Betriebsmodus veranschaulicht;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Motors mit dem in 1 gezeigten Wärmerückgewinnungssystem in einem zweiten Betriebsmodus veranschaulicht; und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Motors mit dem in 1 gezeigten Wärmerückgewinnungssystem in einem dritten Betriebsmodus veranschaulicht.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung sieht Verfahren und Systeme zur Verbesserung von Emissionen, der Leistung und des Wirkungsgrads eines Motors während des anfänglichen Betriebes desselben vor. Diese und weitere Vorteile werden durch die Absorption, die Speicherung und Abgabe von potenzieller Energie, insbesondere von durch den Motor erzeugter Wärme, erzielt. Im Speziellen ist ein Wärmespeichermaterial vorgesehen, das zur Absorption, Speicherung und Abgabe von Wärme in der Lage ist. Das Material steht in thermischer Verbindung mit einem Motor und/oder einem dadurch strömenden Kühlmittel. Das Wärmespeichermaterial ist ausgebildet, um die Wärme zu absorbieren, die durch den Motor während des Betriebs des Motors erzeugt wird. Danach, wenn der Motor abkühlt, hält das Wärmespeichermaterial zumindest einen Teil der gespeicherten Energie für eine spätere Abgabe, insbesondere während einer nachfolgenden Inbetriebnahme des Motors, zurück. Wenn zusätzliche Wärme für den Motor erwünscht ist, wird bewirkt, dass das Wärmespeichermaterial die gespeicherte Wärme an den Motor abgibt.
  • In einer speziellen Konfiguration des Wärmespeichermaterials absorbiert das Wärmespeichermaterial während eines Betriebs des Motors die durch den Motor erzeugte Wärme und bewirkt, dass das Material in einem ersten physikalischen Zustand vorliegt (z. B. flüssig). Das Wärmespeichermaterial bleibt in seinem ersten physikalischen Zustand unterkühlt, nachdem der Betrieb des Motors unterbrochen wurde und der Motor auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist. Vor oder während einer nachfolgenden Inbetriebnahme des Motors wird bewirkt, dass das Wärmespeichermaterial in einen zweiten physikalischen Zustand (z. B. fest) wechselt, wobei während und nach Übergang des Wärmespeichermaterials von dem unterkühlten flüssigen Zustand in den festen Zustand, Wärme im Allgemeinen auf stationäre Weise abgegeben wird. Die Abgabe von Wärme verkürzt die Aufwärmzeit des Motors und stellt dadurch eine/n verbesserte/n Emissionsreduktion, Leistung und Wirkungsgrad bereit.
  • In einer Konfiguration liegt das Wärmespeichermaterial in einem flüssigen physikalischen Zustand bei oder über seiner Schmelztemperatur vor und liegt in einem flüssigen oder festen physikalischen Zustand bei oder unter seiner Gefriertemperatur vor. Wenn das Wärmespeichermaterial als eine Flüssigkeit unter seinem Gefrierpunkt vorliegt, wird das Wärmespeichermaterial üblicherweise als unterkühlt oder in einem unterkühlten Zustand befindlich bezeichnet. In diesem unterkühlten Zustand benötigt das Wärmespeichermaterial zusätzliche Energie, um von einem flüssigen Zustand in einen festen Zustand überzugehen (d. h., eine Kristallisation des Wärmespeichermaterials zu bewirken).
  • Die Betriebstemperatur des Motors reicht von der Kaltstarttemperatur des Motors zu einer stationären Betriebstemperatur des Motors. Während die Kaltstarttemperatur des Motors jahreszeitlich und regional variieren wird, wird die stationäre Betriebstemperatur einigermaßen konstant sein. Es sollte einzusehen sein, dass die stationäre Betriebstemperatur je nach Motorfabrikat, Modell und Betriebsbedingungen wie zum Beispiel Temperatur und Last variieren kann. Im Allgemeinen liegt die Betriebstemperatur eines Verbrennungsmotors eines Automobils jedoch allgemein zwischen etwa –40 und 129°C. Als solches ist das Wärmespeichermaterial der vorliegenden Erfindung auch zu einer Unterkühlung innerhalb dieses Bereiches in der Lage.
  • Geeignete Wärmespeichermaterialien, die durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen werden, umfassen ein Material, das in der Lage ist, Wärme über den Betriebstemperaturbereich eines Motors hinweg zu speichern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Wärmespeichermaterial innerhalb des Betriebstemperaturbereiches des Motors in einem unterkühlten Zustand vorliegen. Solche geeigneten Wärmespeichermaterialien umfassen Materialen mit einer Schmelztemperatur unter der stationären Betriebstemperatur des Motors und einer Gefriertemperatur über einer Kaltstarttemperatur des Motors. Ferner werden die geeigneten Materialien bei einer Temperatur über der Kaltstarttemperatur des Motors Wärme abgeben (d. h., die Phasen von einer unterkühlten Flüssigkeit in einen Festkörper ändern). Als solches schmilzt das geeignete Material bei einer Betriebstemperatur des Motors und ist unterhalb stationärer Betriebstemperaturen des Motors unterkühlt. Wenn das unterkühlte Material eine Phasenänderung erfährt, wird der Motor auf Grund der Abgabe von Wärme durch das Wärmespeichermaterial erwärmt.
  • Spezielle Beispiele von geeigneten Wärmespeichermaterialien umfassen Natriumacetat, Natriumethanoat, Dinatriumhydrogenphosphat-Dodecahydrat und dergleichen. In einer speziellen Konfiguration umfasst das Wärmespeichermaterial ein Natriumsalz einer Essigsäure, wie zum Bei spiel Natriumacetat. Natriumacetat umfasst ein Material, das in der Lage ist, innerhalb eines gegebenen Temperaturbereiches relativ einfach in mehr als einem physikalischen Zustand vorzuliegen. Natriumacetat besitzt beispielsweise eine Schmelztemperatur von über etwa 95°C und eine Erstarrungs- oder Gefriertemperatur von etwa 54°C. Auf Grund der natürlichen Eigenschaften von Natriumacetat kann es jedoch bei Temperaturen deutlich unter 54°C, die Umgebungstemperaturen umfassen, denen Motoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, üblicherweise ausgesetzt sind, in einer flüssigen Phase vorliegen. Um eine Erstarrung von unterkühltem Natriumacetat auszulösen, muss das Natriumacetat ausreichend aktiviert oder gestört werden, wie zum Beispiel durch die Energiezufuhrvorrichtung. Bei einer Störung ändert das Natriumacetat die Phase von einer Flüssigkeit in einen Festkörper. Während dieser exothermen Phasenänderung erwärmt sich das Natriumacetat auf eine Temperatur von etwa 54°C.
  • Unter Bezugnahme auf die 13 sind schematische Darstellungen einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist ein Wärmerückgewinnungssystem 10 zur Absorption von Wärme von einem Motor 18 und zur nachfolgenden Abgabe der absorbierten Wärme an den Motor vorgesehen. Das Wärmerückgewinnungssystem 10 umfasst eine Struktur 12, welche einen Hohlraum 14 definiert, der ein Wärmespeichermaterial aufnimmt. Die Struktur 12, welche das Wärmespeichermaterial 16 enthält, steht in thermischer Verbindung mit einem Motor 18, und im Spezielleren in einer Ausführungsform einem Motorblock 20 oder Motorzylinderkopf 25. Die Struktur 12, die das Wärmespeichermaterial 16 enthält, kann auch mit einem Motorkühlmittel 22 in thermischer Verbindung stehen, welches durch einen Kühlmittelströmungspfad 24 strömt, der durch den Motorblock 20 und den Motorzylinderkopf 25 definiert ist.
  • In einem beispielhaften Betrieb des Wärmerückgewinnungssystems 10, unter Bezugnahme auf 1, induziert die Energiezufuhrvorrichtung 26 eine exotherme Phasenänderung im Wärmespeichermaterial 16. Während der Phasenänderung, unter Bezugnahme auf 2, wandelt sich das Wärmespeichermaterial 16 von einem ersten physikalischen Zustand (unterkühlte Flüssigkeit) in einen zweiten physikalischen Zustand (Festkörper) um. Diese Phasenänderung resultiert in der Abgabe von Wärme durch das Wärmespeichermaterial 16, wodurch bewirkt wird, dass der Motor 18 und das Motorkühlmittel 22 erwärmt werden. Die Zufügung von Wärme erfolgt zusätzlich zu der natürlichen Erwärmungsfähigkeit des Motors 18 im Betrieb. Die Wärme, die durch den Motor 18 und das Wärmespeichermaterial 16 erzeugt wird, wird mittels Motorkühlmittel 22 durch den Motorblock 20 zirkuliert. Sobald die Temperatur des Motors 18 und des Motorkühlmittels 22 geeignete Niveaus erreichen, siehe 3, wird das Kühlmittel weiter durch ein Motorkühlsystem 28 zirkuliert, welches einen Kühler 30 oder Anderweitiges umfassen kann. Während dieser Zeit oder zu jeder Zeit, zu der die Temperatur des Motors höher ist als die Temperatur des Wärmespeichermaterials 16, absorbiert das Wärmespeichermaterial 16 Wärme, welche durch den Motor 18 erzeugt wird. Während der Wärmeabsorption erfährt das feste Wärmespeichermaterial 16 eine physikalische Phasenänderung zurück in den flüssigen Zustand. Nach Beenden des Motorbetriebs und Abkühlen des Motors 18 auf Umgebungstemperaturen tritt das Wärmespeichermaterial 16 in einen unterkühlten, flüssigen Zustand ein. In diesem Zustand ist das Material 16 wieder bereit, bei einem nachfolgenden Betrieb der Energiezufuhrvorrichtung 26 gespeicherte Energie in der Form von Wärme an den Motor 18 abzugeben.
  • Es sollte einzusehen sein, dass der Motor 18 mehr als ein Wärmerückgewinnungssystem 10 umfassen kann, von denen jedes fungieren kann, um eine gleichzeitige Erwärmung, sequentielle Erwärmung oder andere Erwärmungslösungen vorzusehen. Zum Beispiel wird in einer Konfiguration in Erwägung gezogen, dass ein oder mehrere Wärmerückgewinnungssysteme 10 jedem Zylinderkopf 25 des Motors 18 zugeordnet sein können. Diese Wärmerückgewinnungssysteme 10 können sich entlang eines Abschnitts oder der gesamten Länge oder Breite eines Motors erstrecken. Es sollte einzusehen sein, dass verschiedene Konfigurationen verfügbar sind, um ein erwünschtes Erwärmungsergebnis zu erzielen.
  • Wie beschrieben, wird die exotherme Phasenänderung des Wärmespeichermaterials 16 durch eine Energiezufuhrvorrichtung 26 ausgelöst. Die Vorrichtung kann eine mechanische Funktion besitzen und kann im Inneren oder außerhalb der Struktur 12 angeordnet sein, wo sie dazu dient, ausreichende mechanische Energie zu liefern, um in dem Wärmespeichermaterial 16 eine Änderung von der flüssigen in die feste Phase auszulösen. Eine derartige mechanische Energie kann in der Form von Wellen vorliegen, welche durch eine Erschütterung, Schwingung oder sonst wie ausgelöst werden. Es sollte einzusehen sein, dass verschiedene Konfigurationen für die Erzeugung von Wellen oder anderer mechanischer Energie an das Wärmespeichermaterial 16 verwendet werden können. Zum Beispiel kann in einer Konfiguration ein bewegbares Element vorgesehen sein, das ausgebildet ist, um die Struktur 12, die das Wärmespeichermaterial 16 enthält, anzustoßen, wodurch Energiewellen durch das Material übertragen werden und eine Phasenänderung darin ausgelöst wird. Solche beweglichen Elemente können einen Stift, einen Hammer oder weitere geeignete Erschütterungselemente umfassen und können sich durch die Verwendung eines Solenoids (elektrisch angetrieben, pneumatisch angetrieben oder sonst wie) oder dergleichen bewegen. In einer weiteren Konfi guration ist das bewegbare Element ausgebildet, um die Struktur 12 mit ausreichender Kraft zu bewegen, um eine Störung zu bewirken und die Phasenänderung des Wärmespeichermaterials 16 auszulösen. Es werden weitere Konfigurationen in Erwägung gezogen.
  • Die Energiezufuhrvorrichtung 26 kann zu verschiedenen Zeiten und durch verschiedene Aktivierungsvorrichtungen 32 aktiviert werden. Die Energiezufuhrvorrichtung 26 kann während eines Betriebszyklus des Motors, während eines Nicht-Betriebszyklus des Motors oder beider aktiviert sein. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Energiezufuhrvorrichtung 26 vor der Zündung des Motors 18 aktiviert. Zum Beispiel kann die Energiezufuhrvorrichtung einem geeigneten Controller zur Aktivierung der Energiezufuhrvorrichtung während der Annäherung eines Benutzers an das Fahrzeug, während des Aufsperrens der Fahrzeugtür, beim Einsetzen oder Drehen eines Schlüssels in ein/em Zündsystem des Motors 18 oder Anderweitigem zugeordnet sein. In einer weiteren Konfiguration wird die Energiezufuhrvorrichtung während der Inbetriebnahme des Motors aktiviert. Dies kann durch eine Aktivierungsvorrichtung 32 oder durch die natürliche Schwingung des Motors 18 während der Inbetriebnahme erfolgen. In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Energiezufuhrvorrichtung 26 nach einer anfänglichen Zündung des Motors aktiviert werden. Es wird in Erwägung gezogen, dass in Konfigurationen, in denen mehr als eine Energiezufuhrvorrichtung 26 verwendet werden, die Energiezufuhrvorrichtungen gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten, z. B. sequentiell oder sonst wie, aktiviert werden können.
  • Die Aktivierungsvorrichtung 32 kann jede geeignete Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, Signale an die Energiezufuhrvorrichtung 26 zu übertragen. In einer Konfiguration umfasst die Aktivierungsvorrichtung eine Fernbedienungsvorrichtung wie z. B. einen Fernentriegelungs- Schlüsselanhänger eines Fahrzeuges. In einer weiteren Konfiguration umfasst die Aktivierungsvorrichtung 32 eine Steuervorrichtung, die einem Fahrzeug zugeordnet ist, wie z. B. einen Motor- oder Fahrzeugcontroller. In dieser Konfiguration kann der Controller in Verbindung mit der Fernbedienung, einem der Zündung zugeordneten Sensor, einem Einstiegsgriff des Fahrzeuges oder Anderweitigem kommunizieren. Es sollte einzusehen sein, dass andere Konfigurationen in Erwägung gezogen werden.
  • Das Wärmespeichermaterial 16 ist innerhalb der Struktur 12 angeordnet, welche in thermischer Verbindung mit dem Motor 18 und optional dem Motorkühlmittel 22 in dem Kühlmittelströmungspfad 24 steht. Die Struktur 12 kann benachbart des Kühlmittelströmungspfades 24 des Motors 18 angeordnet sein. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Struktur 12 einen Abschnitt des Motors 18 wie z. B. den Motorblock 20 oder den Motorzylinderkopf 25, und der Hohlraum 14 ist dadurch definiert. Die Struktur 12 ist daher mit dem Motor 18 einteilig geformt. In dieser Konfiguration wird das Wärmespeichermaterial 16 innerhalb des Hohlraums 14 angeordnet und der Hohlraum wird anschließend abgedichtet. In einer weiteren Konfiguration wird die Struktur 12 getrennt von dem Motorblock 18 oder dem Motorzylinderkopf 25 gebildet und wird an diesem angebracht oder anderweitig in thermischer Verbindung damit angeordnet. In dieser Konfiguration wird das Wärmespeichermaterial 16 in dem Hohlraum 14 angeordnet und die Struktur 12 wird anschließend mit dem Motor 18 verbunden, z. B. durch Anordnen innerhalb einer Öffnung davon oder Befestigen (z. B. mechanisch befestigt, geschweißt oder sonst wie) an dem Motorblock 20, dem Motorzylinderkopf 25 oder sonst wie. Weitere Konfigurationen sind möglich.
  • Die Menge von Wärmespeichermaterial 16, die innerhalb des Hohlraumes 14 angeordnet ist, ist von der für den Motor 18 erwünschten Wärmemenge abhängig. Es sollte einzusehen sein, dass, je mehr Wärmespeichermaterial 16 innerhalb des Hohlraumes 14 angeordnet ist, desto mehr potenzielle Wärme für die Zuführung zu dem Motor 18 verfügbar sein wird. Demgemäß kann die Menge von Wärmespeichermaterial 16 auf der Motorgröße und/oder den Erwärmungsanforderungen basieren oder proportional zu diesen sein.
  • Der Hohlraum 14 kann jede beliebige geeignete Form und/oder Größe zum Halten einer ausreichenden Menge von Wärmespeichermaterial 16 umfassen. In einer Konfiguration ist der Hohlraum 14 symmetrisch geformt, z. B. als ein Zylinder, um die maschinelle Bearbeitung während der Produktion zu erleichtern. In einer weiteren Konfiguration kann der Hohlraum 14 asymmetrisch geformt sein. Diese letztere Konfiguration kann insbesondere dort vorteilhaft sein, wo der Hohlraum 14 in eine Struktur gegossen wird, die einen Motorblock 20 oder Motorzylinderkopf 25 umfasst, und der Hohlraum sich durch den gesamten oder einen Abschnitt des Motorblocks 20, des Motorzylinderkopfes 25 erstreckt, oder anderweitig. Als solches kann das Wärmespeichermaterial an verschiedenen Stellen innerhalb des Motors 18 angeordnet sein, um eine gewünschte Wärmeübertragung an Motorkomponenten und/oder das Kühlmittel bereitzustellen. Es sollte einzusehen sein, dass der Hohlraum während des Gießens des Motorblocks oder Motorkopfes gebildet werden kann oder anschließend maschinell darin gearbeitet werden kann.
  • In einem detaillierten Betriebsablauf wird das Wärmerückgewinnungssystem 10 durch die Aktivierungsvorrichtung 32 aktiviert, welche die Energiezufuhrvorrichtung 26 vor oder während einer anfänglichen Inbetriebnahme des Motors 18 betreibt. Beim Aktivieren erfährt das Wärmespeichermaterial 16 eine exotherme Phasenänderung von einem unterkühlten, flüssigen Zustand in einen festen Zustand, wodurch eine Abgabe von Wärme an den Motor 18 bewirkt wird. Während des nachfolgenden Betriebs des Motors steigt die Temperatur des Motors 18 und des Motorkühlmittels 22 auf Niveaus an, welche den Schmelzpunkt des Wärmspeichermaterials 16 überschreiten, wodurch eine Rückkehr zu einer flüssigen Phase bewirkt wird. Sobald der Motor nicht mehr in Betrieb ist, kühlen der Motor 18, das Motorkühlmittel 22 und das Wärmerückgewinnungssystem 10 auf Umgebungsbedingungen ab. Auf Grund der beschriebenen natürlichen Eigenschaften verbleibt das in der Struktur 12 eingeschlossene Wärmespeichermaterial 16 jedoch in einem unterkühlten flüssigen Zustand beim Abkühlen unter seine Schmelzpunkttemperatur. An diesem Punkt kann das Wärmespeichermaterial 16 durch die Energiezufuhrvorrichtung 26 wieder aktiviert werden, um wieder Wärme an den Motor 18 zu liefern. Es sollte einzusehen sein, dass das Wärmerückgewinnungssystem 10 über die Lebensdauer des Fahrzeuges ohne Nachfüllen des Wärmespeichermaterials 10 regeneriert werden kann, wie beschrieben.
  • Während beispielhafte Ausführungsformen beschrieben und gezeigt wurden, wird für den Fachmann einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für Elemente davon ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um ein/e spezielle/s Situation oder Material an die Lehre anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Schutzumfang abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, die als die beste Art in Erwägung gezogen werden, die Erfindung auszuführen, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen umfassen, die in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims (10)

  1. Wärmespeicher- und -abgabesystem für einen Motor, umfassend ein Material, welches zu einer Unterkühlung innerhalb eines Betriebstemperaturbereiches des Motors in der Lage ist, in thermischer Verbindung mit dem Motor; eine Energiezufuhrvorrichtung, die dem Material zugeordnet ist und dazu dient, dem Material Energie zuzuführen, um darin eine exotherme Phasenänderung und eine Zuführung von Wärme an den Motor auszulösen.
  2. Wärmespeicher- und -abgabesystem nach Anspruch 1, wobei die exotherme Phasenänderung von einem unterkühlten, flüssigen Zustand in einen festen Zustand des Materials stattfindet, wobei das Material vorzugsweise ferner ausgebildet ist, um Wärme zu absorbieren, die durch den Motor erzeugt wird, um dadurch eine Phasenänderung von dem festen Zustand in einen flüssigen Zustand zu erfahren.
  3. Wärmespeicher- und -abgabesystem nach Anspruch 1, wobei die exotherme Phasenänderung vor dem Betrieb des Motors ausgelöst werden kann, und/oder wobei das Material Natriumacetat oder Natriumethanoat umfasst.
  4. Wärmespeicher- und -abgabesystem nach Anspruch 1, welches ferner eine durch einen Motor definierte Struktur zum Halten des Materials umfasst, und/oder eine separate Struktur umfasst, die einem Motor zum Halten des Materials zugeordnet ist.
  5. Wärmespeicher- und -abgabesystem nach Anspruch 1, wobei das Material in thermischer Verbindung mit einem Motorkühlmittel steht, und/oder wobei die Energiezufuhrvorrichtung eine mechanische Zufuhrvorrichtung umfasst, die ausgebildet ist, um dem zum Auslösen der exothermen Phasenänderung geeigneten Material mechanische Energie zuzuführen.
  6. Verfahren zum Speichern und Abgeben von Wärme für einen Motor, welches umfasst, dass: ein Material, welches zu einer Unterkühlung innerhalb eines Betriebstemperaturbereiches des Motors in der Lage ist, in thermischer Verbindung mit dem Motor angeordnet wird; Wärme absorbiert wird, die durch den Motor mit dem Material erzeugt wurde; und das Material dazu gebracht wird, eine exotherme Phasenänderung zu erfahren, wobei während der Phasenänderung das Material die absorbierte Wärme an den Motor abgibt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der unterkühlte Zustand des Materials bei oder unter etwa 95°C liegt, und/oder wobei die von dem Material abgegebene Wärme bei etwa 54°F liegt, und/oder wobei das Material während der Absorption von Wärme durch das Material eine Phasenänderung von fest zu flüssig erfährt, und wobei das Material während der Abgabe von Wärme durch das Material eine Phasenänderung von einer unterkühlten Flüssigkeit in einen Festkörper erfährt, und/oder wobei das Material Natriumacetat oder Natriumethanoat umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, welches ferner umfasst, dass das Material innerhalb des Motors und/oder innerhalb einer separaten Struktur, die dem Motor zugeordnet ist, angeordnet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Phasenänderung während des Betriebs des Motors und/oder vor dem Betrieb des Motors stattfindet.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Abgabe von Wärme durch eine Energiezufuhrvorrichtung ausgelöst wird und wobei die Energiezufuhrvorrichtung eine mechanische Zufuhrvorrichtung umfasst, die ausgebildet ist, um dem Material mechanische Energie zuzuführen, die geeignet ist, um die Phasenänderung des Materials auszulösen.
DE102009054290A 2008-11-26 2009-11-23 Wärmerückgewinnungssystem Withdrawn DE102009054290A1 (de)

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US12/323,728 2008-11-26

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