DE102013225360A1 - heater - Google Patents

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Juergen Hanneke
Ruben Schreiber
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Abstract

Eine Vorrichtung zum Beheizen eines Fluids (7), insbesondere eines Reduktionsmittels (7) zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, hat wenigstens ein Heizelement (20), das von einem Wärmeträgerfluid umgeben ist, die dazu ausgebildet ist, Wärme von dem wenigstens einen Heizelement (20) aufzunehmen und an das zu beheizende Fluid (7) zu übertragen.A device for heating a fluid (7), in particular a reducing agent (7) for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle, has at least one heating element (20), which is surrounded by a heat transfer fluid, which is adapted to heat from at least to receive a heating element (20) and to transfer to the fluid to be heated (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Fluids, insbesondere eines Reduktionsmittels zur Reduktion der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a device for heating a fluid, in particular a reducing agent for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Zum Entsticken der Abgase von Dieselmotoren hat sich die SCR-Technik („selective catalytic reduction“) mit einem harnstoffhaltigen Reduktionsmittel bewährt. Dazu wurden Systeme entwickelt, welche die Einhaltung der geforderten Abgasgrenzwerte mit Hilfe einer definierten Zugabe einer wässrigen Harnstofflösung („AdBlue“®) in den Abgasstrang ermöglichen. Diese Systeme umfassen im Wesentlichen einen Tank für die Harnstofflösung, ein Fördermodul mit einer Filter- und Pumpeneinheit, ein am Abgasstrang montiertes Dosiermodul und ein elektronisches Steuergerät.The SCR technology ("selective catalytic reduction") with a urea-containing reducing agent has proved its worth for deadening the exhaust gases of diesel engines. For this purpose, systems have been developed which enable compliance with the required exhaust gas limit values with the aid of a defined addition of an aqueous urea solution ("AdBlue" ®) into the exhaust gas system. These systems essentially comprise a tank for the urea solution, a delivery module with a filter and pump unit, a dosing unit mounted on the exhaust system and an electronic control unit.

Da die wässrige Harnstofflösung einen relativ hohen Gefrierpunkt hat, der durch Zusatz von Frostschutzmitteln nicht beliebig abgesenkt werden kann, ohne die Funktionsfähigkeit als Reduktionsmittel zu beeinträchtigen, ist es bei niedrigen Außentemperaturen notwendig, den Reduktionsmittelvorrat zu beheizen, um ein Einfrieren des Reduktionsmittels zu verhindern. Since the aqueous urea solution has a relatively high freezing point, which can not be arbitrarily lowered by the addition of antifreeze without impairing the functionality as a reducing agent, it is necessary at low outdoor temperatures to heat the reducing agent supply to prevent freezing of the reducing agent.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Heizvorrichtung zum Beheizen eines Fluids, insbesondere eines Reduktionsmittels zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide an improved heating device for heating a fluid, in particular a reducing agent for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beheizen eines Fluids, insbesondere eines Reduktionsmittels zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, hat wenigstens ein von einem Wärmeträgerfluid, insbesondere einer Wärmeträgerflüssigkeit, umgebenes Heizelement. Das Wärmeträgerfluid ist dazu ausgebildet, Wärme von dem wenigstens einen Heizelement aufzunehmen und an das zu beheizende Fluid zu übertragen.An inventive device for heating a fluid, in particular a reducing agent for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle, has at least one of a heat transfer fluid, in particular a heat transfer fluid, surrounded heating element. The heat transfer fluid is designed to absorb heat from the at least one heating element and to transfer it to the fluid to be heated.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Beheizen eines Fluids, insbesondere eines Reduktionsmittels zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Heizelement, wobei das Verfahren umfasst, ein das Heizelement umgebendes Wärmeträgerfluid zu erwärmen und das Wärmeträgerfluid seinerseits Wärme an das zu beheizende Fluid abgibt.The invention also relates to a method for heating a fluid, in particular a reducing agent for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle, comprising at least one heating element, wherein the method comprises heating a heat transfer fluid surrounding the heating element and the heat transfer fluid in turn heat to be heated Gives off fluid.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglichen es, das Fluid besonders gleichmäßig zu erwärmen und ggf. aufzutauen. Darüber hinaus wird durch das „zwischengeschaltete“ Wärmeträgerfluid ein direkter Kontakt zwischen dem Heizelement und dem zu beheizenden Fluid vermieden, so dass verhindert werden kann, dass das Heizelement durch ein aggressives Fluid korrodiert wird.A device according to the invention and a method according to the invention make it possible to heat the fluid particularly uniformly and possibly thaw it. In addition, the "interposed" heat transfer fluid direct contact between the heating element and the fluid to be heated is avoided, so that it can be prevented that the heating element is corroded by an aggressive fluid.

In einer Ausführungsform hat das Wärmeträgerfluid einen Gefrierpunkt unterhalb von –15°C, insbesondere unterhalb von –30°C, so dass das Wärmeträgerfluid auch bei sehr niedrigen Temperaturen, z.B. im Winterbetrieb unter extremen Verhältnissen, nicht einfriert und seine Funktion als Wärmeüberträger ausüben kann.In one embodiment, the heat transfer fluid has a freezing point below -15 ° C, in particular below -30 ° C, so that the heat transfer fluid even at very low temperatures, e.g. in winter operation under extreme conditions, does not freeze and can perform its function as a heat exchanger.

In einer Ausführungsform ist das zu beheizende Fluid in einem Tank gespeichert. Wenigstens eine Heiztasche, die mit dem Wärmeträgerfluid gefüllt ist und in der wenigstens ein Heizelement angeordnet ist, ist in wenigstens einer Begrenzung des Tanks, insbesondere im oder am Boden des Tanks ausgebildet. Durch derart ausgebildete Heiztaschen können die Heizelemente auf einfache Weise so angeordnet werden, dass sie im Betrieb das im Tank gespeicherte Fluid besonders effektiv erwärmen. Insbesondere kann der Tank mehrere über den Boden verteilte Heizelemente aufweisen, die ein besonders gleichmäßiges Beheizen und Auftauen des im Tank gespeicherten Fluids ermöglichen.In one embodiment, the fluid to be heated is stored in a tank. At least one heating pocket, which is filled with the heat transfer fluid and in which at least one heating element is arranged, is formed in at least one boundary of the tank, in particular in or at the bottom of the tank. By thus formed heating pockets, the heating elements can be arranged in a simple manner so that they heat the fluid stored in the tank particularly effective during operation. In particular, the tank may have a plurality of heating elements distributed over the floor, which enable particularly uniform heating and thawing of the fluid stored in the tank.

Die Heizelemente können von der Außenseite des Tanks in die Heiztaschen eingeführt sein, so dass die Heizelemente bei Bedarf einfach ausgetauscht werden können, ohne dass der Tank dafür entleert werden muss.The heating elements can be inserted from the outside of the tank in the heating pockets, so that the heating elements can be easily replaced if necessary, without the tank must be emptied for it.

In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Heizelement kerzenförmig, insbesondere als Glühstiftkerze, ausgebildet. Eine Glühstiftkerze stellt ein zuverlässiges und bewährtes Heizelement zur Verfügung, das insbesondere gut und einfach an einem Fluidtank angebracht werden kann.In one embodiment, the at least one heating element is candle-shaped, in particular as a glow plug. A glow plug provides a reliable and proven heating element that can be particularly well and easily attached to a fluid tank.

In einer Ausführungsform ist in dem Tank ein mit einem Wärmeträgerfluid gefüllter Konvektionskreis ausgebildet, der sich wenigstens durch einen Bereich des Tankvolumens erstreckt, um das Fluid, das sich in diesem Bereich des Tankvolumens befindet, zu erwärmen und insbesondere aufzutauen.In one embodiment, a convection loop filled with a heat carrier fluid is formed in the tank and extends at least through a region of the tank volume in order to heat and in particular thaw the fluid which is located in this region of the tank volume.

Der Konvektionskreis kann dabei so ausgebildet sein, dass er sich im Wesentlichen parallel oder senkrecht zum Boden des Tanks erstreckt; der Konvektionskreis kann sich auch quer, d.h. mit einer Richtungskomponente parallel sowie auch senkrecht zum Boden des Tanks erstrecken, um einen möglichst großen Bereich des Tankvolumens erwärmen und bei Bedarf auftauen zu können.The convection circuit can be designed so that it extends substantially parallel or perpendicular to the bottom of the tank; the convection circuit can also extend transversely, ie with a directional component parallel as well as perpendicular to the bottom of the tank to a To heat the largest possible area of the tank volume and thaw if necessary.

Wenigstens ein Teil des Konvektionskreises kann in Form einer flexiblen Heizschlange ausgebildet sein, die beweglich in dem Tank angeordnet ist, so dass sie sich im Betrieb des Fahrzeugs bewegt und auf diese Weise auch dann in Kontakt mit gefrorenem Fluid kommt, wenn die Heizschlange bereits von einer Schicht aufgetauten Fluids umgeben ist. Die Auftauwirkung des Konvektionskreises kann auf diese Weise erhöht werden.At least a portion of the convection circuit may be in the form of a flexible heating coil which is movably disposed in the tank so that it moves during operation of the vehicle and thus comes into contact with frozen fluid even if the heating coil is already from one Layer of thawed fluid is surrounded. The thawing effect of the convection circuit can be increased in this way.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren weisen im Vergleich zu bisher bekannten Heizvorrichtungen eine höhere Effizienz auf, so dass sie bei gleichem Energieeintrag eine erhöhte Auftaumenge zur Folge haben bzw. weniger Energie benötigen, um eine vorgegebene Auftaumenge zu erreichen.A device according to the invention and a method according to the invention have a higher efficiency compared to hitherto known heaters, so that they result in an increased amount of deboning with the same energy input or require less energy in order to achieve a predetermined amount of chewing.

Tanks mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind mit einfachen Werkzeugen, z.B. in Sandwichbauweise, herstellbar. Dabei können insbesondere Standardbauteile, wie z.B. handelsübliche Glühstiftkerzen, verwendet werden, um die Kosten so gering wie möglich zu halten.Tanks with a heating device according to the invention are provided with simple tools, e.g. in sandwich construction, can be produced. In particular, standard components, such as e.g. Commercially available glow plugs, used to keep costs as low as possible.

Die Heizelemente einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung weisen keinen direkten Kontakt mit dem zu beheizenden Fluid auf, so dass eine Korrosion der Heizelemente durch das aufzutauende Fluid effektiv verhindert wird. Durch eine dezentrale Anordnung, in der die Heizelemente über das gesamte Tankvolumen verteilt sind, kann ein gleichmäßiges Erwärmen und Auftauen des im Tank gespeicherten Fluids erreicht werden.The heating elements of a heating device according to the invention have no direct contact with the fluid to be heated, so that corrosion of the heating elements is effectively prevented by the thawing fluid. By a decentralized arrangement, in which the heating elements are distributed over the entire tank volume, a uniform heating and thawing of the fluid stored in the tank can be achieved.

Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures.

Dabei zeigt:Showing:

1 eine Schnittansicht eines Bereichs eines Fluidtanks mit einem herkömmlichen Heizelement; 1 a sectional view of a portion of a fluid tank with a conventional heating element;

2 eine Schnittansicht eines Bereichs eines Fluidtanks, in dem Heiztaschen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet sind; 2 a sectional view of a portion of a fluid tank, are formed in the heating pockets according to a first embodiment of the invention;

3 eine seitliche Schnittansicht eines Fluidtanks, in dem ein Konvektionskreis gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist; 3 a side sectional view of a fluid tank in which a convection is formed according to a second embodiment of the invention;

4 eine Draufsicht auf den in 3 gezeigten Fluidtank; 4 a top view of the in 3 shown fluid tank;

5a eine Querschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Konvektionskreis; 5a a cross-sectional view through a convection according to the invention;

5b eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Konvektionskreis; 5b a longitudinal sectional view through a convection according to the invention;

6a eine seitliche Schnittansicht durch einen Fluidtank mit einem an seinem Boden angeordneten Konvektionskreis; 6a a side sectional view through a fluid tank with a arranged at its bottom convection;

6b eine Draufsicht auf den Boden des in 6a gezeigten Fluidtanks; und 6b a top view of the bottom of the in 6a shown fluid tanks; and

7 den Temperaturverlauf entlang des Bodens eines erfindungsgemäßen Fluidtanks, der mit mehreren erfindungsgemäßen Heizelementen ausgestattet ist. 7 the temperature profile along the bottom of a fluid tank according to the invention, which is equipped with a plurality of heating elements according to the invention.

Figurenbeschreibung:Brief Description:

1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch das Volumen 2 eines Fluidtanks, in dem oberhalb des Bodens 3 des Tankvolumens 2 ein herkömmliches Heizelement 5 angeordnet ist, wie es im Stand der Technik bekannt ist. 1 shows a schematic sectional view through the volume 2 a fluid tank, in which above the ground 3 the tank volume 2 a conventional heating element 5 is arranged, as is known in the art.

Ein derartiges herkömmliches Heizelement 5 erwärmt im Betrieb nur einen begrenzten Bereich 11 des fluiden Reduktionsmittels (Fluids) 7 in seiner unmittelbaren Umgebung, insbesondere oberhalb des Heizelements 5, während weite Bereiche des Tankvolumens 2, die insbesondere in horizontaler Richtung einen größeren Abstand zum Heizelement 5 aufweisen, nicht erwärmt und demzufolge auch nicht aufgetaut werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein gleichmäßigeres Beheizen des Fluids 7 im Tankvolumen 2 zu ermöglichen.Such a conventional heating element 5 heats only a limited area during operation 11 the fluid reducing agent (fluid) 7 in its immediate vicinity, in particular above the heating element 5 , while wide areas of the tank volume 2 , in particular in the horizontal direction a greater distance from the heating element 5 have, not heated and therefore not thawed. It is an object of the invention to provide a more uniform heating of the fluid 7 in the tank volume 2 to enable.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht durch das Tankvolumen 2 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fluidtanks, an dessen Boden 3 mehrere Heiztaschen 8 ausgebildet sind, die sich ausgehend vom Boden 3 des Tanks in das Tankvolumen 2 hinein erstrecken. 2 shows a schematic sectional view through the tank volume 2 a first embodiment of a fluid tank according to the invention, at the bottom thereof 3 several heating bags 8th are formed, starting from the ground 3 of the tank in the tank volume 2 extend into it.

Die Innenräume 4 der Heiztaschen 8 sind jeweils mit einem geeigneten Wärmeträgerfluid, insbesondere einer Wärmeträgerflüssigkeit, gefüllt. Das Wärmeträgerfluid weist einen besonders niedrigen Gefrierpunkt auf, so dass es auch bei sehr kalten Temperaturen, wie sie im Winterbetrieb auftreten können, nicht einfriert.The interiors 4 the heating bags 8th are each filled with a suitable heat transfer fluid, in particular a heat transfer fluid. The heat transfer fluid has a particularly low freezing point, so that it does not freeze even at very cold temperatures, as they can occur during winter operation.

Am Boden 3 des Tankvolumens 2 sind Heizelemente 20 angebracht, die jeweils eine Glühstiftkerze 6 aufweisen, die durch den Boden 3 des Tankvolumens 2 in den Innenraum 4 der Heiztaschen 8 eingeführt ist, um das Wärmeträgerfluid, das sich in den Innenräumen 4 der Heiztaschen 8 befindet, zu erwärmen.On the ground 3 the tank volume 2 are heating elements 20 attached, each a glow plug 6 show through the floor 3 the tank volume 2 in the interior 4 the heating bags 8th is introduced to the heat transfer fluid, which is located in the interiors 4 the heating bags 8th is to warm.

Durch eine gleichmäßige Verteilung der Heiztaschen 8 über den Boden 3 des Tankvolumens 2 kann erreicht werden, dass das Fluid 7 im Tankvolumen 2 über die gesamte Fläche des Bodens 3 erwärmt und aufgetaut wird, so dass ein sich über den gesamten Boden 3 des Tankvolumens 2 erstreckender Auftaubereich realisiert wird.Through an even distribution of the heating pockets 8th over the ground 3 the tank volume 2 can be achieved that the fluid 7 in the tank volume 2 over the entire surface of the soil 3 warmed and thawed, leaving one over the entire floor 3 the tank volume 2 extending Auftaubereich is realized.

Im Ergebnis wird bei gleicher Heizleistung ein größeres Volumen 10 des Fluids 7 aufgetaut, als in einem herkömmlichen Fluidtank, wie er in der 1 gezeigt ist, so dass auch bei extremen Winterbedingungen in kurzer Zeit die für eine effektive Stickstoffreduktion notwendige Menge an flüssigem Reduktionsmittel zur Verfügung gestellt werden kann.As a result, with the same heat output, a larger volume 10 of the fluid 7 Thawed than in a conventional fluid tank, as in the 1 is shown, so that even under extreme winter conditions in a short time necessary for an effective nitrogen reduction amount of liquid reducing agent can be provided.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidtanks, in dem innerhalb des Tankvolumens 2 ein Konvektionskreis 16 ausgebildet ist, in dem im Betrieb ein Wärmeträgerfluid zirkuliert. 3 shows a second embodiment of a fluid tank according to the invention, in which within the tank volume 2 a convection circle 16 is formed, in which circulates a heat transfer fluid during operation.

In der Nähe einer Fluidfördervorrichtung 12, die im Betrieb des Abgasreduktionssystems Fluid 7 aus dem Tankvolumen 2 in eine Fluidleitung 14 fördert, die mit einem, in der Figur nicht gezeigten, an einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, installierten Dosiermodul verbunden ist, ist ein erstes Heizelement 20 mit einer Glühstiftkerze 6 angeordnet, welches bewirkt, dass das Wärmeübertragungsfluid erwärmt wird und aufgrund von Konvektion durch den Konvektionskreis 16 strömt.Near a fluid conveyor 12 , which in the operation of the exhaust gas reduction system fluid 7 from the tank volume 2 in a fluid line 14 promotes, which is connected to a, not shown in the figure, at an exhaust line of an internal combustion engine, installed dosing, is a first heating element 20 with a glow plug 6 arranged, which causes the heat transfer fluid is heated and due to convection through the convection 16 flows.

Da das Heizelement 20 in der Nähe der Fluidfördervorrichtung 1 angeordnet ist, wird zunächst Fluid 7, das sich in unmittelbarer Umgebung der Fördervorrichtung 12 befindet, erwärmt und aufgetaut, so dass es der Fördervorrichtung 12 zugeführt werden kann, um das Abgasreduktionssystem schnell mit flüssigem Reduktionsmittel versorgen zu können.As the heating element 20 near the fluid delivery device 1 is arranged, first becomes fluid 7 located in the immediate vicinity of the conveyor 12 is located, heated and thawed, making it the conveyor 12 can be supplied in order to provide the exhaust reduction system quickly with liquid reducing agent can.

Im Verlauf des Konvektionskreises 16 können zusätzliche Heizelemente 20 vorgesehen sein, um die Heizleistung zu erhöhen und auch in größeren Abständen von der Fluidfördervorrichtung 12 ein gleichmäßiges Auftauen des Fluids 7 im Tankvolumen 2 zu ermöglichen.In the course of the convection circle 16 can use additional heating elements 20 be provided to increase the heating power and also at greater distances from the fluid delivery device 12 a uniform thawing of the fluid 7 in the tank volume 2 to enable.

Die 4 zeigt eine Draufsicht auf den in der 3 gezeigten Fluidtank mit dem Konvektionskreis 16. Aus der Kombination der 3 und 4 wird deutlich, dass sich der Konvektionskreis 16 sowohl vertikal als auch parallel zum Boden 3 des Fluidtanks erstreckt, so dass er einen möglichst großen Bereich des Tankvolumens 2 abdeckt und im Betrieb erwärmt und bei Bedarf auftaut.The 4 shows a plan view of the in the 3 shown fluid tank with the convection 16 , From the combination of 3 and 4 it becomes clear that the convection circuit 16 both vertically and parallel to the ground 3 of the fluid tank so that it covers the largest possible area of the tank volume 2 covers and heats during operation and thaws if necessary.

Zusätzliche Heizelemente 20 sind dabei vorzugsweise am Boden 3 des Tankvolumens 2 ausgebildet, wo sie einfach zugänglich sind. Zusätzliche Heizelemente 20 können aber auch in Bereichen vorgesehen sein, in denen der Konvektionskreis 16 in der Nähe einer der Seitenwände 9 des Tankvolumens 2 verläuft.Additional heating elements 20 are preferably on the ground 3 the tank volume 2 trained where they are easily accessible. Additional heating elements 20 but may also be provided in areas where the convection circuit 16 near one of the side walls 9 the tank volume 2 runs.

Die 5a und 5b zeigen einen Querschnitt (5a) bzw. einen Längsschnitt (5b) durch den Konvektionskreis 16 in der Nähe des Bodens 3 des in den 3 und 4 gezeigten Tankvolumens 2.The 5a and 5b show a cross section ( 5a ) or a longitudinal section ( 5b ) through the convection circuit 16 near the ground 3 in the 3 and 4 shown tank volume 2 ,

Es ist insbesondere zu erkennen, dass der Konvektionskreis 16 im Querschnitt (5a) ähnlich wie die in der 2 gezeigten Heiztaschen 8 ausgebildet ist.It can be seen in particular that the convection circuit 16 in cross section ( 5a ) similar to those in the 2 shown heating bags 8th is trained.

Eine Glühstiftkerze 6 ist durch eine im Boden 3 des Fluidtanks ausgebildete Öffnung geführt, um das Wärmeträgerfluid, das im Betrieb durch das Innere 4 des Konvektionskreises 16 strömt, zu erwärmen.A glow plug 6 is through one in the ground 3 the fluid tank formed opening to the heat transfer fluid, which in operation through the interior 4 the convection circle 16 flows, to warm.

Die Verbindung zwischen der Glühstiftkerze 6 und dem Boden 3 des Tankvolumens 2 ist fluiddicht abgedichtet, um zu vermeiden, dass Wärmeträgerfluid aus dem Inneren 4 des Konvektionskreises 16 austritt.The connection between the glow plug 6 and the floor 3 the tank volume 2 is sealed fluid-tight, to avoid heat transfer fluid from the interior 4 the convection circle 16 exit.

Die 6a und 6b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidtanks, bei dem der Konvektionskreis 16 in Form einer Heizschlange 16 am Boden 3 des Tankvolumens 2 angeordnet ist, in einer seitlichen Schnittansicht (6a) und einer Draufsicht (6b). Mehrere Heizelemente 16 sind im Verlauf einer meanderförmig verlegten Heizschlange 16 angeordnet, um ein durch die Heizschlange 16 strömendes Wärmeträgerfluid und damit auch das Fluid 7 im Tankvolumen 2 möglichst über die gesamte Fläche des Bodens 3 gleichmäßig zu erwärmen.The 6a and 6b show a further embodiment of a fluid tank according to the invention, in which the convection circuit 16 in the form of a heating coil 16 on the ground 3 the tank volume 2 is arranged, in a lateral sectional view ( 6a ) and a plan view ( 6b ). Several heating elements 16 are in the course of a meandering heating coil 16 arranged one by the heating coil 16 flowing heat transfer fluid and thus the fluid 7 in the tank volume 2 possibly over the entire surface of the soil 3 to heat evenly.

7 zeigt in einem Diagramm auf der y-Achse schematisch den Temperaturverlauf über die auf der x-Achse aufgetragene Breite des Bodens 3 des Tankvolumens 2 entlang der in der 6b gezeigten Linie A-A. 7 shows in a diagram on the y-axis schematically the temperature profile over the width of the soil applied on the x-axis 3 the tank volume 2 along in the 6b shown line AA.

Aus dem in der 7 gezeigten Diagramm ist erkennbar, dass die Temperatur an den Positionen x1, x2, x3, x4 und x5, an denen jeweils eines der Heizelemente 20 angeordnet ist, maximal ist (T = Tmax) und im weiteren Verlauf in der Flussrichtung des Konvektionskreises 16 durch die Übertragung von Wärme von dem Wärmeträgerfluid an das Fluid 7 im Tankvolumen 2 abfällt, bevor die Temperatur an der Position eines in Strömungsrichtung folgenden Heizelements 20 wieder auf den Wert Tmax ansteigt. Dabei wird über die gesamte Breite des Bodens 3 des Fluidvolumens 2 eine minimale Temperatur Tmin nicht unterschritten. Der Konvektionskreis 16 ist typischerweise so eingerichtet, dass die minimale Temperatur Tmin deutlich über den Gefrierpunkt des im Fluidvolumen 2 gespeicherten Fluids 7 liegt, so dass das Fluid 7 über die gesamte Breite des Fluidvolumens 2 gleichmäßig und zuverlässig aufgetaut wird.From the in the 7 shown diagram shows that the temperature at the positions x1, x2, x3, x4 and x5, to which each one of the heating elements 20 is arranged, is maximum (T = T max ) and in the further course in the flow direction of the convection circle 16 by the transfer of heat from the heat transfer fluid to the fluid 7 in the tank volume 2 drops before the temperature at the position of a downstream heating element 20 rises again to the value T max . This is over the entire width of the floor 3 the fluid volume 2 a minimum temperature T min not fallen below. The convection circle 16 is typically set up so that the minimum temperature T min is well above the freezing point of the fluid volume 2 stored fluid 7 lies, leaving the fluid 7 over the entire width of the fluid volume 2 is thawed evenly and reliably.

Die Temperaturdifferenz Δ = Tmax – Tmin kann durch Anordnen zusätzlicher Heizelemente 20 zwischen den in den 6a und 6b gezeigten Heizelementen 20 weiter minimiert werden. Hier ist im Einzelfall ein angemessener Kompromiss zwischen dem mit zusätzlichen Heizelementen 20 verbundenen Aufwand und einer möglichst homogenen Temperaturverteilung im Fluidvolumen 2 anzustreben.The temperature difference Δ = T max -T min can be achieved by arranging additional heating elements 20 between the in the 6a and 6b shown heating elements 20 be further minimized. Here is a reasonable compromise between the one with additional heating elements in each case 20 associated effort and the most homogeneous temperature distribution in the fluid volume 2 desirable.

Claims (11)

Vorrichtung zum Beheizen eines Fluids (7), insbesondere eines Reduktionsmittels zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Heizelement (20), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Heizelement (20) von einem Wärmeträgerfluid umgeben ist, das dazu ausgebildet ist, Wärme von dem wenigstens einen Heizelement (20) aufzunehmen und an das zu beheizende Fluid (7) zu übertragen.Device for heating a fluid ( 7 ), in particular a reducing agent for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle, having at least one heating element ( 20 ), characterized in that the at least one heating element ( 20 ) is surrounded by a heat transfer fluid, which is adapted to heat from the at least one heating element ( 20 ) and to the fluid to be heated ( 7 ) transferred to. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Heizelement (20) kerzenförmig, insbesondere mit einer Glühstiftkerze (6), ausgebildet ist.Device according to claim 1, wherein the at least one heating element ( 20 ) candle-shaped, in particular with a glow plug ( 6 ), is trained. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeträgerfluid einen Gefrierpunkt von weniger als –15 °C, insbesondere von weniger als –30 °C aufweist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heat transfer fluid has a freezing point of less than -15 ° C, in particular of less than -30 ° C. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zu beheizende Fluid (7) in einem Tank gespeichert ist und wobei wenigstens eine mit dem Wärmeträgerfluid gefüllte Heiztasche (8) in wenigstens einer Begrenzung (3, 9) des Tanks, insbesondere im oder am Boden (3) des Tanks ausgebildet ist. Device according to one of the preceding claims, wherein the fluid to be heated ( 7 ) is stored in a tank and wherein at least one heating medium filled with the heat transfer fluid ( 8th ) in at least one boundary ( 3 . 9 ) of the tank, in particular in or on the ground ( 3 ) of the tank is formed. Vorrichtung nach Anspruch 4, die mehrere Heizelemente (20) aufweist.Device according to claim 4, comprising a plurality of heating elements ( 20 ) having. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zu beheizende Fluid (7) in einem Tank gespeichert ist und wobei in dem Tank ein mit dem Wärmeträgerfluid gefüllter Konvektionskreis (16) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the fluid to be heated ( 7 ) is stored in a tank and wherein in the tank filled with the heat transfer fluid convection ( 16 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Konvektionskreis (16) im Wesentlichen parallel zum Boden (3) des Tanks ausgebildet ist.Apparatus according to claim 6, wherein the convection circuit ( 16 ) substantially parallel to the ground ( 3 ) of the tank is formed. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Konvektionskreis (16) im Wesentlichen senkrecht zum Boden (3) des Tanks ausgebildet ist.Apparatus according to claim 6, wherein the convection circuit ( 16 ) substantially perpendicular to the ground ( 3 ) of the tank is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Konvektionskreis (16) eine flexible Heizschlange aufweist. Device according to one of claims 6 to 8, wherein the convection circuit ( 16 ) has a flexible heating coil. Verfahren zum Beheizen eines Fluids (7), insbesondere eines Reduktionsmittels (7) zum Reduzieren der Abgase eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Heizelement (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst, ein das Heizelement (20) umgebendes Wärmeträgerfluid zu erwärmen.Method for heating a fluid ( 7 ), in particular a reducing agent ( 7 ) for reducing the exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle, with at least one heating element ( 20 ), characterized in that the method comprises, a heating element ( 20 ) to heat surrounding heat transfer fluid. Fluidtank mit einer Vorrichtung zum Beheizen des Fluids nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Fluid tank with a device for heating the fluid according to one of claims 1 to 9.
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