-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen einer Heizleistung in einem Kühlsystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der Heizleistung eines Kühlsystems für ein Fahrzeug.
-
Kühlsysteme leisten einen wichtigen Beitrag zur Funktionsfähigkeit der zu kühlenden Vorrichtungen, wie zum Beispiel eines Motors in einem Fahrzeug, etwa einem PKW. Daher wird ein Kühlsystem sinnvollerweise in regelmäßigen Abständen bezüglich seiner Heizleistung untersucht und überprüft. Das Kühlsystem kann dabei aus einer Kühlvorrichtung (Kühler) und einem Kühlkanal bestehen, wobei die Kühlvorrichtung und der Kühlkanal ausgelegt sind, ein Kühlfluid (zum Beispiel Wasser mit oder ohne spezielle Zusätze) zu transportieren.
-
Um das Kühlsystem eines Fahrzeugs bezüglich seiner Heizleistung zu untersuchen, kann das Kühlsystem zum Beispiel an eine externe Kühlwasserkonditionierung angeschlossen werden, welche die Betriebsbedingungen im Fahrzeug abbildet. Um die fluidseitige (oder spezieller: wasserseitigen) Wärmebilanz zu erstellen wird vor und nach dem Kühler die Temperatur gemessen. Mit der spezifischen Wärmekapazität des Kühlfluids und dem Durchsatz des Kühlfluids wird daraufhin die Wärmeleistung bestimmt, also die Menge an Wärme, die von dem Kühlsystem aufgenommen und abtransportiert wird. Bei der Bestimmung der Wärmeleistung wird die Temperatur, die Geschwindigkeit und die Richtung des Kühlfluids als über den Querschnitt des Kühlkanals konstant angenommen.
-
Die deutsche Anmeldung
DE 10 2013 219 789 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Flussgeschwindigkeit in einem Kühler für einen Umrichter. Die Vorrichtung umfasst Temperatursensoren an den Kühlkanalwänden. Die Flussgeschwindigkeit wird durch Kenntnis anderer Parameter, wie zum Beispiel Temperatur, Kühlkanalquerschnitt und Wärmeleistung bestimmt.
-
In der Druckschrift
DE 11 2011 105 018 T5 wird ein Kühlsystem für ein Fahrzeug und die Bestimmung der Strömungsrate des Kühlfluids beschrieben. Dabei wird ein Thermalimpuls generiert und durch eine Vielzahl von Temperatursensoren gemessen, woraus die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids bestimmt wird.
-
Die europäische Anmeldung
EP 2 317 290 A2 betrifft die Temperaturprofilerfassung eines Fluids in einer Warmwasserversorgung über eine Speicherhöhe ohne örtliche Verstellung der Temperatursensoren.
-
Aus Druckschrift
CH 705466 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben und/oder Überwachen einer HLK-Anlage, bei der ein in einem Primärkreislauf zirkulierendes Medium mindestens einen Energieverbraucher durchströmt, wobei das Medium in den Energieverbraucher mit einem Volumenstrom und mit einer Vorlauftemperatur eintritt und diesen mit einer Rücklauftemperatur verlässt wobei ein Übertragen von Wärme oder Kühlenergie an den Energieverbraucher in einem Energiestrom erfolgt. Es erfolgt eine empirische Bestimmung der Abhängigkeit des Energiestroms und/oder der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur vom Volumenstrom für die Energieverbraucher in einem ersten Schritt und in einem zweiten Schritt Betreiben und/oder Überwachen der HLK-Anlage gemäß der ermittelten Abhängigkeit(en).
-
Druckschrift
US 2010/0111133 A1 offenbart Verfahren und Vorrichtungen zum Messen des Wärmeflusses in einem Material. Das Verfahren beinhaltet das Aussenden eines akustischen Signals in das Material und das Bestimmen einer ersten Ausbreitungszeit, die mit der Ausbreitung des akustischen Signals durch das Material zusammenhängt. Ein erster Wärmeflusswert, der einen ersten Wärmefluss des Materials anzeigt, wird dann basierend auf der ersten Ausbreitungszeit bestimmt.
-
In Druckschrift
WO 2013/079264 A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Wärmemenge offenbart, wobei unter Verwendung einer Ultraschall-Durchflussmessvorrichtung, die nach dem Prinzip der Laufzeitdifferenz arbeitet, der Fluss eines Fluids, dessen chemische Zusammensetzung bekannt ist, durch das Lumen des Rohrs bestimmt wird, und wobei die Temperatur des Fluids vor und nach einem Wärmetauscher bestimmt wird, wobei für die erste Bestimmung der Temperatur des Fluids die Schallgeschwindigkeit des Fluids durch das Ultraschall-Durchflussmessgerät bestimmt wird und eine Temperatur außerhalb des Lumens des Rohrs bestimmt wird.
-
Druckschrift
WO 2012/065276 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen des Wärmestroms, der von einem Wärmetransportfluid ausgeht, das durch einen ersten Strömungsraum aus einer ersten Position, wo es eine erste Temperatur hat, zu einer zweiten Position strömt, wo es aufgrund des Wärmestroms eine zweite Temperatur hat, die niedriger als die erste Temperatur ist, wodurch die Dichte und spezifische Wärme des Wärmetransportfluids durch Messen der Schallgeschwindigkeit in dem Fluid bestimmt wird, und die Dichte und spezifische Wärme des Wärmetransportfluids verwendet werden, um den Wärmefluss zu bestimmen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit der Temperaturmessung in einem Kühlsystem, insbesondere bei der Überprüfung der Heizleistung des Kühlsystems, zu verbessern. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auch die Genauigkeit der berechneten Gesamtwärme aus den vorhandenen Parametern zu erhöhen.
-
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren gemäß Patentanspruch 6 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der beiliegenden Beschreibung.
-
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Messen einer Heizleistung in einem Kühlsystem beschrieben. Das Kühlsystem umfasst typischerweise eine Kühlvorrichtung und einen Kühlkanal, der eine Kühlkanalwand und einen Kühlkanalquerschnitt aufweist. Dabei ist der Kühlkanal eingerichtet, ein Kühlfluid aufzunehmen (und gegebenenfalls zu transportieren). Typischerweise umfasst die Vorrichtung zum Messen einen Temperatursensor und einen Strömungsgeschwindigkeitssensor, die angeordnet und/oder eingerichtet sind, die Temperatur bzw. die Geschwindigkeit des Kühlfluids in dem Kühlkanal über mindestens einen Teil des Kühlkanalquerschnitts zu messen.
-
Insbesondere kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Temperatur bzw. die Geschwindigkeit des Kühlfluids entlang einer Linie, insbesondere eines Radius, oder einer Kurve innerhalb einer Querschnittsfläche des Kühlkanals gemessen werden. Mit anderen Worten basiert die Messung der Heizleistung in dem erfindungsgemäßen Kühlsystem auf Messwerten, die an verschiedenen Punkten der Querschnittsfläche des Kühlkanals ermittelt worden sind. Unter der zu messenden Heizleistung in einem Kühlsystem kann die Heizleistung des zu kühlenden Systems verstanden werden, beispielsweise des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs.
-
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Messung der Temperatur verbessert, und eine höhere Genauigkeit in der Bestimmung Wärmebilanz erzielt. Typischerweise wird die Wärmebilanz aus den gemessenen Parametern ermittelt. Die Messungen der beiden Parameter Temperatur und Geschwindigkeit des Kühlfluids über mindestens einen Teil des Querschnitts des Kühlkanals liefern ortsabhängige Parameter, die zu einer genaueren Bestimmung der Wärmebilanz führen im Vergleich zu einer Wärmebilanz, die auf einer Interpolation der Parameter ausgehend von einem einzelnen Messwert basiert. Um die beiden physikalischen Größen Temperatur und Geschwindigkeit im Kühlfluid zu messen, eignet sich der Einsatz eines Temperatursensors und eines Geschwindigkeitssensors (im Folgenden auch als Strömungsgeschwindigkeitssensor bezeichnet). Durch das gemessene Temperatur- und Geschwindigkeitsprofil ist eine Gewichtung über den Kühlkanalquerschnitt möglich, was dazu führt, dass die Genauigkeit der Bestimmung der mittleren Temperatur erhöht wird und damit die Genauigkeit der berechneten Gesamtwärme.
-
In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zum Messen je zwei Temperatursensoren und Geschwindigkeitssensoren für das Kühlfluid umfassen. Typischerweise sind je ein Temperatur- und ein Geschwindigkeitssensor vor und nach der Kühlvorrichtung angeordnet. Dadurch kann die Messung der Temperatur sowohl vor als auch nach der Kühlvorrichtung verbessert werden und damit eine höhere Genauigkeit in der Wärmebilanz erhalten werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform sind der Temperatursensor und der Strömungsgeschwindigkeitssensor beweglich, insbesondere sind der Temperatursensor und der Geschwindigkeitssensor im Wesentlichen senkrecht zur Kühlkanalwand beweglich. Durch die Beweglichkeit der Sensoren können diese durch den Kühlkanal gefahren werden und dabei den Querschnitt des Kühlkanals passierend die entsprechenden Parameter an verschiedenen Orten innerhalb des Kühlkanals messen. Damit stören die Sensoren den Fluidstrom nicht dauerhaft und die Messung kann bei Bedarf mit großer Zuverlässigkeit durchgeführt werden. Wenn die Sensoren im Wesentlichen senkrecht zur Kühlkanalwand durch den Kühlkanal bewegt werden, wird eine gute Aussagekraft über den Temperatur- und Geschwindigkeitsverlauf über den Kühlkanalquerschnitt erzielt.
-
Typischerweise ist die Vorrichtung zum Messen geeignet, die Heizleistung eines Kühlsystems in einem Fahrzeug, insbesondere einem PKW zu messen. Dementsprechend können die Sensoren gewählt werden. Insbesondere können die Sensoren für den entsprechenden Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich in einer Kühlvorrichtung für einen Fahrzeug angepasst sein. Außerdem können die Sensoren entsprechend der Kühlkanalgröße ausgelegt oder optimiert sein. Dies ermöglicht eine effiziente und ökonomisch sinnvolle Messung der gewünschten Parameter.
-
Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen ist die Vorrichtung zum Messen Teil eines externen Systems, das zum Überprüfen der Heizleistung an das Kühlsystem eines Fahrzeugs, angeschlossen wird. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen Teil einer externen Kühlwasserkonditionierung. Dies kann zum Beispiel den Aufwand für das Kühlsystem in dem Fahrzeug reduzieren, da die Sensoren, die eine Messung der entsprechenden Parameter über den Querschnitt erlauben, nur bei Bedarf an das Kühlsystem angeschlossen werden.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Temperatursensor ein Widerstandsthermometer und/oder der Strömungsgeschwindigkeitssensor ist eine Heißfilmsonde. Dies ermöglicht eine kostengünstige und gleichzeitig zuverlässige Messung der Parameter Temperatur und Geschwindigkeit des Kühlfluids.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Messen einer Heizleistung in einem Kühlsystem beschrieben. Das Kühlsystem umfasst typischerweise eine Kühlvorrichtung (oder Kühler) und einen Kühlkanal, der eine Kühlkanalwand, einen Kühlkanalquerschnitt und ein Kühlfluid aufweist. Das Verfahren umfasst das Messen des Temperaturprofils mittels Temperatursensor und des Geschwindigkeitsprofils mittels Strömungsgeschwindigkeitssensor, wobei beide Profile über mindestens einen Teil des Kühlkanalquerschnitts gemessen werden. Auch durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Genauigkeit der Messung der mittleren Temperatur erhöht und damit auch die Genauigkeit der berechneten Gesamtwärme.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Messen über den Kühlkanalquerschnitt das Bewegen des Temperatursensors und des Strömungsgeschwindigkeitssensors durch den Kühlkanal. Insbesondere umfasst das Verfahren das Bewegen des Temperatursensors und des Strömungsgeschwindigkeitssensors im Wesentlichen senkrecht zur Kühlkanalwand. Damit können die Sensoren die entsprechenden Messwerte sammeln, während die Sensoren durch den Kühlkanalquerschnitt gefahren werden. Die Sensoren haben daher nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluss auf den Fluidstrom und die Messung kann mit großer Zuverlässigkeit durchgeführt werden. Wenn die Sensoren im Wesentlichen senkrecht zur Kühlkanalwand durch den Kühlkanal bewegt werden, wird eine zuverlässige Messung und eine gute Aussagekraft über das Temperatur-und Geschwindigkeitsprofil ermöglicht. Einer oder beide Sensorgen können jedoch auch unter einem Winkel zur Kühlkanalwand verfahren werden, insbesondere bei laminarer Strömung des Kühlfluids, bei welcher die Temperatur und Strömungsveränderung außerhalb des Kühlbereichs (Bereich, in dem das Kühlsystem die Wärme eines zu kühlenden Systems aufnimmt) senkrecht zur Flussrichtung des Fluids größer ist als entlang der Flussrichtung des Fluids.
-
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kühlkanal vor dem Messen des Temperaturprofils und des Geschwindigkeitsprofils mit einem externen System, insbesondere mit einer externen Kühlwasserkonditionierung, verbunden. Dabei kann eine genaue Überprüfung der Heizleistung des Kühlsystems stattfinden.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Messen des Temperaturprofils das Messen des Temperaturprofils durch ein Widerstandsthermometer und das Messen des Geschwindigkeitsprofils das Messen durch eine Heißfilmsonde. Damit kann die Messung kostengünstig und effizient durchgeführt werden.
-
Typischerweise findet das Messen des Temperaturprofils und des Geschwindigkeitsprofils sowohl vor der Kühlvorrichtung als auch nach der Kühlvorrichtung statt. Die Stellenangaben orientieren sich dabei an der Fließrichtung des Kühlfluids. Dies ermöglicht eine genaue Messung der Parameter und eine daraus folgende zuverlässige Bestimmung der Heizleistung des Kühlsystems.
-
In einem Aspekt wird ein Fahrzeug, beispielsweise ein PKW, mit einer Vorrichtung zum Messen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen beschrieben.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Zeichnung eines Kühlsystems mit einer Messvorrichtung gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
- 2 zeigt eine detailliertere Ansicht einer Messvorrichtung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen.
-
1 zeigt ein Kühlsystem 10, das insbesondere ein Kühlsystem eines Fahrzeugs (etwa eines PKW) sein kann. Das Kühlsystem 10 umfasst eine Kühlvorrichtung 14, die zum Beispiel dem Kühler des Fahrzeugs entsprechen kann und zur Aufnahme von Wärme von einem zu kühlenden System dient, beispielsweise einem Verbrennungsmotor. Das Kühlsystem 10 umfasst außerdem einen Kühlkanal 11, der eine Kühlkanalwand 12 und einen Kühlkanalquerschnitt 13 aufweist. Der Kühlkanal 11 ist typischerweise ausgelegt und geeignet, ein Kühlfluid aufzunehmen und zu transportieren. Beispielsweise ist das Material der Kühlkanalwände 12 und der Kühlkanalquerschnitt 13 derart gewählt, dass das Kühlfluid in dem Kühlkanal zur Kühlvorrichtung 14 und von der Kühlvorrichtung 14 weg fließen kann. Die Fließrichtung des Kühlfluids in dem Kühlkanal 11 ist in der 1 durch den Pfeil 15 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform kann das Kühlfluid ein Kühlwasser sein, insbesondere zum Beispiel Wasser, das (abhängig vom Kühlsystem) mit Zusätzen versehen sein kann.
-
An dem in 1 gezeigten Kühlsystem 10 ist eine Anordnung zum Messen der Heizleistung des Kühlsystems 10 angebracht. Die Anordnung zum Messen der Heizleistung umfasst zwei Messvorrichtungen 21 und 22, wobei die Messvorrichtung 21 vor der Kühlvorrichtung 14 und die Messvorrichtung 22 nach der Kühlvorrichtung 14 angeordnet ist. Die hierin verwendeten Richtungsangaben beziehen sich auf die Fließrichtung des Kühlfluids in dem Kühlkanal 11.
-
Die Messvorrichtungen 21 und 22 können, wie in dem Beispiel der 1 gezeigt, mit einer oder mehreren Antriebseinheiten 30 verbunden sein. Dadurch können, wie in einigen hierin geschriebenen Ausführungsformen gezeigt und wie unten näher erläutert, Sensoren der Messvorrichtungen durch den Kühlkanalquerschnitt bewegt werden. In einigen Ausführungsformen können die Messvorrichtungen 21 und 22 synchron bewegt werden. Alternativ können die Messvorrichtungen 21 und 22 getrennt und/oder unabhängig voneinander bewegt werden.
-
Die Messvorrichtungen 21 und 22 können mit weiteren Elementen verbunden sein, die der Einfachheit halber nicht in der 1 gezeigt sind. Zum Beispiel können die Messvorrichtungen 21 und 22 mit Datenverarbeitungselementen, Steuerelementen, Kontrollelementen oder Ähnlichem verbunden sein. In einem Beispiel können die Messvorrichtungen 21 und 22 auch mit jeweils einer Stellschraube verbunden sein.
-
Auch das Kühlsystem, das in der 1 nur vereinfacht und ausschnittsweise gezeigt ist, kann weitere, in der 1 nicht gezeigte Elemente aufweisen, wie zum Beispiel Pumpen, Zuflüsse, Kühlwasserspeicher und dergleichen.
-
Gemäß einer Ausführungsform können die Messvorrichtungen 21 und 22 Teil eines externen Systems sein, das zum Überprüfen der Heizleistung an das Kühlsystem eines Fahrzeugs angeschlossen wird. Zum Beispiel können die Messvorrichtungen 21 und 22 Teil einer externen Kühlwasserkonditionierung sein. Typischerweise kann die externe Kühlwasserkonditionierung die Betriebsbedingungen im Fahrzeug abbilden.
-
Der Begriff „externes System“, wie er hierin verwendet wird, kann typischerweise bedeuten, dass das externe System nicht dauerhaft Teil des Kühlsystems (zum Beispiel eines PKW) ist. Insbesondere ist das externe System kein Teil des Kühlsystems während des normalen Betriebes. Vielmehr wird das externe System temporär zur Überprüfung von bestimmten Funktionen angeschlossen.
-
In anderen Ausführungsformen können die Messvorrichtungen dauerhaft im Kühlsystem vorhanden sein. Zum Beispiel können die Messvorrichtungen dann jederzeit bei Bedarf zur Überprüfung der Heizleistung des Kühlsystems aktiviert/eingeschaltet und genutzt werden.
-
2 zeigt eine detailliertere Ansicht einer Messvorrichtung 21 oder 22 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die in der 2 gezeigte Messvorrichtung umfasst einen Geschwindigkeitssensor 23 (auch als Strömungsgeschwindigkeitssensor bezeichnet) zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluides in dem Kühlkanal 11 und einen Temperatursensor 24 zum Messen der Temperatur des Kühlfluides. In einigen Ausführungsformen kann der Geschwindigkeitssensor 23 auch als Flussratensensor oder Durchflusssensor ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Geschwindigkeitssensor 23 eine Heißfilmsonde sein. Der Temperatursensor 24 kann typischerweise ein Widerstandsthermometer sein.
-
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen sind der Geschwindigkeitssensor 23 und der Temperatursensor 24 ausgelegt und geeignet, die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Temperatur des Kühlfluides über den Kühlkanalquerschnitt 13 zu messen. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird dies dadurch erreicht, dass die Sensoren 23 und 24 gemäß der Pfeile 25 und 26 durch den Kühlkanal 11 bewegt werden. Wie in Bezug auf 1 beschrieben, kann die erfindungsgemäße Messvorrichtung dafür eine Antriebseinheit 30 aufweisen. Gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen können der Temperatursensor und der Geschwindigkeitssensor einer Messvorrichtung ebenfalls synchron oder getrennt (und/oder unabhängig) voneinander bewegt werden. Dies kann zum Beispiel abhängig von dem Kühlsystem, der Art der zu überprüfenden Betriebsbedingungen, den Messkonditionen und dergleichen sein. In einer Ausführungsform werden die Sensoren 23 und 24 im Wesentlichen senkrecht zur Kanalwand 12 durch den Kühlkanal 11 bewegt.
-
Der Begriff „im Wesentlichen“, wie er hierin verwendet wird, kann eine Abweichung der damit bezeichneten Eigenschaft umfassen. Zum Beispiel kann der Begriff „im Wesentlichen senkrecht“ eine Abweichung von bis zu 15° von der strikt senkrechten Richtung umfassen.
-
Alternativ zu der Bewegung der Sensoren durch den Kühlkanalquerschnitt können die Bauarten des Geschwindigkeitssensors und des Temperatursensors ausgestaltet sein, um eine Messung über den Kühlkanalquerschnitt zu ermöglichen. Zum Beispiel können der Geschwindigkeitssensor und der Temperatursensor in Form eines sich über den Kühlkanalquerschnitt erstreckenden Gitters oder Ähnliches bereitgestellt werden.
-
Eine Messung „über mindestens einen Teil des Kühlkanalquerschnitts“ kann verstanden werden als eine Messung eines Parameters an mehreren unterschiedlichen Stellen des Kühlkanalquerschnitts. Zum Beispiel kann der jeweilige Parameter an unterschiedlichen Stellen des Querschnitts gemessen werden, die in einem regelmäßigen Abstand zueinander stehen. In einer Ausführungsform kann die Messung „über mindestens einen Teil des Kühlkanalquerschnitts“ fünf, zehn, oder mehr als zehn Messpunkte entlang einer zur Kühlkanalwand im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Linie umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann das Messen kontinuierlich erfolgen. Wenn die Messung mittels sich durch den Kühlkanal bewegender Sensoren erfolgt, kann die Bewegung der Sensoren ebenso kontinuierlich erfolgen, oder in separaten Abschnitten (entsprechend den Messpunkten), wobei nach jedem Abschnitt eine Messung erfolgt. Wenn die Messung über den Kühlkanalquerschnitt mittels sich über den Querschnitt erstreckende Sensoren erfolgt, können ebenfalls einzelne Messpunkte (zum Beispiel bedingt durch die Gitterstruktur eines Sensors) die Messung über den Kühlkanalquerschnitt liefern.
-
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen kann die Messung der Parameter Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit über den Kühlkanalquerschnitt ein Temperaturprofil und ein Strömungsgeschwindigkeitsprofil liefern. In der 2 sind beispielhaft ein Strömungsgeschwindigkeitsprofil v(z) 40 und ein Temperaturprofil T(z) 41 gezeigt, wobei z die Höhe im Kühlkanalquerschnitt 13 bezeichnet und in der 2 durch den Pfeil 16 gezeigt ist.
-
Mit den gemessenen Profilen 40 und 41 kann, wie oben beschrieben, die Genauigkeit der Messung der mittleren Temperatur und die Genauigkeit der berechneten Gesamtwärme erhöht werden.
-
Insbesondere kann die Messvorrichtung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen das Messen der Strömungsgeschwindigkeitsprofile und Temperaturprofile vor und nach der Kühlvorrichtung 14 erlauben, wie es durch die Messvorrichtungen 21 und 22 in der 1 gezeigt ist. Damit kann die Heizleistung der Kühlvorrichtung 14 detailliert überprüft werden.
-
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren beschrieben, mit dem ein Temperprofil 41 und ein Strömungsgeschwindigkeitsprofil 40 in dem Kühlkanal erstellt wird. In einer Ausführungsform, in der die Sensoren 23 und 24 Teil eines externen Systems sind, kann der Kühlkanal vor dem Messen mit dem externen System zum Zweck der Messung verbunden werden. Das externe System kann, wie oben erläutert, zum Beispiel eine externe Kühlwasserkonditionierung sein.
-
Dabei kann der Kühlkanal 11 typischerweise dafür angepasst sein, eine Verbindung zu einem externen System zu ermöglichen, zum Beispiel durch entsprechend gestaltete Zugänge in der Kühlkanalwand oder dergleichen. In einer Ausführungsform können der Temperatursensor und der Geschwindigkeitssensor bereits im oder am Kühlkanal 11 montiert sein. Zum Beispiel können die Sensoren in einem solchen Fall während des normalen Betriebes des Kühlsystems Messungen an einer Stelle des Kühlkanalquerschnitts durchführen. Soll die Messung über den Kühlkanalquerschnitt erfolgen, können die Sensoren dann an das externe System angeschlossen werden. In einer anderen Ausführungsform können die Sensoren auch während des normalen Betriebes des Kühlsystems (d.h. ohne externes System) die Messungen über den Querschnitt durchführen.
