DE102019107100A1 - Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle - Google Patents

Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102019107100A1
DE102019107100A1 DE102019107100.3A DE102019107100A DE102019107100A1 DE 102019107100 A1 DE102019107100 A1 DE 102019107100A1 DE 102019107100 A DE102019107100 A DE 102019107100A DE 102019107100 A1 DE102019107100 A1 DE 102019107100A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
additional cooling
heat transfer
channel
additional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019107100.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Warbeck
Björn Pehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102019107100.3A priority Critical patent/DE102019107100A1/en
Publication of DE102019107100A1 publication Critical patent/DE102019107100A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
    • F01P9/02—Cooling by evaporation, e.g. by spraying water on to cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Kühlvorrichtung (10) für die Kühlung eines heißen Wärmeträger-Fluids (WF) in einem Fahrzeug, aufweisend einen Wärmeträgerkanal (20) für die Führung eines Stroms des heißen Wärmeträger-Fluids (WF) und einen Kühlkanal (30) für die Führung eines Stroms eines Kühlfluids (KF), wobei der Wärmeträgerkanal (20) und der Kühlkanal (30) über einen Kühlabschnitt (22) wärmeübertragend miteinander gekoppelt sind, weiter aufweisend einen Zusatzkühlkanal (40) zur Führung eines Stroms von Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) mit einem Öffnungsabschnitt (42) mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen (44) für den Auslass der Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) in Tropfenform auf einen Zusatzkühlabschnitt (24) des Wärmeträgerkanals (20) zur Aufnahme von Wärme durch Verdampfung der Zusatzkühlflüssigkeit (ZF).Cooling device (10) for cooling a hot heat transfer fluid (WF) in a vehicle, having a heat transfer channel (20) for guiding a stream of the hot heat transfer fluid (WF) and a cooling channel (30) for guiding a stream of a Cooling fluids (KF), the heat transfer channel (20) and the cooling channel (30) being coupled to one another in a heat-transferring manner via a cooling section (22), further comprising an additional cooling channel (40) for guiding a flow of additional cooling liquid (ZF) with an opening section (42) with a plurality of outlet openings (44) for the outlet of the additional cooling liquid (ZF) in the form of drops onto an additional cooling section (24) of the heat transfer channel (20) for absorbing heat through evaporation of the additional cooling liquid (ZF).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die Kühlung eines heißen Wärmeträger-Fluids in einem Fahrzeug sowie ein Verfahren für die Zusatzkühlung eines Wärmeträger-Fluids mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.The present invention relates to a cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle and a method for the additional cooling of a heat transfer fluid with a cooling device according to the invention.

Es ist bekannt, dass bei Fahrzeugen Wärmeträger-Fluide gekühlt werden müssen. Bei einem solchen Wärmeträger-Fluid kann es sich zum Beispiel um das Motoröl des Fahrzeugs handeln. Auch andere fließfähige Medien, insbesondere flüssige Medien, können im Fahrzeug Wärme aufnehmen und als Wärmeträger-Fluid zur Verfügung stehen. Um das Fahrzeug oder Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere Antriebskomponenten des Fahrzeugs wie den Verbrennungsmotor, zu kühlen, sind bekannte Wärmeträger-Fluide mit Kühlvorrichtungen gekoppelt, um die Wärme aus dem Fahrzeug abzuführen.It is known that heat transfer fluids have to be cooled in vehicles. Such a heat transfer fluid can be, for example, the engine oil of the vehicle. Other flowable media, in particular liquid media, can also absorb heat in the vehicle and be available as a heat transfer fluid. In order to cool the vehicle or components of the vehicle, in particular drive components of the vehicle such as the internal combustion engine, known heat transfer fluids are coupled with cooling devices in order to dissipate the heat from the vehicle.

Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Kühlvorrichtungen auf einen definierten Effizienzpunkt ausgelegt sind. Das bedeutet, dass entsprechendes Kühlfluid eine maximale Menge an Wärme aus dem Wärmeträger-Fluid in einer definierten Zeitspanne aufnehmen und aus dem Fahrzeug abführen kann. Je größer diese Wärmemenge pro Zeiteinheit sein soll, umso größer und damit auch teurer muss die Kühlvorrichtung ausgelegt werden. Da jedoch bei der Benutzung eines Fahrzeugs Extremtemperaturen nur in sehr geringen Zeitspannen vorkommen, führt dies dazu, dass bei bekannten Fahrzeugen die Kühlvorrichtungen sehr groß dimensioniert werden müssen. Dies führt zu hohen Kosten und hohem Gewicht, welches jedoch nur in wenigen Einsatzsituationen, also zum Beispiel bei starken Belastungen im Betrieb des Fahrzeugs oder entsprechend hohen Außentemperaturen notwendig ist. In den meisten Betriebssituationen ist die Kühlvorrichtung also überdimensioniert.The disadvantage of the known solutions is that the cooling devices are designed for a defined efficiency point. This means that the corresponding cooling fluid can absorb a maximum amount of heat from the heat transfer fluid in a defined period of time and remove it from the vehicle. The greater this amount of heat per unit of time, the larger and therefore more expensive the cooling device must be designed. However, since extreme temperatures only occur in very short periods of time when a vehicle is used, this means that the cooling devices in known vehicles have to be dimensioned very large. This leads to high costs and high weight, which, however, is only necessary in a few operational situations, for example when the vehicle is under heavy loads or when outside temperatures are correspondingly high. In most operating situations, the cooling device is oversized.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Möglichkeit für eine effiziente Kühlung auch bei besonders heißen Einsatzsituationen zu gewährleisten.It is the object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to ensure the possibility of efficient cooling in a cost-effective and simple manner, even in particularly hot operational situations.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a cooling device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 9. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the cooling device according to the invention naturally also apply in connection with the method according to the invention and in each case vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.

Erfindungsgemäß dient eine Kühlvorrichtung der Kühlung von heißem Wärmeträger-Fluid in einem Fahrzeug. Hierfür weist die Kühlvorrichtung einen Wärmeträgerkanal auf, welcher für die Führung eines Stromes des heißen Wärmeträger-Fluids ausgestaltet ist. Darüber hinaus ist die Kühlvorrichtung mit einem Kühlkanal ausgestattet für die Führung eines Stroms eines kalten Kühlfluids. Der Wärmeträgerkanal und der Kühlkanal sind dabei miteinander über einen Kühlabschnitt wärmeübertragend gekoppelt. Darüber hinaus weist die Kühlvorrichtung einen Zusatzkühlkanal zur Führung eines Stroms von Zusatzkühlflüssigkeit auf. Dieser Zusatzkühlkanal ist mit einem Öffnungsabschnitt ausgestattet mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen. Über diese Auslassöffnungen des Auslassabschnitts ist ein Auslass der Zusatzkühlflüssigkeit in Tropfenform möglich. Über diesen Weg können die Tropfen der Zusatzkühlflüssigkeit auf einen Zusatzkühlabschnitt des Wärmeträgerkanals gebracht werden, um dort Wärme durch Verdampfen der Zusatzkühlflüssigkeit vom Wärmeträgerkanal und damit vom heißen Wärmeträger-Fluid aufzunehmen.According to the invention, a cooling device is used to cool hot heat transfer fluid in a vehicle. For this purpose, the cooling device has a heat transfer channel which is designed for guiding a flow of the hot heat transfer fluid. In addition, the cooling device is equipped with a cooling channel for guiding a flow of a cold cooling fluid. The heat transfer channel and the cooling channel are coupled to one another in a heat transferring manner via a cooling section. In addition, the cooling device has an additional cooling channel for guiding a flow of additional cooling liquid. This additional cooling channel is equipped with an opening portion with a plurality of outlet openings. An outlet of the additional cooling liquid in the form of drops is possible via these outlet openings of the outlet section. In this way, the drops of additional cooling liquid can be brought to an additional cooling section of the heat transfer channel in order to absorb heat there by evaporation of the additional cooling liquid from the heat transfer channel and thus from the hot heat transfer fluid.

Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung basiert also auf bekannten Lösungen, bei welchen ein Kühlfluid über eine wärmeübertragende Kopplung Wärme vom Wärmeträger-Fluid aufnehmen und abführen kann. Dabei ist das Wärmeträger-Fluid genauso wie das Kühlfluid vorzugsweise als Wärmeträgerflüssigkeit und als Kühlflüssigkeit ausgebildet. Heißes Wärmeträger-Fluid, welches Wärme, zum Beispiel in Form von Motoröl aus einem Verbrennungsmotor, abführt, wird in wärmeübertragenden Kontakt mit dem Kühlfluid gebracht. In einfachster Weise ist die Ausbildung des Kühlabschnitts über entsprechende Wandungsabschnitte des Kühlkanals und des Wärmeträgerkanals ausgebildet. Berühren sich Teile der Wandabschnitte des Kühlkanals und des Wärmeträgerkanals, so entsteht hier eine Wärmeleitung, welche als wärmeübertragend zwischen Wärmeträger-Fluid und Kühlfluid zur Verfügung gestellt wird. Jedoch sind auch indirekte Kopplungen denkbar, welche zum Beispiel über Wärmebrücken oder Wärmeleitmaterialien zur Verfügung gestellt sein können. In einfachster Weise sind im Bereich des Kühlabschnitts der Wärmeträgerkanal und der Kühlkanal mit einer gemeinsamen Wandung ausgestattet, um den Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Wärmeträger-Fluid und dem Kühlfluid zu minimieren.A cooling device according to the invention is based on known solutions in which a cooling fluid can absorb and dissipate heat from the heat transfer fluid via a heat-transferring coupling. The heat transfer fluid, like the cooling fluid, is preferably designed as a heat transfer fluid and as a cooling fluid. Hot heat transfer fluid, which dissipates heat, for example in the form of engine oil from an internal combustion engine, is brought into heat-transferring contact with the cooling fluid. The cooling section is formed in the simplest manner by means of corresponding wall sections of the cooling channel and of the heat transfer channel. If parts of the wall sections of the cooling channel and the heat transfer channel touch each other, heat conduction is created here, which is made available as a heat transfer between the heat transfer fluid and the cooling fluid. However, indirect couplings are also conceivable, which can be made available, for example, via thermal bridges or thermal conductive materials. In the simplest way, the heat transfer channel and the cooling channel are equipped with a common wall in the area of the cooling section in order to minimize the heat transfer resistance between the heat transfer fluid and the cooling fluid.

Bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist nun zusätzlich zu der regulären Kühlung, welche vorzugsweise die Standardkühlfunktionen übernehmen kann, ein Zusatzkühlkanal vorgesehen. Dieser ist separat vom Wärmeträgerkanal und auch separat vom normalen Kühlkanal ausgebildet und dient der Führung eines Stroms von Zusatzkühlflüssigkeit. Bei der Zusatzkühlflüssigkeit handelt es sich insbesondere ausschließlich um die Förderung in flüssiger Phase. Die Zusatzkühlflüssigkeit kann über einen Öffnungsabschnitt mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen austreten und wird dabei in eine Tropfenform überführt. Dies kann durch entsprechende Ausgestaltung der einzelnen Auslassöffnungen, zum Beispiel in der später noch erläuterten Düsenform oder Porenform, gewährleistet werden. In Tropfenform vergrößert sich die Oberfläche der Zusatzkühlflüssigkeit zu dem Zeitpunkt kurz bevor oder wenn die einzelnen Tropfen auf einen Zusatzkühlabschnitt des Wärmeträgerkanals auftreffen. So ist grundsätzlich sogar ein Aufsprühen der Zusatzkühlflüssigkeit in Tropfenform auf diesen Zusatzkühlabschnitt denkbar.In a cooling device according to the invention, an additional cooling channel is now provided in addition to the regular cooling, which can preferably take over the standard cooling functions. This is formed separately from the heat transfer channel and also separately from the normal cooling channel and is used to guide a flow of additional cooling liquid. The additional cooling liquid is, in particular, exclusively conveying in the liquid phase. The additional cooling liquid can exit via an opening section with a multiplicity of outlet openings and is thereby converted into a drop shape. This can be ensured by appropriate design of the individual outlet openings, for example in the nozzle shape or pore shape explained later. The surface of the additional cooling liquid increases in the form of drops at the point in time shortly before or when the individual drops impinge on an additional cooling section of the heat transfer channel. In principle, it is even conceivable for the additional cooling liquid to be sprayed onto this additional cooling section in the form of drops.

Als Zusatzkühlabschnitt des Wärmeträgerkanals kann ebenfalls eine Wandung desselben zur Verfügung gestellt sein. Der Zusatzkühlabschnitt ist dabei insbesondere separat, bevorzugt sogar etwas beabstandet von dem Kühlabschnitt ausgebildet. Es kann sich um eine Rohrwandung oder eine flächige Ausgestaltung des Wärmeträgerkanals handeln. Beim Zusatzkühlabschnitt handelt es sich also insbesondere um einen heißen Wandungsabschnitt des Wärmeträgerkanals, welcher durch die Führung des Stroms von heißem Wärmeträger-Fluid innerhalb des Wärmeträgerkanals aufgeheizt wird. Sobald nun beim Aktivieren einer Zusatzkühlfunktion Zusatzkühlflüssigkeit in flüssiger Tropfenform auf dem Zusatzkühlabschnitt auftrifft, verdampft diese flüssige Zusatzkühlflüssigkeit in einer entsprechenden Dampfphase. Dabei wird Wärme aufgenommen für die Aufheizung auf die Siedetemperatur und darüber hinaus noch einmal die Verdampfungsenthalpie für den Übergang in die Gasphase. Diese doppelte Wärmeaufnahme erlaubt es, auch mit relativ geringen Mengen an Zusatzkühlflüssigkeit eine große Menge an Wärme vom Zusatzkühlabschnitt aufzunehmen und in gasförmiger Phase durch die verdampfte Zusatzkühlflüssigkeit abzuführen.A wall of the same can also be provided as an additional cooling section of the heat transfer channel. The additional cooling section is in particular formed separately, preferably even somewhat spaced apart from the cooling section. It can be a pipe wall or a flat design of the heat transfer channel. The additional cooling section is therefore in particular a hot wall section of the heat transfer channel, which is heated by guiding the flow of hot heat transfer fluid within the heat transfer channel. As soon as additional cooling liquid hits the additional cooling section in liquid drop form when an additional cooling function is activated, this additional liquid cooling liquid evaporates in a corresponding vapor phase. In the process, heat is absorbed for heating to the boiling point and, in addition, the enthalpy of vaporization for the transition to the gas phase. This double heat absorption makes it possible to absorb a large amount of heat from the additional cooling section even with relatively small amounts of additional cooling liquid and to dissipate it in the gaseous phase through the evaporated additional cooling liquid.

Wie aus der voranstehenden grundsätzlichen technischen Erläuterung erkannt werden kann, ist also eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit zwei separaten Kühlfunktionen ausgestattet. Dabei handelt es sich zum einen um die normale Kühlfunktion mithilfe des normalen Kühlkanals und um die Zusatzkühlfunktion mithilfe des Zusatzkühlkanals. Dies führt dazu, dass auch zwei separate Schaltweisen denkbar sind, welche für eine normale Kühlung und eine Zusatzkühlung ausgerichtet sind. Dies wiederum erlaubt es, den Kühlkanal und damit die entsprechend zur Verfügung stellbare maximale Kühlleistung in einem effizienten Bereich kompakt und kostengünstig auszurichten. Für den Fall, dass in heißen Einsatzsituationen oder bei heißen Betriebsweisen eines Verbrennungsmotors eine deutlich größere Wärmeeintragsmenge in die Wärmeträgerfluide zur Verfügung steht, reicht dann diese kleiner dimensionierte Kühlfunktionalität nicht mehr aus. In einem solchen Fall kann jedoch eine Zusatzkühlfunktion aktiviert werden, wie sie durch die Zusatzkühlflüssigkeit im Zusatzkühlkanal zur Verfügung steht. In Summe kann jede dieser beiden Kühlfunktionen nun deutlich effizienter betrieben werden, da sie auf den jeweiligen Einsatzfall beschränkt wird. Der jeweilige Effizienzpunkt kann definiert ausgelegt werden, sodass das Gesamtsystem der Kühlvorrichtung durch die Schaltbarkeit von zwei Kühlfunktionalitäten leichter, kostengünstiger und sogar kompakter in seiner Bauweise ausgestaltet werden kann.As can be seen from the above basic technical explanation, a cooling device according to the invention is therefore equipped with two separate cooling functions. These are on the one hand the normal cooling function using the normal cooling channel and the additional cooling function using the additional cooling channel. This leads to the fact that two separate switching modes are also conceivable, which are designed for normal cooling and additional cooling. This in turn makes it possible to align the cooling channel and thus the correspondingly available maximum cooling power in an efficient area in a compact and cost-effective manner. In the event that a significantly larger amount of heat input into the heat transfer fluids is available in hot operational situations or with hot operating modes of an internal combustion engine, this smaller cooling functionality is then no longer sufficient. In such a case, however, an additional cooling function can be activated, as is available through the additional cooling liquid in the additional cooling channel. All in all, each of these two cooling functions can now be operated much more efficiently because it is restricted to the respective application. The respective efficiency point can be designed in a defined manner, so that the overall system of the cooling device can be designed to be lighter, more cost-effective and even more compact in its construction due to the switchability of two cooling functionalities.

Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zwischen dem Zusatzkühlabschnitt des Wärmeträgerkanals und dem Öffnungsabschnitt des Zusatzkühlkanals ein Dampfkanal angeordnet ist für die Aufnahme und Abfuhr von verdampfter Zusatzkühlflüssigkeit. Dies erlaubt es, in gerichteter und gezielter Weise nach der Aufnahme der Wärme durch die Zusatzkühlflüssigkeit diese in dampfförmiger Phase aufzunehmen und abzuführen. Diese Abfuhr kann sowohl passiv, zum Beispiel durch die freie Konvektion des Dampfes der Zusatzkühlflüssigkeit, aber auch aktiv, zum Beispiel mithilfe von Ventilationsmitteln, zur Verfügung gestellt sein. Die Führung und insbesondere die Abfuhr des Dampfes führen dazu, dass ein Verbleib der dampfförmigen Zusatzkühlflüssigkeit reduziert oder sogar gänzlich vermieden wird. Insbesondere nach Ausschalten der Zusatzkühlfunktion führt dies dazu, dass unerwünschte Kondensation der Zusatzkühlflüssigkeit in diesem Abschnitt des Dampfkanals vermieden oder reduziert wird.It can bring advantages if, in a cooling device according to the invention, a vapor channel is arranged between the additional cooling section of the heat transfer channel and the opening section of the additional cooling channel for receiving and removing evaporated additional cooling liquid. This makes it possible, in a directed and targeted manner, after the heat has been absorbed by the additional cooling liquid, to absorb and dissipate it in the vapor phase. This discharge can be made available both passively, for example by the free convection of the vapor of the additional cooling liquid, but also actively, for example with the aid of ventilation means. The guidance and in particular the removal of the vapor lead to the fact that the remaining vaporous additional cooling liquid is reduced or even avoided entirely. In particular after switching off the additional cooling function, this leads to undesired condensation of the additional cooling liquid in this section of the steam channel being avoided or reduced.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung der Zusatzkühlkanal einen Vorratsbehälter aufweist und/oder mit einem Vorratsbehälter fluidkommunizierend verbunden ist, wobei in dem Vorratsbehälter Zusatzkühlflüssigkeit bevorratet ist. Ein solcher Vorratsbehälter lagert die Zusatzkühlflüssigkeit ebenfalls in flüssiger Form. Der Vorratsbehälter kann dabei in den Zusatzkühlkanal integriert sein, zum Beispiel durch ein entsprechend großes Innenvolumen des Zusatzkühlkanals selbst. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung mit einem separaten Vorratsbehälter, da dies die Flexibilität im Einsatz deutlich erhöht. Auch ist es möglich, ein einfaches und kostengünstiges Nachfüllen des Vorratsbehälters mit entsprechender Zusatzkühlflüssigkeit zu erlauben. Im einfachsten Fall handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei der Zusatzkühlflüssigkeit um eine wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere reines Wasser oder mit entsprechenden Zusätzen. Das Nachfüllen kann von außerhalb des Fahrzeugs, aber auch durch das Fahrzeug selbst, zum Beispiel durch die Zufuhr von Kondensat aus anderen Bereichen erfolgen.It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, the additional cooling channel has a storage container and / or is connected in a fluid-communicating manner to a storage container, additional cooling liquid being stored in the storage container. Such a reservoir also stores the additional coolant in liquid form. The storage container can be integrated into the additional cooling channel, for example by means of a correspondingly large internal volume of the additional cooling channel itself. However, a configuration with a separate storage container is preferred, since this significantly increases the flexibility in use. It is also possible to allow the storage container to be refilled easily and inexpensively with the corresponding additional cooling liquid. In the simplest case, within the scope of the present invention, the additional cooling liquid is a water-containing liquid, in particular pure water or with corresponding additives. Refilling can be done from outside the vehicle, but also through the vehicle itself, for example by feeding in condensate from other areas.

Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung der Zusatzkühlkanal eine Pumpvorrichtung aufweist für eine Erhöhung des Drucks im Zusatzkanal. Eine solche Pumpvorrichtung ist insbesondere mit einer Zwangsförderfunktion ausgestaltet und erlaubt es, den Druck innerhalb des Zusatzkühlkanals zu erhöhen. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Druckerhöhung für den Auslass der Zusatzkühlflüssigkeit in Tropfenform. Wird also eine Aktivierung der Zusatzkühlfunktion gewünscht, so kann dies bei einer solchen Ausgestaltung durch entsprechendes Anschalten der Pumpvorrichtung gewährleistet werden. Für ein rein qualitatives Schalten reicht dabei das Ein- und Ausschalten der Pumpvorrichtung aus. Jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, über die quantitative Kontrolle der Pumpvorrichtung eine unterschiedlich starke Ausbringgeschwindigkeit und Ausbringmenge der Zusatzkühlflüssigkeit einzustellen, sodass auch in quantitativer Weise eine Kontrolle der Kühlaktivität bzw. Kühlleistung durch die Zusatzkühlfunktion schaltbar bzw. kontrollierbar ist.It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, the additional cooling channel has a pumping device for increasing the pressure in the additional channel. Such a pumping device is designed in particular with a forced delivery function and allows the pressure within the additional cooling channel to be increased. This is in particular a pressure increase for the outlet of the additional cooling liquid in the form of drops. If an activation of the additional cooling function is desired, this can be ensured in such a configuration by switching on the pump device accordingly. Switching the pumping device on and off is sufficient for purely qualitative switching. However, it is of course also possible to use the quantitative control of the pump device to set different levels of application speed and application rate of the additional cooling liquid, so that a quantitative control of the cooling activity or cooling performance can be switched or controlled by the additional cooling function.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung der Zusatzkühlkanal einen Druckspeicher mit einem Überdruckventil aufweist für eine Speicherung von Überdruck und Beaufschlagung der Zusatzkühlflüssigkeit mit dem gespeicherten Überdruck durch Öffnen des Überdruckventils. Dabei kann das Überdruckventil im Bereich des Öffnungsabschnitts zur Verfügung gestellt sein, um zu diesem Zeitpunkt unter Druck stehende Zusatzkühlflüssigkeit durch die Auslassöffnungen in Tropfenform auf den Zusatzkühlabschnitt aufzubringen. Jedoch kann auch eine separate Druckkammer vorgesehen sein, welche diesen Druckspeicher zur Verfügung stellt, und in welchem ein gasförmiges Druckmedium angeordnet ist. Als Druckquelle kann eine entsprechende Pumpvorrichtung in diesem Druckspeicher angeordnet sein. Jedoch können auch separate Druckquellen im Fahrzeug vorgesehen sein, welche in anderen Bereichen eine entsprechende Funktion erfüllen und diesen Druckspeicher im Rahmen ihrer normalen Betriebsweise auffüllen bzw. erhöhen können.It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, the additional cooling duct has a pressure accumulator with an overpressure valve for storing overpressure and applying the additional cooling liquid to the stored overpressure by opening the overpressure valve. In this case, the pressure relief valve can be provided in the area of the opening section in order to apply additional cooling liquid which is under pressure at this point in time through the outlet openings in the form of drops onto the additional cooling section. However, a separate pressure chamber can also be provided which makes this pressure accumulator available and in which a gaseous pressure medium is arranged. A corresponding pumping device can be arranged in this pressure reservoir as a pressure source. However, separate pressure sources can also be provided in the vehicle, which fulfill a corresponding function in other areas and can fill or increase this pressure accumulator as part of their normal operating mode.

Weitere Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung der Öffnungsabschnitt die Auslassöffnungen zumindest teilweise als gerichtete Auslassöffnungen mit einer Auslassrichtung in Richtung eines Zusatzkühlabschnitts aufweist, insbesondere in Form von düsenartiger Ausbildung. Diese gerichteten Auslassöffnungen erlauben eine zielgenaue Kühlung, also ein zielgenaues tropfenförmiges Ausbringen der Zusatzkühlflüssigkeit auf den Zusatzkühlabschnitt. Die Geschwindigkeitserhöhung der Ausbringung durch eine düsenartige Ausbildung erlaubt darüber hinaus, die Reaktionsfähigkeit dieser Zusatzkühlfunktion zu erhöhen. Die Kühlverluste werden reduziert und die Effizienz der Zusatzkühlfunktion und insbesondere die Einsatzgeschwindigkeit deutlich gesteigert.It can bring further advantages if, in a cooling device according to the invention, the opening section has the outlet openings at least partially as directed outlet openings with an outlet direction in the direction of an additional cooling section, in particular in the form of a nozzle-like design. These directed outlet openings allow precise cooling, that is to say precise drop-shaped discharge of the additional cooling liquid onto the additional cooling section. The increase in speed of the application by means of a nozzle-like design also makes it possible to increase the responsiveness of this additional cooling function. The cooling losses are reduced and the efficiency of the additional cooling function and in particular the speed of use are significantly increased.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung der Öffnungsabschnitt die Auslassöffnungen zumindest teilweise in Form von Auslassporen aufweist. Die Verwendung von Auslassporen erlaubt eine besonders einfache Ausgestaltung des Öffnungsabschnitts, zum Beispiel ein poröses Material mit definierten Porenverteilungen und/oder definierten Porengrößen. Die Kombination dieser Poren mit gerichteten Auslassöffnungen gemäß dem voranstehenden Absatz ist dabei ebenfalls möglich. So können beispielsweise zusätzlich zu den Poren auch gebohrte düsenartige Auslassöffnungen in diesem Porenabschnitt zur Verfügung gestellt sein. Jedoch ist grundsätzlich die Art und Ausrichtung des Auslasses der Zusatzkühlflüssigkeit unerheblich, solange dieser Austritt in Tropfenform auf den Zusatzkühlabschnitt erfolgt.It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, the opening section has the outlet openings at least partially in the form of outlet pores. The use of outlet pores allows a particularly simple design of the opening section, for example a porous material with defined pore distributions and / or defined pore sizes. The combination of these pores with directed outlet openings according to the preceding paragraph is also possible. For example, in addition to the pores, drilled nozzle-like outlet openings can also be provided in this pore section. However, the type and orientation of the outlet of the additional cooling liquid is fundamentally irrelevant as long as this exit occurs in the form of drops onto the additional cooling section.

Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beidseitig des Zusatzkühlkanals, insbesondere umlaufend um den Zusatzkühlkanal ein oder mehrere Wärmeträgerkanäle angeordnet sind. It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, one or more heat transfer channels are arranged on both sides of the additional cooling channel, in particular circumferentially around the additional cooling channel.

Diese sind insbesondere symmetrisch oder rotationssymmetrisch zur Verfügung gestellt, sodass die Kühlfunktion gesteigert, die entsprechende Zusatzkühlfläche des Zusatzkühlabschnitts vergrößert und damit die Kühleffizienz erhöht werden kann. Bei sehr kompakter Ausgestaltung kann eine große Fläche und damit eine große Zusatzkühlleistung zur Verfügung gestellt werden. So ist es möglich, mit einer Rohr-in-Rohr-in-Rohr-Lösung zu arbeiten, wobei in äußerstem Umfang dieser dreifachen ineinandergeschobenen Rohrlösung der normale Kühlkreislauf ausgestaltet ist. Innenliegend ist ein zentrales Rohr mit einem Zusatzkühlkanal für die zentrale Zurverfügungstellung der Zusatzkühlfunktion.These are made available, in particular, symmetrically or rotationally symmetrically, so that the cooling function can be increased, the corresponding additional cooling surface of the additional cooling section can be enlarged and thus the cooling efficiency can be increased. With a very compact design, a large area and thus a large additional cooling capacity can be made available. It is thus possible to work with a pipe-in-pipe-in-pipe solution, with the normal cooling circuit being designed to an extreme extent of this three-fold pipe solution, which is pushed one inside the other. Inside there is a central pipe with an additional cooling channel for the central provision of the additional cooling function.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Zusatzkühlung eines Wärmeträger-Fluids mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte:

  • - Erkennen einer Zusatzkühlanforderung für das Wärmeträger-Fluid,
  • - Erzeugen einer Zusatzkühlung für den Auslass von Zusatzkühlflüssigkeit auf dem Zusatzkühlabschnitt des Wärmeträgerkanals.
The present invention also relates to a method for the additional cooling of a heat transfer fluid with a cooling device according to the invention, comprising the following steps:
  • - Detection of an additional cooling requirement for the heat transfer fluid,
  • - Generating additional cooling for the outlet of additional cooling liquid on the additional cooling section of the heat transfer channel.

Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung erläutert worden sind.By using a cooling device according to the invention, a method according to the invention has the same advantages as it does have been explained in detail with reference to a cooling device according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahin gehend weiterbilden, dass die Zusatzkühlanforderung auf Basis wenigstens eines der folgenden Anforderungsparameter erkannt wird:

  • - Temperatur des Wärmeträger-Fluids
  • - Temperatur des Kühlfluids
  • - Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Wärmeträger-Fluids und des Kühlfluids
A method according to the invention can be developed in such a way that the additional cooling requirement is recognized on the basis of at least one of the following requirement parameters:
  • - Temperature of the heat transfer fluid
  • - temperature of the cooling fluid
  • - Temperature difference between the temperature of the heat transfer fluid and the cooling fluid

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Insbesondere werden die entsprechenden Temperaturen mit der zugehörigen Kühlkapazität des normalen Kühlkreislaufs sowie des Zusatzkühlkreislaufs verglichen. Auch die Kombination mit weiteren Parametern ist im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Dies erlaubt es, exakt zu definieren, zu welchen Temperatursituationen welche Kühlfunktion benötigt wird. Dies kann es erlauben, zum einen auf maximierte Kühlung ausgelegt zu sein, zum anderen aber auch auf eine maximale Effizienz der entsprechenden Kühlfunktion.The above list is not an exhaustive list. In particular, the corresponding temperatures are compared with the associated cooling capacity of the normal cooling circuit and of the additional cooling circuit. The combination with further parameters is also conceivable for the purposes of the present invention. This makes it possible to define exactly which cooling function is required for which temperature situations. This can make it possible, on the one hand, to be designed for maximized cooling and, on the other hand, also for maximum efficiency of the corresponding cooling function.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

  • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Querschnitt,
  • 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Querschnitt,
  • 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Querschnitt und
  • 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Querschnitt.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. They show schematically:
  • 1 an embodiment of a cooling device according to the invention in cross section,
  • 2 a further embodiment of a cooling device according to the invention in cross section,
  • 3 a further embodiment of a cooling device according to the invention in cross section and
  • 4th a further embodiment of a cooling device according to the invention in cross section.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Kühlvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung. Hier ist eine sogenannte Rohr-in-Rohr-in-Rohr-Lösung dargestellt, wobei von innen nach außen die folgende Anordnung zu erkennen ist. Zentral ist ein Zusatzkühlkanal 40 angeordnet, welcher von einem umlaufenden rohrförmigen Dampfkanal 50 beidseitig bzw. vollumlaufend umgeben ist. Daran anschließend ist radial nach außen eine umlaufende rohrförmige Ausgestaltung des Wärmeträgerkanals 20 zur Verfügung gestellt, welcher wiederum von einer äußeren Rohrform von einem Kühlkanal 30 umgeben wird. In der normalen Betriebsweise wird in dem Wärmeträgerkanal 20 das Wärmeträger-Fluid WF geführt. In dem Kühlkanal 30 befindet sich ein Strom von Kühlfluid KF. In diesem Normalbetrieb, wenn eine Kühlfunktion notwendig ist, kann Wärme von dem Wärmeträger-Fluid WF über den Kühlabschnitt 22, welcher hier als Kontaktfläche zwischen den beiden Kanälen 20 und 30 ausgebildet ist, übertragen werden, sodass sich das Kühlfluid KF erhitzt und die damit übergegangene Wärme abgeführt werden kann. 1 shows schematically a cross section through a cooling device 10 of the present invention. What is known as a pipe-in-pipe-in-pipe solution is shown here, the following arrangement being visible from the inside to the outside. An additional cooling channel is central 40 arranged, which of a circumferential tubular steam channel 50 is surrounded on both sides or all around. This is followed by a circumferential tubular configuration of the heat transfer channel radially outward 20th made available, which in turn of an outer tubular shape of a cooling channel 30th is surrounded. In the normal mode of operation in the heat transfer channel 20th the heat transfer fluid WF guided. In the cooling duct 30th there is a stream of cooling fluid Theatrical Version . In this normal operation, when a cooling function is necessary, heat can be removed from the heat transfer fluid WF over the cooling section 22nd , which here as a contact surface between the two channels 20th and 30th is designed to be transferred, so that the cooling fluid Theatrical Version heated and the transferred heat can be dissipated.

In einem Fall von besonders heißen Einsatzsituationen, insbesondere dann, wenn die Kühlfunktion des normalen Kühlfluids KF nicht ausreicht, wird eine Zusatzkühlfunktion eingeschaltet. Dies kann durch Ausbringen von Zusatzkühlflüssigkeit ZF aus dem Zusatzkühlkanal 40 erfolgen. Die Ausbringung kann hier durch poröse Ausgestaltung eines Öffnungsabschnitts 42 erfolgen, sodass tropfenförmige Zusatzkühlflüssigkeit ZF auf die innenliegende Wandung des Wärmeträgerkanals 20, und dort auf den Zusatzkühlabschnitt 24 trifft. Die Zusatzkühlflüssigkeit ZF verdampft dort durch Aufnahme von Wärme auf dem heißen Zusatzkühlabschnitt 24 und kann in dampfförmiger Weise durch den Dampfkanal 50 abgeführt werden. Dies kann zum Beispiel aktiv durch einen nicht näher dargestellten Ventilator erfolgen. Durch die rotationssymmetrische Anordnung der voranstehend beschriebenen Bauteile wird für die normale Kühlfunktion und die Zusatzkühlung eine besonders effiziente und kompakte Bauweise erreicht.In the case of particularly hot use situations, especially when the cooling function of the normal cooling fluid Theatrical Version is not sufficient, an additional cooling function is switched on. This can be done by applying additional coolant ZF from the additional cooling duct 40 respectively. The output can here by means of a porous configuration of an opening section 42 done so that drop-shaped additional cooling liquid ZF on the inner wall of the heat transfer channel 20th , and there on the additional cooling section 24 meets. The additional coolant ZF evaporates there by absorbing heat on the hot additional cooling section 24 and can be vaporized through the vapor channel 50 be discharged. This can be done actively, for example, by a fan not shown in detail. The rotationally symmetrical arrangement of the components described above means that a particularly efficient and compact design is achieved for the normal cooling function and the additional cooling.

2 zeigt eine besonders einfache Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10, bei welcher die gleiche Funktionsweise erreicht wird, wie zu 1 beschrieben. Jedoch handelt es sich hier nicht um eine symmetrische, sondern um eine einseitige Ausgestaltung zwischen Kühlfunktion und Zusatzkühlfunktion. Das bedeutet, dass auf der Oberseite des Wärmeträgerkanals 20 die entsprechende wärmeübertragende Kopplung über den Kühlabschnitt 22 mit dem Kühlkanal 30 gegeben ist. Darunter ist ein Dampfkanal 50 vorgesehen, unter welchem wiederum der Zusatzkühlkanal 40 mit hier als normale Auslassöffnungen 44 ausgestaltetem Öffnungsabschnitt 42 zur Verfügung gestellt ist. Ebenfalls ist ein Dampfkanal 50 für die gleiche Funktion wie in 1 beschrieben vorhanden. 2 shows a particularly simple embodiment of a cooling device according to the invention 10 , in which the same functionality is achieved as to 1 described. However, this is not a symmetrical, but a one-sided configuration between the cooling function and the additional cooling function. That means that on top of the heat transfer channel 20th the corresponding heat-transferring coupling via the cooling section 22nd with the cooling duct 30th given is. Underneath is a steam channel 50 provided, under which in turn the additional cooling duct 40 with here as normal outlet openings 44 designed opening portion 42 is made available. There is also a steam channel 50 for the same function as in 1 described available.

Die Ausführungsform der 2 lässt sich gemäß der 3 weiterbilden, indem ein Vorratsbehälter 60 vorgesehen ist. Dieser ist mit einer Pumpvorrichtung 46 ausgestattet, um eine entsprechende Druckerhöhung innerhalb des Zusatzkühlkanals 40 zu gewährleisten. Bei dieser Ausgestaltung sind zumindest teilweise die Auslassöffnungen 44 mit definierten Auslassrichtungen AR für die Zusatzkühlflüssigkeit ZF versehen, sodass durch Geschwindigkeitserhöhung und definierte Ausrichtung die Effizienz und die Reaktionsgeschwindigkeit beim Einschalten der Pumpvorrichtung 46 erhöht werden kann.The embodiment of the 2 can be according to the 3 educate yourself by adding a storage container 60 is provided. This one is with a pumping device 46 equipped to a corresponding pressure increase within the additional cooling duct 40 to guarantee. In this refinement, the outlet openings are at least partially 44 with defined outlet directions AR for the additional coolant ZF provided, so that by increasing the speed and defined alignment, the efficiency and the reaction speed when switching on the pump device 46 can be increased.

Die 4 zeigt eine Alternative oder Kombinationsmöglichkeit zur Ausführungsform der 3. Auch hier ist eine Druckerhöhung in der Zusatzkühlflüssigkeit ZF gewünscht. Zum Beispiel kann dies durch einen entsprechenden Druckspeicher 48 erfolgen, welcher, hier schematisch dargestellt, mit einem Kolben mit Überdruck beaufschlagt werden kann. Sobald eine Zusatzkühlfunktion gewünscht wird, kann über das Überdruckventil 49 dieser geschaltet und freigegeben werden und die Zusatzkühlflüssigkeit ZF beaufschlagen.The 4th shows an alternative or possible combination to the embodiment of FIG 3 . Here, too, there is an increase in pressure in the additional coolant ZF desired. For example, this can be done by means of a corresponding pressure accumulator 48 take place, which, shown here schematically, can be pressurized with a piston. As soon as an additional cooling function is required, the pressure relief valve 49 this can be switched and released and the additional coolant ZF apply.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided that they are technically sensible, without leaving the scope of the present invention.

Claims (10)

Kühlvorrichtung (10) für die Kühlung eines heißen Wärmeträger-Fluids (WF) in einem Fahrzeug, aufweisend einen Wärmeträgerkanal (20) für die Führung eines Stroms des heißen Wärmeträger-Fluids (WF) und einen Kühlkanal (30) für die Führung eines Stroms eines Kühlfluids (KF), wobei der Wärmeträgerkanal (20) und der Kühlkanal (30) über einen Kühlabschnitt (22) wärmeübertragend miteinander gekoppelt sind, weiter aufweisend einen Zusatzkühlkanal (40) zur Führung eines Stroms von Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) mit einem Öffnungsabschnitt (42) mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen (44) für den Auslass der Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) in Tropfenform auf einen Zusatzkühlabschnitt (24) des Wärmeträgerkanals (20) zur Aufnahme von Wärme durch Verdampfung der Zusatzkühlflüssigkeit (ZF).Cooling device (10) for cooling a hot heat transfer fluid (WF) in a vehicle, having a heat transfer channel (20) for guiding a stream of the hot heat transfer fluid (WF) and a cooling channel (30) for guiding a stream of a Cooling fluids (KF), the heat transfer channel (20) and the cooling channel (30) being coupled to one another in a heat-transferring manner via a cooling section (22), further comprising an additional cooling channel (40) for guiding a flow of additional cooling liquid (ZF) with an opening section (42) with a plurality of outlet openings (44) for the outlet of the additional cooling liquid (ZF) in the form of drops onto an additional cooling section (24) of the heat transfer channel (20) for absorbing heat through evaporation of the additional cooling liquid (ZF). Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zusatzkühlabschnitt (24) des Wärmeträgerkanals (20) und dem Öffnungsabschnitt (42) des Zusatzkühlkanals (40) ein Dampfkanal (50) angeordnet ist für die Aufnahme und Abfuhr von verdampfter Zusatzkühlflüssigkeit (ZF).Cooling device (10) after Claim 1 , characterized in that a steam channel (50) is arranged between the additional cooling section (24) of the heat transfer channel (20) and the opening section (42) of the additional cooling channel (40) for receiving and removing evaporated additional cooling liquid (ZF). Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkühlkanal (40) einen Vorratsbehälter (60) aufweist und/oder mit einem Vorratsbehälter (60) fluidkommunizierend verbunden ist, wobei in dem Vorratsbehälter (60) Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) bevorratet ist.Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional cooling channel (40) has a storage container (60) and / or is connected to a storage container (60) in a fluid-communicating manner, additional cooling liquid (ZF) being stored in the storage container (60) is. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkühlkanal (40) eine Pumpvorrichtung (46) aufweist für eine Erhöhung des Drucks im Zusatzkühlkanal (40).Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional cooling channel (40) has a pumping device (46) for increasing the pressure in the additional cooling channel (40). Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkühlkanal (40) einen Druckspeicher (48) mit einem Überdruckventil (49) aufweist für eine Speicherung von Überdruck und Beaufschlagung der Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) mit dem gespeicherten Überdruck durch Öffnen des Überdruckventils (49).Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional cooling channel (40) has a pressure accumulator (48) with an overpressure valve (49) for storing overpressure and applying the additional cooling liquid (ZF) to the stored overpressure by opening the Pressure relief valve (49). Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsabschnitt (42) die Auslassöffnungen (44) zumindest teilweise als gerichtete Auslassöffnungen (44) mit einer Auslassrichtung (AR) in Richtung des Zusatzkühlabschnitts (24) aufweist, insbesondere in Form von düsenartiger Ausbildung.Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening section (42) has the outlet openings (44) at least partially as directed outlet openings (44) with an outlet direction (AR) in the direction of the additional cooling section (24), in particular in shape of nozzle-like training. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsabschnitt (42) die Auslassöffnungen (44) zumindest teilweise in Form von Auslassporen aufweist.Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening section (42) has the outlet openings (44) at least partially in the form of outlet pores. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Zusatzkühlkanals (40), insbesondere umlaufend um den Zusatzkühlkanal (40) ein oder mehrere Wärmeträgerkanäle (20) angeordnet sind.Cooling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more heat transfer channels (20) are arranged on both sides of the additional cooling channel (40), in particular circumferentially around the additional cooling channel (40). Verfahren für die Zusatzkühlung eines Wärmeträger-Fluids (WF) mit einer Kühlvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend die folgenden Schritte: - Erkennen einer Zusatzkühlanforderung für das Wärmeträger-Fluid (WF), - Erzeugen einer Zusatzkühlung durch den Auslass von Zusatzkühlflüssigkeit (ZF) auf den Zusatzkühlabschnitt (24) des Wärmeträgerkanals (20).Method for the additional cooling of a heat transfer fluid (WF) with a cooling device (10) having the features of one of the Claims 1 to 8th , comprising the following steps: - Detecting an additional cooling requirement for the heat transfer fluid (WF), - Generating additional cooling through the outlet of additional cooling liquid (ZF) on the additional cooling section (24) of the heat transfer channel (20). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkühlanforderung auf Basis wenigstens eines der folgenden Anforderungsparameter erkannt wird: - Temperatur des Wärmeträger-Fluids (WF) - Temperatur des Kühlfluids (KF) - Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Wärmeträger-Fluids (WF) und des Kühlfluids (KF)Procedure according to Claim 9 , characterized in that the additional cooling requirement is recognized on the basis of at least one of the following requirement parameters: - temperature of the heat transfer fluid (WF) - temperature of the cooling fluid (KF) - temperature difference between the temperature of the heat transfer fluid (WF) and the cooling fluid (KF )
DE102019107100.3A 2019-03-20 2019-03-20 Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle Pending DE102019107100A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019107100.3A DE102019107100A1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019107100.3A DE102019107100A1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019107100A1 true DE102019107100A1 (en) 2020-09-24

Family

ID=72334175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019107100.3A Pending DE102019107100A1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019107100A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1811646A1 (en) * 2004-10-27 2007-07-25 Hino Motors, Ltd. Thermoelectric generation device
US20080184732A1 (en) * 2005-01-14 2008-08-07 Jens Hadler Evaporator, in Particular for an Air-Conditioning System of a Motor Vehicle
US20160153719A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-02 Ngk Insulators, Ltd. Heat exchange component
DE102017210276A1 (en) * 2016-11-29 2018-05-30 Mahle International Gmbh Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger, for a motor vehicle
DE102018106534A1 (en) * 2017-03-27 2018-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1811646A1 (en) * 2004-10-27 2007-07-25 Hino Motors, Ltd. Thermoelectric generation device
US20080184732A1 (en) * 2005-01-14 2008-08-07 Jens Hadler Evaporator, in Particular for an Air-Conditioning System of a Motor Vehicle
US20160153719A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-02 Ngk Insulators, Ltd. Heat exchange component
DE102017210276A1 (en) * 2016-11-29 2018-05-30 Mahle International Gmbh Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger, for a motor vehicle
DE102018106534A1 (en) * 2017-03-27 2018-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015110571A1 (en) Vehicle air conditioning system and method for controlling the vehicle air conditioning system for temperature control of a vehicle battery
DE4222340C2 (en) Heat pipe
EP3278039A1 (en) Heat exchanger or chiller
DE102008063534A1 (en) Arrangement for adjusting valve, has plunger which is under action of restoring element, where valve closing unit has housing attached to valve
DE102014225411A1 (en) Sorptionsmodul
DE102013001117A1 (en) Wheel bearing for rotational bearing of wheel hub of vehicle, comprises rolling elements rolling on raceways, which are arranged in storage room between two bearing shells
DE102019107100A1 (en) Cooling device for cooling a hot heat transfer fluid in a vehicle
EP2411655B1 (en) Apparatus and method for drying fuel, in particular for a motor vehicle
DE1206240B (en) Thermostatically operated valve, e.g. B. for air conditioners
DE3633951A1 (en) HEAT EXCHANGER FOR COOLING FUEL
DE102014220491A1 (en) Temperature control arrangement for transmission oil and method for controlling the temperature of transmission oil
DE4019806A1 (en) Disc brake with internally ventilated disc - has ventilation hole with spray nozzle for water, and ventilation space, friction rings and pipe
EP3150924B1 (en) Hydraulic system
EP1304494B1 (en) Multi-disc clutch for motorcycle
EP0600192B1 (en) Heat pipe
DE102019130803B4 (en) Method for thermal management of a motor vehicle
DE102007048724A1 (en) Temperable activated-charcoal filter for the storage of fuel vapors of fuel tank of vehicle in an adsorber material, comprises pipelines for guiding the adsorber material or pipeline for guiding a temperature control agent
DE102016201912B4 (en) Temperature control device and helmet
DE102016110971A1 (en) Engine cooling system for a motor vehicle engine
DE102016123192A1 (en) Cooling circuit for a drive unit of an electrically driven vehicle
WO2019154712A1 (en) Component for a motor vehicle and motor vehicle
EP3242048B1 (en) Device with a frictional contact and method for operating a device comprising a frictional contact
DE102018218474A1 (en) Heating or coolant circuit for an electric vehicle
DE102019106148A1 (en) Braking system for a vehicle
DE102016217203A1 (en) Injector with cooling device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication