DE102019112076B4

DE102019112076B4 - coolant supply device

Info

Publication number: DE102019112076B4
Application number: DE102019112076.4A
Authority: DE
Inventors: Raoul Heyne; Jochen Schukraft
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: DE102019112076A1

Abstract

Kühlmittelversorgungseinrichtung (1) zur Versorgung zumindest eines zu kühlenden Verbrauchers (2) mit einem flüssigen Kühlmittel (3), mit einer Kühlmittelbereitstellungseinheit (8) und einer Rohranordnung (7, 10) zur Weiterleitung des Kühlmittels (3) von der Kühlmittelbereitstellungseinheit (8) zu dem zumindest einen Verbraucher (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung (7, 10) eine Mehrfachrohranordnung aufweist mit zumindest einem ersten Rohr (12), welches von einem zweiten Rohr (13) umfasst wird, wobei das zweite Rohr (13) von einem dritten Rohr (14) umfasst wird, wobei durch das erste Rohr (12) oder durch die ersten Rohre das Kühlmittel (3) als erstes Fluid (15) strömbar ist, wobei das zweite Rohr (13) als doppelwandiges Rohr ausgebildet ist, durch welches ein zweites Fluid (16) strömbar ist, wobei das zweite Rohr (13) und/oder das dritte Rohr (14) auf Füllstand und/oder Leckagen überwacht wird/werden.Coolant supply device (1) for supplying at least one consumer (2) to be cooled with a liquid coolant (3), with a coolant supply unit (8) and a pipe arrangement (7, 10) for forwarding the coolant (3) from the coolant supply unit (8) to the at least one consumer (2), characterized in that the pipe arrangement (7, 10) has a multiple pipe arrangement with at least one first pipe (12) which is surrounded by a second pipe (13), the second pipe (13) being a third tube (14), the coolant (3) being able to flow as the first fluid (15) through the first tube (12) or through the first tubes, the second tube (13) being designed as a double-walled tube, through which a second fluid (16) can flow, wherein the second tube (13) and/or the third tube (14) is/are monitored for level and/or leaks.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelversorgungseinrichtung für Ladestationen oder für Ladeparks mit Ladestationen.The invention relates to a coolant supply device for charging stations or for charging parks with charging stations.

Ladestationen und Ladeparks mit einer Mehrzahl von Ladestationen werden beispielsweise zum Laden und zum Schnellladen eines elektrischen Energiespeichers für Kraftfahrzeuge mit elektromotorischem Anrieb oder Hybridantrieb mit zumindest einem elektromotorischen Antrieb eingesetzt. Dabei werden zum Laden bzw. zum Schnellladen hohe Gleichströme und/oder Gleichspannungen zur Verfügung gestellt.
Das Schnellladen unterscheidet sich dabei vom Laden durch eine höhere Ladeleistung, so dass ein elektrischer Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs beispielsweise in einer Viertelstunde bis Stunde bis zu etwa 80% aufgeladen werden kann, während das normale Laden dazu deutlich mehr als eine Stunde benötigen würde.Charging stations and charging parks with a plurality of charging stations are used, for example, for charging and rapid charging of an electrical energy store for motor vehicles with an electric motor drive or hybrid drive with at least one electric motor drive. In this case, high direct currents and/or direct voltages are made available for charging or rapid charging.
Fast charging differs from charging in that it has a higher charging capacity, so that an electrical energy storage device in a motor vehicle can be charged up to about 80% in a quarter of an hour to an hour, for example, while normal charging would require significantly more than an hour.

Dabei wird in einer elektrischen Leistungseinheit, wie Leistungselektronik, und in dem Ladekabel der Ladestation ein erheblicher Stromfluss erzeugt, dass sich auch eine nicht unerhebliche Wärmemenge bildet, die zu kühlen ist. So ist bzw. sind die Ladestation selbst, das Ladekabel und gegebenenfalls weitere Einheiten eines Ladeparks oder einer Ladestation selbst oder Einheiten zur Versorgung einer Ladestation oder einer Mehrzahl von Ladestationen zu kühlen. Die Kühlung wird im Ladepark beispielsweise von der Kühlungseinheit und bei der so genannten ChargeBox von dieser selbst durch eine Kühlflüssigkeit bereitgestellt, die durch Rohrleitungen an die Ladestation zur Kühlung zumindest deren Ladekabel geleitet wird.A considerable flow of current is generated in an electrical power unit, such as power electronics, and in the charging cable of the charging station, so that a not inconsiderable amount of heat is generated, which has to be cooled. The charging station itself, the charging cable and possibly other units of a charging park or a charging station itself or units for supplying a charging station or a plurality of charging stations are to be cooled. Cooling is provided in the charging park, for example, by the cooling unit and, in the case of the so-called ChargeBox, by this itself using a cooling liquid that is routed through pipes to the charging station for cooling at least the charging cable.

Ein Ladepark umfasst dabei beispielsweise die Komponenten Ladestation, auch Ladesäule genannt, Kühlungseinheit und Leistungselektronik. Bei einer so genannten ChargeBox kann es sich um eine vereinfachte Lösung mit zumindest einer Ladestation handeln. Bei beiden genannten Lösungen, also dem Ladepark und der so genannten ChargeBox, gibt es ein optionales Backend, wobei bei beiden genannten Lösungen grundsätzlich nur eine Ladestation oder mehrere Ladestationen vorgesehen sein können.A charging park includes, for example, the components charging station, also called charging column, cooling unit and power electronics. A so-called ChargeBox can be a simplified solution with at least one charging station. In both of the solutions mentioned, i.e. the charging park and the so-called ChargeBox, there is an optional backend, whereby in principle only one charging station or several charging stations can be provided in both of the solutions mentioned.

Dabei stellt sich jedoch heraus, dass solche Rohrleitungen typischerweise im Erdboden oder diesem nahe verlegt werden, was bei der Verwendung von manchen Kühlflüssigkeiten eine doppelwandige Verrohrung und eine Überwachung der beiden Rohre verlangt. Eine Art der Überwachung dieser beiden Rohre ist die Überwachung der Rohre in Bezug auf Überdruck- oder Unterdruck durch Vakuumüberwachungsanlagen. Diese Vakuumüberwachungsanlagen sind jedoch sehr störanfällig und darüber hinaus sehr teuer in Anschaffung und Betrieb. Auch wird für solche Vakuumüberwachungsanlagen ein hoher Platzbedarf benötigt, der nicht immer in ausreichendem Maße zur Verfügung steht.It turns out, however, that such pipelines are typically buried or near the ground, which, when using some cooling liquids, requires double-walled piping and monitoring of the two pipes. One way of monitoring these two pipes is to monitor the pipes for overpressure or underpressure by vacuum monitoring equipment. However, these vacuum monitoring systems are very susceptible to faults and are also very expensive to purchase and operate. A large amount of space is also required for such vacuum monitoring systems, which is not always available to a sufficient extent.

Aus der US 9,586,497 B2 ist eine Ladestation für Elektrofahrzeuge mit einem elektrisches Energieversorgungssystem zum schnellen Aufladen einer Bordbatterie bekannt. Die Ladestation für Elektrofahrzeuge umfasst ein Temperaturmanagementsystem, das der Bordbatterie des Elektrofahrzeugs Wärmeaustauschflüssigkeit zur thermischen Konditionierung bereitstellt. Das Temperaturmanagmentsystem steuert ein Wärmetauscherfluid System für eine Konditionierung der Batterie in der Art an, dass eine Pumpe das Wärmetauscherfluid zum Heizen und Kühlen der Batterie weiterleitet. Hierfür wird eine doppelwandige System verwendet.From the US 9,586,497 B2 a charging station for electric vehicles with an electrical energy supply system for quickly charging an on-board battery is known. The EV charging station includes a thermal management system that provides heat exchange fluid for thermal conditioning to the EV's on-board battery. The temperature management system controls a heat exchange fluid system for conditioning the battery in such a way that a pump forwards the heat exchange fluid for heating and cooling the battery. A double-walled system is used for this.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlmittelversorgungseinrichtung zu schaffen, welche die gesetzten Anforderungen erfüllt und dennoch einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Auch ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben und Überwachen einer Kühlmittelversorgungseinrichtung zu schaffen, welches einen sicheren Betrieb der Kühlmittelversorgungseinrichtung erlaubt. It is the object of the present invention to provide a coolant supply device which meets the set requirements and yet has a simple and inexpensive design. It is also the object of the present invention to create a method for operating and monitoring a coolant supply device which allows safe operation of the coolant supply device.

Diese Aufgabe zu der Kühlmittelversorgungseinrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This task relating to the coolant supply device is achieved with the features of claim 1 .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Kühlmittelversorgungseinrichtung zur Versorgung zumindest eines zu kühlenden Verbrauchers mit einem flüssigen Kühlmittel, wie insbesondere zumindest einer Ladestation oder anderweitiger zu kühlender Komponenten, mit einer Kühlmittelbereitstellungseinheit und einer Rohranordnung zur Weiterleitung des Kühlmittels von der Kühlmittelbereitstellungseinheit zu dem zumindest einen Verbraucher und/oder von dem zumindest einen Verbraucher zu der Kühlmittelbereitstellungseinheit, wobei die Rohranordnung eine Mehrfachrohranordnung aufweist mit einem ersten Rohr oder mit mehreren ersten Rohren, welches bzw. welche von einem zweiten Rohr umfasst wird bzw. werden, wobei das zweite Rohr von einem dritten Rohr umfasst wird, wobei durch das erste Rohr oder durch die ersten Rohre das Kühlmittel als erstes Fluid strömbar ist, wobei das zweite Rohr als doppelwandiges Rohr ausgebildet ist, durch welches ein zweites Fluid strömbar und/oder haltbar ist, wobei das zweite Rohr und/oder das dritte Rohr auf Füllstand und/oder Leckagen überwacht wird/werden. Damit wird erreicht, dass die Überwachung des zweiten Fluids in Bezug auf Leckagen ausreichend ist, weil eine direkte Leckage des ersten Fluids nicht möglich ist, weil das Doppelrohr mit dem zweiten Fluid das erste Rohr mit dem ersten Fluid vollständig abschirmt. Dadurch kann eine einfachere und kostengünstigere Überwachung vorgenommen werden, die einer eher kostenträchtigen Überwachung des ersten Fluids in nichts nachsteht.An exemplary embodiment of the invention relates to a coolant supply device for supplying at least one consumer to be cooled with a liquid coolant, such as in particular at least one charging station or other components to be cooled, with a coolant supply unit and a pipe arrangement for forwarding the coolant from the coolant supply unit to the at least one consumer and/or or from the at least one consumer to the coolant supply unit, the pipe arrangement having a multiple pipe arrangement with a first pipe or with a plurality of first pipes, which is/are encompassed by a second pipe, the second pipe being encompassed by a third pipe , wherein the coolant can flow as a first fluid through the first pipe or through the first pipes, the second pipe being designed as a double-walled pipe through which a second fluid can flow and/or can be held, wob ei the second tube and/or the third tube is/are monitored for level and/or leaks. This ensures that the monitoring of the second fluid with regard to leaks is sufficient because direct leakage of the first fluid is not possible, because the double tube with the second fluid completely shields the first tube with the first fluid. As a result, simpler and more cost-effective monitoring can be carried out, which is in no way inferior to a more costly monitoring of the first fluid.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das erste Rohr mit einem Kühlmitteltank verbindbar ist und der Kühlmitteltank bezüglich seines Füllstandes überwachbar ist. Damit wird zusätzlich zur Überwachung des zweiten Fluids der Füllstand des ersten Fluids überwacht, so dass dadurch eine insgesamt noch einmal verbesserte Leckageüberwachung realisiert werden kann.It is also advantageous if the first tube can be connected to a coolant tank and the fill level of the coolant tank can be monitored. In this way, in addition to monitoring the second fluid, the level of the first fluid is also monitored, so that leakage monitoring that is improved overall can be implemented once again.

In einem zweiten Rohr kann sich ein erstes Rohr befinden oder es können sich auch mehrere erste Rohre in dem zweiten Rohr befinden, beispielsweise erste Rohre für den Hinfluss und den Rückfluss.A first tube can be located in a second tube, or a plurality of first tubes can also be located in the second tube, for example first tubes for the outflow and the return flow.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das zweite Rohr als doppelwandiges Rohr mit Abstandshaltern zwischen den beiden Rohrwandungen versehen ist zum Transport des zweiten Fluids. Damit wird erreicht, dass das zweite Rohr vollständig durchströmt wird und nicht durch ein Aneinanderliegen der Rohrwandungen Bereiche nicht durchströmt werden. Dadurch wird erreicht, dass das erste Fluid sich mit dem zweiten Fluid mischen würde und abtransportiert würde und/oder der Füllstand des zweiten Rohres ansteigen oder sinken würde, was wiederum durch eine Füllstandsüberwachung des ersten Rohres detektiert werden könnte, und nicht vollständig aus der Rohranordnung austreten würde.It is also advantageous if the second tube is provided as a double-walled tube with spacers between the two tube walls for transporting the second fluid. It is thereby achieved that the second tube is completely flowed through and areas are not flowed through because the tube walls lie against one another. This ensures that the first fluid would mix with the second fluid and be transported away and/or the level of the second tube would rise or fall, which in turn could be detected by monitoring the level of the first tube, and not completely exit the tube arrangement would.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn das dritte Rohr an zumindest einem Punkt, insbesondere an seinem niedrigsten Punkt, mit einem Kontrollschacht verbunden ist, welcher auf Leckagefluid aus oder in dem dritten Rohr überwachbar ist. So kann bei einer Leckage des zweiten Rohrs nach außen hin zum dritten Rohr das Austreten des zweiten Fluids einfach überwacht werden.It is also particularly advantageous if the third pipe is connected at at least one point, in particular at its lowest point, to an inspection shaft which can be monitored for leakage fluid from or in the third pipe. Thus, if there is a leak in the second tube to the outside towards the third tube, the emergence of the second fluid can be easily monitored.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn die Rohranordnung zumindest teilweise unterirdisch verlegt ist. Dabei kann die Rohranordnung auch vollständig unterirdisch verlegt sein. Dies schont die Rohranordnung, weil sie äußerer Einwirkung weniger ausgesetzt ist und verlangt oberhalb der Erdoberfläche weniger Platz.In a further embodiment, it is advantageous if the pipe arrangement is at least partially laid underground. The pipe arrangement can also be laid completely underground. This protects the pipe arrangement because it is less exposed to external influences and requires less space above the earth's surface.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kühlmittel als erstes Fluid ein Fluid nach den Wassergefährdungsklassen WGK1 bis WGK3 ist und/oder das zweite Fluid ein wassernichtgefährdendes Fluid ist. Damit kann die Überwachung maßgeblich auf die Überwachung eines wassernichtgefährdenden Fluids beschränkt werden, was die Überwachung weniger komplex und kostenträchtig macht.It is also advantageous if the coolant as the first fluid is a fluid according to the water hazard classes WGK1 to WGK3 and/or the second fluid is a fluid that is not hazardous to water. In this way, the monitoring can be significantly restricted to the monitoring of a fluid that is not hazardous to water, which makes the monitoring less complex and less expensive.

Vorteilhaft ist es, wenn das zweite Fluid Wasser und/oder Essigsäure-Ethenylester ist oder enthält, gegebenenfalls mit Zusätzen und/oder Verunreinigungen im Bereich von unter 1% bis 5%, insbesondere maximal 3% WGK1, maximal 0,2% WGK2, 0,2% WGK3 und nicht identifizierbare Stoffe maximal 0,2%.It is advantageous if the second fluid is or contains water and/or ethenyl acetate, optionally with additives and/or impurities in the range of less than 1% to 5%, in particular a maximum of 3% WGK1, a maximum of 0.2% WGK2, 0 .2% WGK3 and unidentifiable substances maximum 0.2%.

Damit kann eine einfache wassernichtgefährdende Flüssigkeit als zweites Fluid verwendet werden, die insbesondere auch bei tieferen Temperaturen nicht gefriert. Wird hingegen eine gefrierende Flüssigkeit als zweites Fluid verwendet, so kann vorteilhaft ein Doppelrohr als zweites Rohr aus einem Material verwendet werden, das bei thermischer Ausdehnung des gefrorenen zweiten Fluids nicht beschädigt wird. Das Material ist somit elastisch genug, um die thermische Ausdehnung des zweiten Fluids zu kompensieren.A simple water-non-hazardous liquid can thus be used as the second fluid which, in particular, does not freeze even at relatively low temperatures. If, on the other hand, a freezing liquid is used as the second fluid, a double tube made of a material that is not damaged by thermal expansion of the frozen second fluid can advantageously be used as the second tube. The material is thus elastic enough to compensate for the thermal expansion of the second fluid.

Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn die Zusätze der Vereisungsvermeidung und/oder der Vermeidung der Algenbildung und/oder der Vermeidung der Verunreinigung und/oder der Vermeidung der Degenerierung dienen. Dabei umfasst der Begriff der Vermeidung auch lediglich die Reduzierung davon.Furthermore, it is also advantageous if the additives serve to prevent icing and/or to prevent algae formation and/or to prevent contamination and/or to prevent degeneration. The concept of avoidance also only includes the reduction of it.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn in dem doppelwandigen zweiten Rohr eine Heizung angeordnet ist. Damit kann das Vereisen des zweiten Fluids auch ohne Zusätze vermieden werden.In a further exemplary embodiment, it is also advantageous if a heater is arranged in the double-walled second tube. The icing of the second fluid can thus be avoided even without additives.

Auch ist es zweckmäßig, wenn in dem zumindest einen Kontrollschacht ein Feuchtesensor angeordnet ist zur Überwachung des Leckagefluids des dritten Rohrs. Damit kann die Überwachung des Kontrollschachts auch automatisiert erfolgen.It is also expedient if a moisture sensor is arranged in the at least one inspection shaft to monitor the leakage fluid of the third pipe. This means that the inspection shaft can also be monitored automatically.

Auch ist es vorteilhaft, wenn ein Füllstandssensor vorgesehen ist zur Überwachung des Füllstandes des zweiten Fluids in dem doppelwandigen zweiten Rohr. Damit kann auch über diesen Sensor eine etwaige Leckage detektiert werden, wenn der Füllstand direkt abnimmt oder zunimmt.It is also advantageous if a level sensor is provided to monitor the level of the second fluid in the double-walled second tube. This sensor can also be used to detect any leakage if the level directly decreases or increases.

Vorteilhaft ist es, wenn der Füllstandssensor an einem Tank oder Überdruckbehälter vorgesehen ist, welcher bzw. welche mit dem doppelwandigen zweiten Rohr fluidverbunden ist bzw. sind. Auch damit kann eine einfache Überwachung einer Leckage erfolgen.It is advantageous if the filling level sensor is provided on a tank or pressurized container, which is or are in fluid communication with the double-walled second pipe. This also allows a simple monitoring of a leak to take place.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Füllstandssensor als faseroptischer Sensor mit Ringresonatoren in dem zweiten doppelwandigen Rohr angeordnet ist. Damit kann eine Überwachung innerhalb des zweiten Rohrs erfolgen.It is also advantageous if the level sensor is arranged as a fiber-optic sensor with ring resonators in the second double-walled tube net is. This allows monitoring within the second tube.

Diese Aufgabe zu dem Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 14 gelöst.This task relating to the method is solved with the features of claim 14 .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben und Überwachen einer Kühlmittelversorgungseinrichtung, wobei die verwendeten Sensoren für eine Überwachung benutzt und/oder Kontrollschächte überwacht werden zur Erkennung von Leckagen. Damit soll vermieden werden, dass unerwartete Leckagen zu einer Verunreinigung aufgrund auslaufendem ersten Fluid führen.An exemplary embodiment of the invention relates to a method for operating and monitoring a coolant supply device, with the sensors used for monitoring and/or inspection shafts being monitored to detect leaks. This is to avoid unexpected leaks leading to contamination due to leaking first fluid.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei Erkennen einer Leckage Ventile betätigt werden und/oder Pumpen ab- oder umgeschaltet werden, um eine weitere Förderung des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids zu unterbrechen.It is particularly advantageous if, when a leak is detected, valves are actuated and/or pumps are switched off or switched over in order to interrupt further delivery of the first fluid and/or the second fluid.

Die Kühlmittelversorgungseinrichtung bewirkt und erlaubt somit eine Überwachung für die Rohranordnung und das Führen insbesondere auch wassergefährdender Stoffe bzw. Fluide. Dabei wird eine etwaige Gefährdung ausgehend von einem wassergefährdenden Kühlmittel auf eine Leckage eines nicht wassergefährdenden Fluids übertragen, die im Leckagefall besser bewältigt werden kann.The coolant supply device causes and thus allows monitoring for the pipe arrangement and the routing, in particular, of substances or fluids that are hazardous to water. In this case, any risk arising from a coolant that is hazardous to water is transferred to a leak in a fluid that is not hazardous to water, which can be dealt with better in the event of a leak.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Kühlmittelversorgungseinrichtung 1,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rohranordnung,
3 eine Schnittdarstellung der Rohranordnung aus 2,
4 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Rohranordnung,
5 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Rohranordnung, und
6 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Rohranordnung.

The invention is explained in detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing. Show in the drawing:

1 a schematic representation of a coolant supply device 1,
2 a schematic representation of a pipe arrangement according to the invention,
3 a sectional view of the pipe assembly 2 ,
4 a schematic representation of a further pipe arrangement according to the invention,
5 a schematic representation of a further pipe arrangement according to the invention, and
6 a schematic representation of an alternative tube arrangement according to the invention.

Die 1 zeigt schematisch eine Kühlmittelversorgungseinrichtung 1 zur Versorgung zumindest eines zu kühlenden Verbrauchers 2 mit einem flüssigen Kühlmittel 3. Der Verbraucher 2 ist dabei beispielsweise eine Ladestation 4 eines Ladeparks oder Ähnlichem mit einem Ladekabel 5, das Ladekabel 5 etc. zur Aufladung eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs 6.
Verbraucher 2 sind beispielsweise zumindest eine Ladestation selbst, das Ladekabel und gegebenenfalls weitere Einheiten, wie beispielsweise eine Leistungselektronik, eines Ladeparks oder einer Ladestation selbst oder Einheiten zur Versorgung einer Ladestation oder einer Mehrzahl von Ladestationen.the 1 shows schematically a coolant supply device 1 for supplying at least one consumer 2 to be cooled with a liquid coolant 3. The consumer 2 is, for example, a charging station 4 of a charging park or the like with a charging cable 5, the charging cable 5 etc. for charging an electrical energy storage device of a motor vehicle 6 .
Consumers 2 are, for example, at least one charging station itself, the charging cable and possibly other units, such as power electronics, a charging park or a charging station itself, or units for supplying a charging station or a plurality of charging stations.

Das Kühlmittel 3 wird dabei mittels einer Rohranordnung 7 zwischen einer Kühlmittelbereitstellungseinheit 8 und den Verbrauchern 2 transportiert. Die jeweilige Rohranordnung 7 dient der Weiterleitung des Kühlmittels 3 von der Kühlmittelbereitstellungseinheit 8 zu dem zumindest einen Verbraucher 2 und/oder von dem zumindest einen Verbraucher 2 zu der Kühlmittelbereitstellungseinheit 8. Bei einem Kühlmittelkreislauf sind zwischen einem Verbraucher 2 und der Kühlmittelbereitstellungseinheit 8 zwei Rohranordnungen 7 vorgesehen, die parallel und/oder seriell durchströmbar sind.
Die Rohranordnung 7 ist vorteilhaft als Dreifachrohranordnung oder als Zweifachrohranordnung ausgebildet. Die Rohranordnung 7 kann zumindest teilweise unterirdisch verlegt sein, insbesondere zwischen den Verbrauchern 2 und der Kühlmittelbereitstellungseinheit 8.
Die 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohranordnung 10, die als eine Dreifachrohranordnung 11 ausgebildet ist. Die Dreifachrohranordnung 11 weist ein erstes Rohr 12 auf, welches von einem zweiten Rohr 13 umfasst wird, wobei das zweite Rohr 13 in diesem Ausführungsbeispiel von einem dritten Rohr 14 umfasst wird.The coolant 3 is transported between a coolant supply unit 8 and the consumers 2 by means of a pipe arrangement 7 . The respective pipe arrangement 7 serves to forward the coolant 3 from the coolant supply unit 8 to the at least one consumer 2 and/or from the at least one consumer 2 to the coolant supply unit 8. In a coolant circuit, two pipe assemblies 7 are provided between a consumer 2 and the coolant supply unit 8 , which can be flown through in parallel and/or in series.
The pipe arrangement 7 is advantageously designed as a triple pipe arrangement or as a double pipe arrangement. The pipe arrangement 7 can be laid at least partially underground, in particular between the consumers 2 and the coolant supply unit 8.
the 2 and 3 show an embodiment of a pipe arrangement 10 according to the invention, which is designed as a triple pipe arrangement 11. The triple tube arrangement 11 has a first tube 12 which is surrounded by a second tube 13 , the second tube 13 being surrounded by a third tube 14 in this exemplary embodiment.

Durch das erste Rohr 12 strömt das Kühlmittel 3 als erstes Fluid 15, wobei durch das zweite Rohr 13 ein zweites Fluid 16 strömt. Das zweite Rohr 13 und/oder das dritte Rohr 14 werden auf Leckagen überwacht.The coolant 3 flows as the first fluid 15 through the first pipe 12 , a second fluid 16 flowing through the second pipe 13 . The second pipe 13 and/or the third pipe 14 are monitored for leaks.

Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel das zweite Rohr 13 als doppelwandiges Rohr ausgebildet, welches zwei Wandungen 17, 18 aufweist, welche von Abstandshaltern 19 beabstandet werden, die zwischen den beiden Wandungen 17, 18 angeordnet sind. Der Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen 17, 18 dient dabei dem Transport des zweiten Fluids 16.In this exemplary embodiment, the second tube 13 is designed as a double-walled tube which has two walls 17, 18 which are spaced apart by spacers 19 which are arranged between the two walls 17, 18. The space between the two walls 17, 18 serves to transport the second fluid 16.

Das erste Rohr 12 ist mit einem Kühlmitteltank 20 verbindbar, wobei der Kühlmitteltank 20 bezüglich seines Füllstandes überwachbar ist. Hierzu kann ein Füllstandssensor 21 vorgesehen sein.The first pipe 12 can be connected to a coolant tank 20, with the coolant tank 20 being able to be monitored with regard to its fill level. A level sensor 21 can be provided for this purpose.

Das dritte Rohr 14 ist an zumindest einem Punkt, insbesondere an seinem niedrigsten Punkt, mit einem Kontrollschacht 22 verbunden, welcher auf Leckagefluid aus dem zweiten Rohr 13 oder im dritten Rohr 14 von außen kommend, überwachbar ist. Hierzu kann vorteilhaft ein Feuchtigkeitssensor 23 vorgesehen sein. Der Kontrollschacht 22 kann auch optisch überwacht werden.The third pipe 14 is at least one point, in particular at its lowest point, connected to a control shaft 22, which on leakage fluid from the second pipe 13 or im third tube 14 coming from outside, can be monitored. A moisture sensor 23 can advantageously be provided for this purpose. The control shaft 22 can also be monitored optically.

Dabei wird vorteilhaft als Kühlmittel als erstes Fluid 15 ein Fluid nach den Wassergefährdungsklassen WGK1 bis WGK3 verwendet und/oder als das zweite Fluid 16 ein wassernichtgefährdendes Fluid verwendet. So kann das zweite Fluid 16 Wasser und/oder Essigsäure-Ethenylester sein oder enthalten, gegebenenfalls mit Zusätzen und/oder Verunreinigungen im Bereich von unter 1% bis 5%, insbesondere maximal 3% WGK1, maximal 0,2% WGK2, 0,2% WGK3 und nicht identifizierbare Stoffe maximal 0,2%. Dabei dienen die Zuschläge der Vereisungsvermeidung und/oder der Vermeidung der Algenbildung und/oder der Vermeidung der Verunreinigung und/oder der Vermeidung der Degenerierung. Dabei schließt die Vermeidung auch lediglich die Reduzierung mit ein, so dass das zweite Fluid 16 besser geschützt ist.A fluid according to the water hazard classes WGK1 to WGK3 is advantageously used as the coolant as the first fluid 15 and/or a fluid that is not hazardous to water is used as the second fluid 16 . The second fluid 16 can be or contain water and/or ethenyl acetate, optionally with additives and/or impurities in the range from less than 1% to 5%, in particular a maximum of 3% WGK1, a maximum of 0.2% WGK2, 0.2 % WGK3 and unidentifiable substances maximum 0.2%. The supplements serve to prevent icing and/or to prevent algae formation and/or to prevent contamination and/or to prevent degeneration. The avoidance also only includes the reduction, so that the second fluid 16 is better protected.

Ist kein Vereisungsschutz des zweiten Fluids 16 durch das zweite Fluid 16 selbst gegeben, so kann in dem doppelwandigen zweiten Rohr 13 auch eine Heizung 24 angeordnet sein, welche das zweite Fluid beheizen kann, damit es nicht einfriert.If the second fluid 16 does not protect the second fluid 16 from freezing by the second fluid 16 itself, a heater 24 can also be arranged in the double-walled second pipe 13, which can heat the second fluid so that it does not freeze.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn an das zweite Rohr 13 ein Füllstandssensor 26 angeordnet oder diesem zugeordnet ist, zur Überwachung des Füllstandes des zweiten Fluids 16 in dem doppelwandigen zweiten Rohr 13, beispielsweise über einen Tank 25 für das zweite Fluid 16. Der Füllstandssensor 26 ist dabei in oder an einem Tank 25 bzw. Überdruckbehälter vorgesehen, welcher bzw. welche mit dem doppelwandigen zweiten Rohr 13 fluidverbunden ist bzw. sind.It can also be advantageous if a filling level sensor 26 is arranged on or assigned to the second pipe 13, for monitoring the filling level of the second fluid 16 in the double-walled second pipe 13, for example via a tank 25 for the second fluid 16. The filling level sensor 26 is provided in or on a tank 25 or pressure vessel, which is or are fluidly connected to the double-walled second pipe 13 .

Die 4 zeigt, wie das Kühlmittel 3 als erstes Fluid 15 aus einem Kühlmitteltank 20 in ein erstes Rohr 12 mittels der Pumpe 27 gepumpt wird, wobei in der Pumpe 27 integriert und/oder extern Ventile 28 vorgesehen sein können, zum Steuern des Fluidstroms.the 4 shows how the coolant 3 is pumped as a first fluid 15 from a coolant tank 20 into a first pipe 12 by means of the pump 27, it being possible for valves 28 to be integrated into the pump 27 and/or provided externally for controlling the fluid flow.

Die 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, bei welchen das dritte Rohr 14 entfallen ist und die Rohranordnung 10 nur das erste Rohr 12 und das doppelwandige zweite Rohr 13 umfasst. Dies ist bei Überwachung des Füllstandes des zweiten Fluids mittels des Füllstandssensors 26 ausreichend, siehe 5.the 5 and 6 show further exemplary embodiments in which the third tube 14 has been omitted and the tube arrangement 10 comprises only the first tube 12 and the double-walled second tube 13 . This is sufficient when the fill level of the second fluid is monitored by means of the fill level sensor 26, see FIG 5 .

In 6 ist der Füllstandssensor 26 als faseroptischer Sensor mit Ringresonatoren in dem zweiten doppelwandigen Rohr 13 angeordnet.In 6 the filling level sensor 26 is arranged as a fiber-optic sensor with ring resonators in the second double-walled tube 13 .

Betrieben wird die Kühlmittelversorgungseinrichtung 1 mit einem Verfahren zum Betreiben und Überwachen der Kühlmittelversorgungseinrichtung 1 gemäß den obigen Ausführungen, wobei die verwendeten Sensoren 21, 23, 26 für eine Überwachung benutzt und/oder Kontrollschächte 22 überwacht werden zur Erkennung von Leckagen. Dabei kann bei Erkennen einer Leckage mittels der Ventile 28, 29 und deren Betätigung und/oder mittels der Pumpen 27, 30 ein Fluidstrom ab- oder umgeschaltet werden, um eine weitere Förderung des ersten Fluids 15 und/oder des zweiten Fluids 16 zu unterbrechen.The coolant supply device 1 is operated with a method for operating and monitoring the coolant supply device 1 according to the above statements, with the sensors 21, 23, 26 being used for monitoring and/or inspection shafts 22 being monitored to detect leaks. A fluid flow can be switched off or switched over by means of the valves 28, 29 and their actuation and/or by means of the pumps 27, 30 when a leak is detected in order to interrupt further delivery of the first fluid 15 and/or the second fluid 16.

Claims

Coolant supply device (1) for supplying at least one consumer (2) to be cooled with a liquid coolant (3), with a coolant supply unit (8) and a pipe arrangement (7, 10) for forwarding the coolant (3) from the coolant supply unit (8) to the at least one consumer (2), characterized in that the pipe arrangement (7, 10) has a multiple pipe arrangement with at least one first pipe (12) which is surrounded by a second pipe (13), the second pipe (13) being a third tube (14), the coolant (3) being able to flow as the first fluid (15) through the first tube (12) or through the first tubes, the second tube (13) being designed as a double-walled tube, through which a second fluid (16) can flow, wherein the second tube (13) and/or the third tube (14) is/are monitored for level and/or leaks.

Coolant supply device (1) after claim 1 , characterized in that the first tube (12) can be connected to a coolant tank (20) and the coolant tank (20) can be monitored with respect to its filling level.

Coolant supply device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the second tube (13) is provided as a double-walled tube with spacers (19) between the two tube walls (17, 18) for transporting the second fluid (16).

Coolant supply device (1) after claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the third pipe (14) is connected at least at one point, in particular at its lowest point, to an inspection shaft (22) which can be monitored for leakage fluid from the third pipe (14) or the surrounding soil.

Coolant supply device (1) according to one of the preceding ones Claims 1 until 4 , characterized in that the pipe arrangement (7, 10) is laid at least partially underground.

Coolant supply device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant (3) as the first fluid (15) is a fluid according to water hazard classes WGK1 to WGK3 and/or the second fluid (16) is a water non-hazardous fluid.

Coolant supply device (1) after claim 6 , characterized in that the second fluid (16) is or contains water and/or ethenyl acetate, optionally with additives and/or impurities in the range from less than 1% to 5%, in particular a maximum of 3% WGK1, a maximum of 0.2% WGK2, 0.2% WGK3 and unidentifiable substances maximum 0.2%.

Coolant supply device (1) after claim 7 , characterized in that the additives serve to prevent icing and/or to prevent algae formation and/or to prevent contamination and/or to prevent degeneration.

Coolant supply device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that a heater (24) is arranged in the double-walled second tube (13).

Coolant supply device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that in the at least one control shaft (22) a moisture sensor (23) is arranged to monitor the leakage fluid of the third pipe (14) or the surrounding soil.

Coolant supply device (1) according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that a level sensor (26) is provided for monitoring the level of the second fluid (16) in the double-walled second tube (13).

Coolant supply device (1) after claim 11 , characterized in that the level sensor (26) is provided in or on a tank (25) or pressure vessel, which is or are fluidly connected to the double-walled second pipe (13).

Coolant supply device (1) after claim 11 , characterized in that the level sensor (26) is arranged as a fiber optic sensor with ring resonators in the second double-walled tube (13).

Method for operating and monitoring a coolant supply device (1) according to one of the preceding ones Claims 4 until 13 , wherein the sensors used (21, 23, 26) and / or control shafts (22) are monitored to detect leaks.

procedure after Claim 14 , characterized in that when a leak is detected, valves (28, 29) are actuated and/or pumps (27, 30) are switched off or switched over in order to prevent further delivery of the first fluid (15) and/or the second fluid (16 ) to interrupt.