DE102019132614B4

DE102019132614B4 - Heat transfer device with spray device for a motor vehicle and motor vehicle with such a heat transfer device

Info

Publication number: DE102019132614B4
Application number: DE102019132614.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Rebinger; Thomas Lichius; Dirk Schroeder
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: DE102019132614A1

Abstract

Wärmeübertragungseinrichtung (14) für ein Kraftfahrzeug (10) zur Kühlung eines Antriebsaggregates (12) des Kraftfahrzeugs (10) mit wenigstens einem von Umgebungsluft (UL) durchströmten Wärmeübertragungselement (16),wenigstens einer an der Wärmeübertragungseinrichtung (14) oder dem Kraftfahrzeug (10) angebrachten Sprüheinrichtung (20) zum Besprühen des Wärmeübertragungselements (16) mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser,wobei die Sprüheinrichtung (20) relativ zum Wärmeübertragungselement (16) beweglich ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung mit einer Steuereinheit (28) des Fahrzeugs (10) in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit (28) dazu eingerichtet ist, die Bewegung der Sprüheinrichtung (20) zu steuern bzw. zu regeln, derart dass die Sprüheinrichtung (20) in ihrer relativen Bewegung zum Wärmeübertragungselement (16) in Abhängigkeit von einem die Fahrdynamik des Fahrzeugs (10) repräsentierenden Parameter eingestellt wird.Heat transfer device (14) for a motor vehicle (10) for cooling a drive unit (12) of the motor vehicle (10), with at least one heat transfer element (16) through which ambient air (UL) flows,at least one spray device (20) attached to the heat transfer device (14) or the motor vehicle (10) for spraying the heat transfer element (16) with a liquid to be evaporated, in particular water,wherein the spray device (20) is movable relative to the heat transfer element (16),characterized in that the heat transfer device is connected to a control unit (28) of the vehicle (10),wherein the control unit (28) is designed to control or regulate the movement of the spray device (20) such that the spray device (20) is adjusted in its movement relative to the heat transfer element (16) depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung eines Antriebsaggregates des Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem von Umgebungsluft durchströmten Wärmeübertragungselement, und mit wenigstens einer Sprüheinrichtung zum Besprühen des Wärmeübertragungselements mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser.The invention relates to a heat transfer device for a motor vehicle for cooling a drive unit of the motor vehicle with at least one heat transfer element through which ambient air flows, and with at least one spray device for spraying the heat transfer element with a liquid to be evaporated, in particular water.

Beispiele für derartige Wärmeübertragungseinrichtungen finden sich beispielsweise in der US 3 769 947 A , der US 5 211 136 A und der IN 304 586 B . Ferner zeigt auch die US 5 101 775 A eine derartige Wärmeübertragungseinrichtung mit zwei vertikal verlaufenden Sprüheinrichtungen.Examples of such heat transfer devices can be found in the US 3 769 947 A , the US 5 211 136 A and the IN 304 586 B . Furthermore, the US 5 101 775 A such a heat transfer device with two vertically extending spray devices.

Aus der DE 10 2015 010 982 A1 ist eine Ladestation für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug bekannt, die eine vor dem Fahrzeug angeordnete Sprühvorrichtung zur Freisetzung eines Aerosols umfasst, mit dem eine Kühlerfläche des Fahrzeugs während des Ladevorgangs beaufschlagt wird. Dabei steht das Fahrzeug still und wird nicht bewegt.From the EN 10 2015 010 982 A1 A charging station for an electrically powered vehicle is known, which comprises a spray device arranged in front of the vehicle for releasing an aerosol, which is applied to a radiator surface of the vehicle during the charging process. The vehicle is stationary and is not moved.

Die US 3 043 317 A offenbart eine Kühlung bei der Herstellung von Eisenbahnrädern aus Metall, wobei ein aufgesprühtes Kühlfluid zum gleichmäßigen Abkühlen eines heiß geformten Metalls dient.The US 3 043 317 A discloses a cooling system in the manufacture of metal railway wheels, wherein a sprayed cooling fluid is used to uniformly cool a hot-formed metal.

Bei einer Wärmeübertragungseinrichtung ist die maximal erreichbare Kühlleistung im Wesentlichen vorgegeben durch die Eintrittstemperatur des Kühlmittels (abhängig von der maximalen Temperatur des zu kühlenden Antriebsaggregats) und der Temperatur der Umgebungsluft, die das Wärmeübertragungselement durchströmt bzw. umströmt. Aufgrund des verfügbaren Bauraums in einem Kraftfahrzeug ist die Bautiefe bzw. die einem Umgebungsluft ausgesetzte Strömungsfläche bzw. Stirnfläche begrenzt, so dass für eine verbesserte Kühlleistung das aus dem Stand der Technik bekannte Aufbringen von Wasser in Betracht gezogen wird. Dabei ist es für eine optimale Kühlleistung von Vorteil, wenn das aufgebrachte Wasser möglichst vollständig verdunstet.In a heat transfer device, the maximum achievable cooling performance is essentially determined by the inlet temperature of the coolant (depending on the maximum temperature of the drive unit to be cooled) and the temperature of the ambient air that flows through or around the heat transfer element. Due to the available installation space in a motor vehicle, the installation depth or the flow area or front surface exposed to ambient air is limited, so that the application of water, as known from the prior art, is considered for improved cooling performance. For optimal cooling performance, it is advantageous if the water applied evaporates as completely as possible.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Wärmeübertragungseinrichtung anzugeben, die im Hinblick auf die Kühlleistung verbessert ist.The object underlying the invention is to provide a heat transfer device which is improved with regard to cooling performance.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wärmeübertragungseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a heat transfer device having the features of the independent patent claims and by a motor vehicle having the features of patent claim 14. Advantageous embodiments with expedient further developments are specified in the dependent patent claims.

Vorgeschlagen wird also eine Wärmeübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung eines Antriebsaggregates des Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem von Umgebungsluft durchströmten Wärmeübertragungselement, und mit wenigstens einer Sprüheinrichtung zum Besprühen des Wärmeübertragungselements mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser. Dabei ist vorgesehen, dass die Sprüheinrichtung relativ zum Wärmeübertragungselement beweglich ist.A heat transfer device for a motor vehicle is therefore proposed for cooling a drive unit of the motor vehicle, with at least one heat transfer element through which ambient air flows, and with at least one spray device for spraying the heat transfer element with a liquid to be evaporated, in particular water. It is provided that the spray device is movable relative to the heat transfer element.

Durch eine relative Beweglichkeit der Sprüheinrichtung kann das Besprühen des Wärmeübertragungselements variabel eingestellt werden, um die Kühlleistung zu optimieren.Due to the relative mobility of the spray device, the spraying of the heat transfer element can be variably adjusted in order to optimize the cooling performance.

Dabei kann die Sprüheinrichtung bezogen auf das Wärmeübertragungselement an einer festen Position angebracht und an dieser Position relativ zum Wärmeübertragungselement beweglich sein. Mit anderen Worten kann die Sprüheinrichtung relativ zum Wärmeübertragungselement verschwenkt werden, beispielsweise zu dem Wärmeübertragungselement hin bzw. weg oder/und entlang der Strömungsfläche des Wärmeübertragungselements, so dass verschiedene Bereiche bzw. Zonen des Wärmeübertragungselements gezielt besprüht werden können.The spray device can be attached to a fixed position relative to the heat transfer element and can be movable relative to the heat transfer element at this position. In other words, the spray device can be pivoted relative to the heat transfer element, for example towards or away from the heat transfer element and/or along the flow surface of the heat transfer element, so that different areas or zones of the heat transfer element can be sprayed in a targeted manner.

Die Sprüheinrichtung kann auch entlang eines Randes oder/und entlang einer Fläche des Wärmeübertragungselements beweglich sein. Hierdurch ist es möglich die Sprüheinrichtung gezielt dahin zu bewegen, wo das Besprühen des Wärmeübertragungselements mit der Flüssigkeit am effizientesten wirkt, um die Kühlleistung zu optimieren.The spray device can also be movable along an edge and/or along a surface of the heat transfer element. This makes it possible to move the spray device specifically to where spraying the heat transfer element with the liquid is most effective in order to optimize the cooling performance.

Die Sprüheinrichtung kann zwischen einer Ruhestellung und einer Sprühstellung beweglich sein, wobei sie in der Ruhestellung außerhalb des Wärmeübertragungselements angeordnet ist. Hierdurch wird verhindert, dass die Sprüheinrichtung in der Ruhestellung das Durchströmen von Umgebungsluft behindert bzw. die Strömung bei nicht besprühtem Wärmeübertragungselement ungünstig beeinflusst, etwa durch an der Sprüheinrichtung entstehende Verwirbelungen.The spray device can be movable between a rest position and a spray position, whereby in the rest position it is arranged outside the heat transfer element. This prevents the spray device in the rest position from hindering the flow of ambient air or from adversely affecting the flow when the heat transfer element is not sprayed, for example due to turbulences occurring at the spray device.

Die Sprüheinrichtung kann dazu eingerichtet sein, während eines Sprühvorgangs bewegt zu werden. Hierdurch können unterschiedliche Bereiche des Wärmeübertragungselements mit der gleichen Sprüheinrichtung gezielt besprüht werden.The spray device can be designed to be moved during a spraying process. This allows different areas of the heat transfer element to be sprayed in a targeted manner using the same spray device.

Die Sprüheinrichtung kann derart angeordnet sein, dass das Besprühen zumindest teilweise entgegen der Strömungsrichtung von Umgebungsluft erfolgt, die das Wärmeübertragungselement durchströmt. Hierdurch wird in den Luftstrom eingesprühte Flüssigkeit in Richtung des Wärmeübertragungselements mitgerissen und dabei auch verteilt.The spraying device can be arranged in such a way that the spraying takes place at least partially against the flow direction of the ambient air that flows through the heat transfer element. As a result, the air sprayed into the air flow Liquid is carried towards the heat transfer element and thereby distributed.

Erfindungsgemäß steht die Wärmeübertragungseinrichtung mit einer Steuereinheit des Fahrzeugs in Verbindung, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Bewegung der Sprüheinrichtung zu steuern bzw. zu regeln. According to the invention, the heat transfer device is connected to a control unit of the vehicle, wherein the control unit is designed to control or regulate the movement of the spray device.

Dabei ist die Steuereinheit erfindungsgemäß dazu eingerichtet, die Sprüheinrichtung in ihrer relativen Bewegung zum Wärmeübertragungselement in Abhängigkeit von einem die Fahrdynamik des Fahrzeug repräsentierenden Parameters, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit oder/und des Kühlmittelstroms im Wärmeübertragungselement oder/und der Vorlauftemperatur im Kühlmittelkreislauf, einzustellen. Hierdurch kann das Besprühen insbesondere dann eingesetzt werden, wenn aufgrund von erfassten Parametern eine erhöhte Kühlleistung erforderlich ist.According to the invention, the control unit is designed to adjust the spray device in its relative movement to the heat transfer element depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle, in particular the driving speed and/or the coolant flow in the heat transfer element and/or the flow temperature in the coolant circuit. This means that spraying can be used in particular when an increased cooling capacity is required due to recorded parameters.

Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, das Besprühen mittels der Sprüheinrichtung zu regeln, insbesondere deart dass ein erneutes Besprühen gleicher Bereiche des Wärmeübertragungselements erst dann erfolgt, wenn die zuvor aufgesprühte Flüssigkeit im Wesentlichen verdunstet ist. Dies kann beispielsweise durch die Steuerung bzw. Regelung der Bewegung der Sprüheinrichtung oder/und durch das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Sprüheinrichtung erfolgen.The control unit can be set up to regulate the spraying by means of the spray device, in particular in such a way that the same areas of the heat transfer element are only sprayed again when the previously sprayed liquid has essentially evaporated. This can be done, for example, by controlling or regulating the movement of the spray device and/or by activating or deactivating the spray device.

Die Wärmeübertragungseinrichtung kann zwei in Strömungsrichtung der Umgebungsluft nacheinander angeordnete Wärmeübertragungselemente aufweisen, insbesondere einen Kondensator einer Kälteanlage für die Klimatisierung und einen Kühler des Antriebsaggregats, wobei die Sprüheinrichtung in einem Zwischenraum zwischen den beiden Wärmeübertragungselement angeordnet ist.The heat transfer device can have two heat transfer elements arranged one after the other in the flow direction of the ambient air, in particular a condenser of a refrigeration system for air conditioning and a cooler of the drive unit, wherein the spray device is arranged in an intermediate space between the two heat transfer elements.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Wärmeübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung eines Antriebsaggregates des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen mit wenigstens einem von Umgebungsluft durchströmten Wärmeübertragungselement, und mit wenigstens einer Sprüheinrichtung zum Besprühen des Wärmeübertragungselements mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser. Dabei ist vorgesehen, dass sie mit einer Steuereinheit des Fahrzeugs in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Besprühen des Wärmeübertragungselements in Abhängigkeit von einem die Fahrdynamik des Fahrzeug repräsentierenden Parameters, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit oder/und des Kühlmittelstroms im Wärmeübertragungselement oder/und der Vorlauftemperatur im Kühlmittelkreislauf, zu steuern bzw. zu regeln.According to a further aspect, a heat transfer device for a motor vehicle for cooling a drive unit of the motor vehicle is proposed, with at least one heat transfer element through which ambient air flows, and with at least one spray device for spraying the heat transfer element with a liquid to be evaporated, in particular water. It is provided that it is connected to a control unit of the vehicle, wherein the control unit is set up to control or regulate the spraying of the heat transfer element depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle, in particular the driving speed and/or the coolant flow in the heat transfer element and/or the flow temperature in the coolant circuit.

Eine solche Sprüheinrichtung kann auch feststehend bzw. unbeweglich an der Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen sein.Such a spray device can also be provided in a fixed or immovable manner on the heat transfer device.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Wärmeübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung eines Antriebsaggregates des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen mit wenigstens einem von Umgebungsluft durchströmten Wärmeübertragungselement, wobei das Wärmeübertragungselement einen die Kühlleitungen aufweisenden Wärmeübertrager und ein in Strömungsrichtung der Umgebungsluft vor dem Wärmeübertrager angeordnetes Wärmeübertragungsnetz aufweist, und mit wenigstens einer Sprüheinrichtung zum Besprühen des Wärmeübertragungselements mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser. Dabei ist vorgesehen, dass die Sprüheinrichtung in oder an dem Wärmeübertragungsnetz angeordnet ist.According to a further aspect, a heat transfer device for a motor vehicle for cooling a drive unit of the motor vehicle is proposed, with at least one heat transfer element through which ambient air flows, wherein the heat transfer element has a heat exchanger having the cooling lines and a heat transfer network arranged in front of the heat exchanger in the flow direction of the ambient air, and with at least one spray device for spraying the heat transfer element with a liquid to be evaporated, in particular water. It is provided that the spray device is arranged in or on the heat transfer network.

Bei einer solchen Wärmeübertragungseinrichtung kann die Sprüheinrichtung derart an dem Wärmeübertragungsnetz angeordnet sein, dass das Besprühen zumindest teilweise entgegen der Strömungsrichtung von Umgebungsluft erfolgt, die den Wärmeübertrager durchströmt.In such a heat transfer device, the spray device can be arranged on the heat transfer network in such a way that the spraying takes place at least partially against the flow direction of ambient air flowing through the heat exchanger.

Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene Ausgestaltung der Wärmeübertragungseinrichtung mit beweglicher Sprüheinrichtung samt der optionalen Ausführungen auch mit den Wärmeübertragungseinrichtung gemäß den weiteren Aspekten in beliebiger Art kombiniert werden können.It is pointed out that the above-described design of the heat transfer device with movable spray device together with the optional designs can also be combined with the heat transfer device according to the other aspects in any way.

Ein Kraftfahrzeug kann mit einer Wärmeübertragungseinrichtung gemäß wenigstens einem der oben beschrieben Aspekte ausgestattet sein.A motor vehicle can be equipped with a heat transfer device according to at least one of the aspects described above.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

1 eine stark vereinfachte und schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Wärmeübertragungseinrichtung;
2 eine Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinrichtung mit Sprüheinrichtung;
3 eine Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinrichtung mit Sprüheinrichtung;
4 eine Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinrichtung mit Sprüheinrichtung;
5 eine Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinrichtung mit Sprüheinrichtung;
6 eine Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinrichtung mit Sprüheinrichtung.

Further advantages and details of the invention emerge from the following description of embodiments with reference to the figures.

1 a highly simplified and schematic representation of a motor vehicle with heat transfer device;
2 an embodiment of a heat transfer device with spray device;
3 an embodiment of a heat transfer device with spray device;
4 an embodiment of a heat transfer device with spray device;
5 an embodiment of a heat transfer device with spray device;
6 an embodiment of a heat transfer device with spray device.

In 1 ist vereinfacht und schematisch ein Kraftfahrzeug 10 gezeigt. Das Kraftfahrzeug umfasst ein Antriebsaggregat 12, das neben der dargestellten Anordnung im Vorderwagen auch im mittleren und hinteren Bereich positioniert sein kann. Das hier gezeigte Antriebsaggregat 12 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor, eine Brennstoffzellenanordnung, eine Batterieanordnung oder dergleichen sein. In einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs ist eine Wärmeübertragungseinrichtung 14 dargestellt. Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 ist dazu eingerichtet, das Antriebsaggregat 12 zu kühlen. Im gezeigten Beispiel umfasst die Wärmeübertragungseinrichtung 14 als Wärmeübertragungselemente einen Wärmeübertrager 16 und ein Wärmeübertragungsnetz 18. Als Wärmeübertrager 16 wird derjenige Teil der Wärmeübertragungseinrichtung 14 verstanden, der die Kühlmittelleitungen aufweist. Als Wärmeübertragungsnetz 18 wird derjenige Teil der Wärmeübertragungseinrichtung 14 verstanden, die als eine Art Gitter, Netz oder Rippen, dem Wärmeübertrager 16 vorgelagert ist. Das Wärmeübertragungsnetz 18 kann dabei mit dem Wärmeübertrager 16 verbunden sein, so dass das Wärmeübertragungsnetz 18 ebenfalls zum Wärmeaustausch beitragen kann.In 1 a motor vehicle 10 is shown in a simplified and schematic manner. The motor vehicle comprises a drive unit 12 which, in addition to the arrangement shown in the front of the vehicle, can also be positioned in the middle and rear areas. The drive unit 12 shown here can, for example, be an internal combustion engine, an electric motor, a fuel cell arrangement, a battery arrangement or the like. A heat transfer device 14 is shown in a front area of the motor vehicle. The heat transfer device 14 is designed to cool the drive unit 12. In the example shown, the heat transfer device 14 comprises a heat exchanger 16 and a heat transfer network 18 as heat transfer elements. The heat exchanger 16 is understood to be the part of the heat transfer device 14 which has the coolant lines. The heat transfer network 18 is understood to be the part of the heat transfer device 14 which is arranged in front of the heat exchanger 16 as a type of grid, net or ribs. The heat transfer network 18 can be connected to the heat exchanger 16 so that the heat transfer network 18 can also contribute to the heat exchange.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Wärmeübertragungseinrichtung 14 im Rahmen dieser Anmeldung nicht auf das in 1 dargestellte Beispiel mit Wärmeübertrager 16 und Wärmeübertragungsnetz 18 beschränkt ist. Vielmehr kann als Wärmeübertragungseinrichtung 14 jeder Art von Wärmeaustauschvorrichtung verstanden werden, wie etwa ein Kondensator einer Kältemittelanlage oder ein Kühler einer Kühlmittelanlage.It is pointed out that the heat transfer device 14 in the context of this application is not limited to the 1 illustrated example with heat exchanger 16 and heat transfer network 18. Rather, the heat transfer device 14 can be understood as any type of heat exchange device, such as a condenser of a refrigerant system or a cooler of a coolant system.

Bezogen auf eine Vorwärtsfahrtrichtung VR des Kraftfahrzeugs 10 wird eine Strömungsrichtung von Umgebungsluft UL vereinfacht als im Wesentlichen entgegengesetzt angenommen.With respect to a forward travel direction VR of the motor vehicle 10, a flow direction of ambient air UL is simplified and assumed to be essentially opposite.

2 zeigt in einer stark vereinfachten und schematischen Darstellung eine Wärmeübertragungseinrichtung 14. In der Darstellung ist auch der Strömungspfeil UL für die Wärmeübertragungseinrichtung 14 durchströmende Umgebungsluft dargestellt. Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 umfasst wenigstens ein von der Umgebungsluft durchströmten Wärmeübertragungselement 16. Ferner umfasst die Wärmeübertragungseinrichtung 14 eine Sprüheinrichtung 20, die hier schematisch und vereinfacht als eine Düse dargestellt ist. Die Sprüheinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, das Wärmeübertragungselement 16 mit einer zu verdunstenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zu besprühen, um die Kühlleitung der Wärmeübertragungseinrichtung 14 zu verbessern. Die Sprüheinrichtung 20 ist relativ zum Wärmeübertragungselement 16 beweglich ausgeführt, was nachfolgend anhand unterschiedlicher Beispiele erläutert wird. 2 shows a heat transfer device 14 in a highly simplified and schematic representation. The illustration also shows the flow arrow UL for the ambient air flowing through the heat transfer device 14. The heat transfer device 14 comprises at least one heat transfer element 16 through which the ambient air flows. The heat transfer device 14 also comprises a spray device 20, which is shown here schematically and simplified as a nozzle. The spray device 20 is designed to spray the heat transfer element 16 with a liquid to be evaporated, in particular water, in order to improve the cooling conduction of the heat transfer device 14. The spray device 20 is designed to be movable relative to the heat transfer element 16, which is explained below using different examples.

Die Sprüheinrichtung 20 kann bezogen auf das Wärmeübertragungselement 16 an einer festen Position angebracht sein, wobei sie an dieser Position relativ zum Wärmeübertragungselement 16 beweglich ist. Beispielhaft ist dies durch die Sprüheinrichtung 20 illustriert, die in der oberen linken Ecke des Wärmeübertragungselements 16 dargestellt ist. Diese Sprüheinrichtung kann beispielsweise um 90° entlang einer von Umgebungsluft UL beaufschlagten Strömungsfläche 22 des Wärmeübertragungselements 16 bewegt bzw. verschwenkt werden, was durch den Doppelpfeil P1 illustriert ist. Mit anderen Worten wird die Sprüheinrichtung 20 im Wesentlichen parallel zur Strömungsfläche 22 bewegt.The spray device 20 can be attached to a fixed position relative to the heat transfer element 16, and at this position it is movable relative to the heat transfer element 16. This is illustrated by way of example by the spray device 20, which is shown in the upper left corner of the heat transfer element 16. This spray device can, for example, be moved or pivoted by 90° along a flow surface 22 of the heat transfer element 16 exposed to ambient air UL, which is illustrated by the double arrow P1. In other words, the spray device 20 is moved essentially parallel to the flow surface 22.

Alternativ oder ergänzend kann die Sprüheinrichtung 20 auch von der Strömungsfläche 22 weg oder zu dieser hin bewegt werden. Beispielsweise kann die Sprüheinrichtung 20 aus einer im Wesentlichen parallelen Anordnung zur Strömungsfläche 22 geneigt werden, so dass sie beispielsweise stärker in Richtung der anströmenden Umgebungsluft weist. Dies ist vereinfacht durch die Sprüheinrichtung in der rechten oberen Ecke des Wärmeübertragungselements 16 und den Pfeil P2 illustriert.Alternatively or additionally, the spray device 20 can also be moved away from the flow surface 22 or towards it. For example, the spray device 20 can be inclined from a substantially parallel arrangement to the flow surface 22 so that it points more in the direction of the incoming ambient air, for example. This is illustrated in a simplified manner by the spray device in the top right corner of the heat transfer element 16 and the arrow P2.

3 zeigt ein vereinfachtes Beispiel, bei dem eine Sprüheinrichtung 20 bezogen auf die Strömungsfläche 22 im Wesentlichen mittig vor dem Wärmeübertragungselement angeordnet ist. Dabei kann die Sprüheinrichtung 20 relativ zum Wärmeübertragungselement 16 rotiert werden, was durch den Doppelpfeil P3 illustriert ist. Hierdurch kann mit einer im Wesentlichen zentral angeordneten Sprüheinrichtung 20 im Wesentlichen die gesamte Strömungsfläche 22 besprüht werden. 3 shows a simplified example in which a spray device 20 is arranged essentially centrally in front of the heat transfer element with respect to the flow surface 22. The spray device 20 can be rotated relative to the heat transfer element 16, which is illustrated by the double arrow P3. As a result, essentially the entire flow surface 22 can be sprayed with an essentially centrally arranged spray device 20.

4 zeigt ein vereinfachtes Beispiel mit einem entlang der Ränder 26 des Wärmeübertragungselements 16 angeordneten Führungssystem 24. Entlang des Führungssystems 24 können jeweilige Sprüheinrichtungen 20 hin und her bewegt werden, insbesondere von links nach rechts und umgekehrt bzw. von oben nach unten und umgekehrt. In der 4 sind beispielhaft vier Sprüheinrichtungen 20 dargestellt, die sich jeweils entlang eines Randes 26 bzw. einer Seite des Wärmeübertragungselements 16 bewegen können. Denkbar ist auch, dass das Führungssystem 24 zumindest teilweise umlaufend ausgebildet, so das beispielsweise eine Sprüheinrichtung 20 entlang der oberen Seite und der rechten Seite des Wärmeübertragungselement 16 bewegt werden kann oder entlang der unteren und der linken Seite. Denkbar ist auch ein vollständig umlaufendes Führungssystem 24. Eine zumindest teilweise umlaufendes Führungssystem 24 ist durch das gestrichelt dargestellte, um die Ecke geführte Führungselement 25 illustriert. 4 shows a simplified example with a guide system 24 arranged along the edges 26 of the heat transfer element 16. Along the guide system 24, respective spray devices 20 can be moved back and forth, in particular from left to right and vice versa or from top to bottom and vice versa. In the 4 Four spray devices 20 are shown as examples, each of which can move along an edge 26 or a side of the heat transfer element 16. It is also conceivable that the guide system 24 is designed to be at least partially circumferential, so that, for example, a spray device 20 can be moved along the upper side and the right side of the heat transfer element 16 or along the lower and the left side. A completely circumferential guide system 24 is also conceivable. An at least partially circumferential guide system 24 is formed by the dashed line guide element 25 guided around the corner is illustrated.

Wie sich aus den obigen Beispielen verallgemeinert ergibt, kann die Sprüheinrichtung 20 also entlang eines Randes 26 oder/und entlang einer Fläche 22 des Wärmeübertragungselements 16 bewegt werden. Ebenso illustrieren die obigen Beispiele das allgemeine Konzept, wonach die Sprüheinrichtung 20 dazu eingerichtet ist, während eines Sprühvorgangs bewegt zu werden.As can be seen from the above examples in general, the spray device 20 can be moved along an edge 26 and/or along a surface 22 of the heat transfer element 16. The above examples also illustrate the general concept that the spray device 20 is designed to be moved during a spraying process.

Für die oben beschriebenen Beispiele ist es möglich, dass die Sprüheinrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer Sprühstellung beweglich ist, wobei sie in der Ruhestellung außerhalb des Wärmeübertragungselements 16 angeordnet ist.For the examples described above, it is possible for the spray device to be movable between a rest position and a spray position, wherein in the rest position it is arranged outside the heat transfer element 16.

Die Sprüheinrichtung 20 kann insbesondere durch eine entsprechende Bewegung derart angeordnet sein, dass das Besprühen zumindest teilweise entgegen der Strömungsrichtung UL von Umgebungsluft erfolgt, die das Wärmeübertragungselement 16 durchströmt. Beispielhaft wird dies durch eine Sprüheinrichtung 20 erreicht, wie sie in 2 in der oberen rechten Ecke des Wärmeübertragungselements dargestellt und oben bereits beschrieben worden ist. Selbstverständlich können auch Sprüheinrichtungen 20, die entlang des Führungssystems 24 beweglich sind, relativ zu diesem verschwenkbar ausgeführt sein, so dass das Besprühen zumindest teilweise entgegen der Strömungsrichtung UL der Umgebungsluft erfolgt.The spray device 20 can be arranged in particular by a corresponding movement such that the spraying takes place at least partially against the flow direction UL of ambient air that flows through the heat transfer element 16. For example, this is achieved by a spray device 20 as shown in 2 in the upper right corner of the heat transfer element and has already been described above. Of course, spray devices 20 which are movable along the guide system 24 can also be designed to be pivotable relative to the latter, so that the spraying takes place at least partially against the flow direction UL of the ambient air.

Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 kann mit einer Steuereinheit 28 des Fahrzeugs 10 (1) in Verbindung stehen, wobei die Steuereinheit 28 dazu eingerichtet ist, das Besprühen des Wärmeübertragungselements 16 oder/und die Bewegung der Sprüheinrichtung 20 zu steuern bzw. zu regeln.The heat transfer device 14 can be connected to a control unit 28 of the vehicle 10 ( 1 ), wherein the control unit 28 is designed to control or regulate the spraying of the heat transfer element 16 and/or the movement of the spray device 20.

Die Steuereinheit 28 kann auch dazu eingerichtet sein, die Sprüheinrichtung 20 in ihrer relativen Bewegung zum Wärmeübertragungselement 16 in Abhängigkeit von einem die Fahrdynamik des Fahrzeugs 10 repräsentierenden Parameters, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit oder/und des Kühlmittelstroms im Wärmeübertragungselement 16 oder/und der Vorlauftemperatur im Kühlmittelkreislauf, einzustellen. Ferner kann die Steuereinheit 28 dazu eingerichtet sein, das Besprühen mittels der Sprüheinrichtung 20 derart zu regeln, dass ein erneutes Besprühen gleicher Bereiche des Wärmeübertragungselements 16 erst dann erfolgt, wenn die zuvor aufgesprühte Flüssigkeit im Wesentlichen verdunstet ist. Mit anderen Worten kann das Besprühen des Wärmeübertragungselemente 16 intermittierend erfolgen.The control unit 28 can also be set up to adjust the spray device 20 in its relative movement to the heat transfer element 16 depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle 10, in particular the driving speed and/or the coolant flow in the heat transfer element 16 and/or the flow temperature in the coolant circuit. Furthermore, the control unit 28 can be set up to regulate the spraying by means of the spray device 20 in such a way that the same areas of the heat transfer element 16 are only sprayed again when the previously sprayed liquid has essentially evaporated. In other words, the heat transfer element 16 can be sprayed intermittently.

Durch entsprechende Anordnung bzw. Bewegung kann der Winkel des Besprühstrahls quer zur Luftströmung UL variiert werden in Abhängigkeit der Luftgeschwindigkeit bzw. der Fahrgeschwindigkeit. Durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung können nur die Teile bzw. Bereiche des Wärmeübertragungselements 16 besprüht werden, die wärmer sind als der andere Teil bzw. Bereich des Wärmeübertragungselements 16. Insbesondere kann der zu besprühende Teil bzw. Bereich ein bezogen auf den Kühlmittelfluss eingangsseitiger Bereich des Wärmeübertragungselements 16 sein, an dem das warme bzw. heiße Kühlmittel in das Wärmeübertragungselement 16 eintritt.By means of appropriate arrangement or movement, the angle of the spray jet can be varied transversely to the air flow UL depending on the air speed or the driving speed. By means of appropriate control or regulation, only the parts or areas of the heat transfer element 16 can be sprayed that are warmer than the other part or area of the heat transfer element 16. In particular, the part or area to be sprayed can be an area of the heat transfer element 16 on the inlet side with respect to the coolant flow, at which the warm or hot coolant enters the heat transfer element 16.

Wie bereits oben erwähnt kann die Besprühung intermittierend erfolgen, wobei das Wärmeübertragungselement 16 bereichsweise mit einer bestimmten Wassermenge besprüht wird. Dem aufgesprühten Wasser wird Zeit zur Verdunstung gegeben und erst nach teilweiser oder vollständiger Verdunstung erfolgt eine erneute Besprühung. Dies kann insbesondere durch ein rotierendes System (2, 3) in Anlehnung an einen Gartensprinkler erreicht werden.As already mentioned above, the spraying can be carried out intermittently, whereby the heat transfer element 16 is sprayed with a certain amount of water in certain areas. The sprayed water is given time to evaporate and only after partial or complete evaporation is it sprayed again. This can be done in particular by a rotating system ( 2 , 3 ) similar to a garden sprinkler.

Mittels der Steuereinrichtung 28 kann auch eine Variation der Wassermenge bzw. der Sprühstrahl-Stärke aus der Sprüheinrichtung 20 einstellbar sein, beispielsweise durch Veränderung der Düsenöffnung oder/und Veränderung des Wasserdrucks oder/und im Fall des intermittierenden Betriebs durch die Frequenz der Besprühung oder/und bei rotierendem System durch die Rotationsgeschwindigkeit.By means of the control device 28, a variation of the water quantity or the spray jet strength from the spray device 20 can also be set, for example by changing the nozzle opening and/or changing the water pressure and/or in the case of intermittent operation by the frequency of the spraying and/or in the case of a rotating system by the rotation speed.

Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 kann, wie dies bereits oben erwähnt worden ist, zwei in Strömungsrichtung UL der Umgebungsluft nacheinander angeordnete Wärmeübertragungselemente 16 aufweisen, insbesondere einen Kondensator einer Kälteanlage für die Klimatisierung und einen Kühler 16 des Antriebsaggregats 12, wobei die Sprüheinrichtung 20 in einem Zwischenraum zwischen den beiden Wärmeübertragungselementen angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich beide Wärmeübertragungselemente mittels der gleichen beweglichen Sprüheinrichtung bedarfsweise zu besprühen.As already mentioned above, the heat transfer device 14 can have two heat transfer elements 16 arranged one after the other in the flow direction UL of the ambient air, in particular a condenser of a refrigeration system for air conditioning and a cooler 16 of the drive unit 12, with the spray device 20 being arranged in a space between the two heat transfer elements. This makes it possible to spray both heat transfer elements as required using the same movable spray device.

Bezüglich der Bewegung der Sprüheinrichtung 20 relativ zum Wärmeübertragungselement sind beispielsweise folgender Ausgestaltungen möglich. Die Sprüheinrichtung(en) 20 schwenken um ihre Befestigungsposition im Fall der Positionierung in einer der Ecken des Wärmeübertragungselements 16 um bis zu 90° (1, links oben). Im Fall der Positionierung entlang der Seitenkanten 26 können die Sprüheinrichtungen 20 um bis zu 180° verschwenkt werden. Bei einer mittigen Anordnung (3) erfolgt eine Drehung bzw. Rotation um bis zu 360°.With regard to the movement of the spray device 20 relative to the heat transfer element, the following configurations are possible, for example. The spray device(s) 20 pivot about their fastening position in the case of positioning in one of the corners of the heat transfer element 16 by up to 90° ( 1 , top left). In the case of positioning along the side edges 26, the spray devices 20 can be pivoted by up to 180°. In the case of a central arrangement ( 3 ) a rotation of up to 360° occurs.

Die Sprüheinrichtung 20 kann einen oder mehrere Fluid bzw. Wasseraustritte aufweisen, die in geeigneter Weise und unter Berücksichtigung der Beweglichkeit der Sprüheinrichtung 20 zueinander angeordnet sein können.The spray device 20 can have one or more fluid or water outlets, which can be arranged in a suitable manner and taking into account the mobility of the spray device 20.

5 zeigt beispielhaft eine Anordnung, bei der eine Sprüheinrichtung 20 bezogen auf das Wärmeübertragungselement 16 unbeweglich angeordnet ist. Allerdings ist die Ausrichtung der Sprüheinrichtung 20 so gewählt, dass das Wasser im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung UL der Umgebungsluft gesprüht wird. Dabei kann die Sprüheinrichtung 20 derart an der Wärmeübertragungseinrichtung 14 vorgesehen sein, dass der Wasseraustritt aus der Sprüheinrichtung vor dem Wärmeübertragungselement 16 erfolgt. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Sprüheinrichtung hinter einem Wärmeübertragungselement 16 angeordnet ist und dieses von seiner Rückseite und entgegen der Strömungsrichtung UL der Umgebungsluft ansprüht. 5 shows an example of an arrangement in which a spray device 20 is arranged immovably with respect to the heat transfer element 16. However, the orientation of the spray device 20 is selected such that the water is sprayed essentially against the flow direction UL of the ambient air. The spray device 20 can be provided on the heat transfer device 14 such that the water exits from the spray device in front of the heat transfer element 16. Alternatively, it is also conceivable that the spray device is arranged behind a heat transfer element 16 and sprays it from its rear side and against the flow direction UL of the ambient air.

Claims

Heat transfer device (14) for a motor vehicle (10) for cooling a drive unit (12) of the motor vehicle (10), with at least one heat transfer element (16) through which ambient air (UL) flows, at least one spray device (20) attached to the heat transfer device (14) or the motor vehicle (10) for spraying the heat transfer element (16) with a liquid to be evaporated, in particular water, wherein the spray device (20) is movable relative to the heat transfer element (16), characterized in that the heat transfer device is connected to a control unit (28) of the vehicle (10), wherein the control unit (28) is designed to control or regulate the movement of the spray device (20) such that the spray device (20) is adjusted in its movement relative to the heat transfer element (16) depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle (10).

Heat transfer device (14) according to Claim 1 , characterized in that the spray device (20) is mounted at a fixed position relative to the heat transfer element (16) and is movable at this position relative to the heat transfer element (16).

Heat transfer device according to Claim 1 , characterized in that the spray device is movable along an edge and/or along a surface of the heat transfer element (16).

Heat transfer device (14) according to Claim 1 or 3 , characterized in that the spray device (20) is movable between a rest position and a spray position, wherein in the rest position it is arranged outside the heat transfer element (16).

Heat transfer device (14) according to Claim 2 or 4 , characterized in that the spray device (20) is adapted to be moved during a spraying process.

Heat transfer device (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray device (20) is arranged such that the spraying takes place at least partially against the flow direction of ambient air (UL) which flows through the heat transfer element (16).

Heat transfer device (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (28) is designed to control or regulate the spraying of the heat transfer element (16).

Heat transfer device (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the parameter representing the driving dynamics of the vehicle (10) is the driving speed and/or the coolant flow in the heat transfer element (16) and/or the flow temperature in the coolant circuit.

Heat transfer device (14) according to Claim 7 or 8th , characterized in that the control unit (28) is designed to regulate the spraying by means of the spray device (20) in such a way that renewed spraying of the same areas of the heat transfer element (16) only takes place when the previously sprayed liquid has substantially evaporated.

Heat transfer device (14) according to one of the preceding claims, characterized in that it has two heat transfer elements (16) arranged one after the other in the flow direction of the ambient air (UL), in particular a condenser of a refrigeration system for air conditioning and a cooler of the drive unit, wherein the spray device (20) is arranged in an intermediate space between the two heat transfer elements (16).

Heat transfer device (14) for a motor vehicle (10) for cooling a drive unit (12) of the motor vehicle (10) with at least one heat transfer element (16) through which ambient air (UL) flows, at least one spray device (20) attached to the heat transfer device (14) or the motor vehicle (10) for spraying the heat transfer element (16) with a liquid to be evaporated, in particular water, characterized in that it is connected to a control unit (28) of the vehicle (10), wherein the control unit (28) is set up to control or regulate the spraying of the heat transfer element (16) depending on a parameter representing the driving dynamics of the vehicle (10), in particular the driving speed and/or the coolant flow in the heat transfer element (16) and/or the flow temperature in the coolant circuit.

Heat transfer device (14) according to one of the Claims 1 until 11 , wherein the heat transfer element (16) has a heat exchanger (16) having the cooling lines and a heat transfer network (18) arranged in front of the heat exchanger (16) in the flow direction of the ambient air (UL), characterized in that the spray device (20) is arranged in or on the heat transfer network (18).

Heat transfer device (14) according to Claim 12 , characterized in that the spray device (20) is arranged on the heat transfer network (18) in such a way that the spraying takes place at least partially against the flow direction of ambient air (UL) which flows through the heat exchanger (16).

Motor vehicle (10) with a heat transfer device (14) according to one of the preceding claims.