DE3918941A1 - Durch das motorkuehlwasser ladbarer latentwaermespeicher fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch das Motorkühlwas­ ser ladbarer Latentwärmespeicher für Kraftfahrzeuge, mit einem Strömungsweg für das Motorkühlwasser und mindestens einem davon durch eine Wärmetauscherfläche getrennten Bereich für das Speichermedium.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Abfallwärme der Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen in Wärme­ speichern zu speichern, damit beim Kaltstart Wärme­ energie zur Entfrostung, zur Kabinen- und/oder Motor­ heizung zur Verfügung steht und dadurch der Fahrkom­ fort und die Lebensdauer des Motors verbessert und der Brennstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen reduziert werden können.

Beim Einsatz in Personenkraftfahrzeugen muß besonders der Raumbedarf und das Gewicht berücksichtigt werden. Wegen der hohen Speicherkapazität bei relativ gerin­ gem Raumbedarf ist die Verwendung von Latentwärme­ speichern als günstig für den Einsatz bei Kraftfahr­ zeugen erkannt worden.

Bei der Auswahl des Speichermediums muß beachtet werden, daß seine Umwandlungstemperatur in dem erforderlichen Bereich liegt und daß es ohne Schaden der maximalen Betriebstemperatur des wärmeabgebenden Mediums, hier also des Kühlwassers, ausgesetzt werden kann. Außerdem muß es eine ausreichende Energiedichte bezogen auf Volumen und Masse aufweisen. Ungeeignet sind Stoffe, welche in bezug auf die Baumaterialien des Speichers eine agressive Wirkung ausüben.

Für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen hat man bisher mit zufriedenstellendem Ergebnis anorganische Salze, z.B. Natriumhydroxyd, verwendet, wobei für das Wärme­ tauschergehäuse ein gegenüber dem Speichermedium beständiges Material, etwa Edelstahl, einzusetzen ist. Das aus Gewichtsgründen besonders vorteilhafte Aluminium kann als Gehäusematerial nicht benutzt werden, weil es von den Speichermedien angegriffen wird.

Wenn für die Ladung des Wärmespeichers das Motorkühl­ wasser dient, kann die Gefahr nicht mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen werden, daß durch Leckagen Speichermedium in den Kühlwasserkreislauf gelangt. Selbst die indirekte Ladung des Wärmespeichers über einen durch einen Wärmetauscher beheizten Sekundär­ kreislauf kann diese Gefahr nicht völlig beseitigen, ganz abgesehen davon, daß der Raumbedarf, das Gewicht und die Kosten des Sekundärkreislaufes nachteilig sind.

Aufgrund der zunehmenden Verwendung von Leichtmetal­ len im modernen Motorenbau muß ausgeschlossen werden, daß agressive Materialien, insbesondere in bezug auf Aluminium, Silizium und deren Legierungen korrosiv wirkende Materialien, in den Kühlwasserkreislauf gelangen.

Es stellt sich somit die Aufgabe, für den eingangs genannten Latentwärmespeicher ein Speichermedium auszuwählen, das eine ausreichende Energiedichte, eine geeignete Umwandlungstemperatur, einen relativ niedrigen Dampfdruck und akzeptable Kosten aufweist und das insbesondere gegenüber den im Motorenbau eingesetzten, vom Kühlwasserkreislauf beaufschlagten Materialien, vor allem aber gegenüber Aluminium, Silizium und deren Legierungen, nicht korrosiv wirkt. Um eine einfache Handhabung zu ermöglichen, sollte das Speichermedium physiologisch relativ unbe­ denklich sein, außerdem sollte es im Interesse des Umweltschutzes keine Entsorgungsprobleme verursachen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der an sich bekannten Verwendung von 1,12-Diaminododecan als Speichermedium.

Die grundsätzliche Eignung von aliphatischen Diaminen der Strukturformel H₂N-(CH₂)₁₂-NH₂, wobei n eine ganze Zahl zwischen 4 und 14 ist, als Speichermedium für Latentwärmespeicher ist aus dem europäischen Patent Nr. 00 94 366 bekannt. Es hat sich nun gezeigt, daß das 1,12-Diaminododecan H₂N-(CH₂)₁₂-NH₂ für die Lösung der gestellten Aufgabe gut geeignet ist. Es besitzt eine akzeptable Energiedichte bezogen auf das Volumen, eine sehr gute Energiedichte bezogen auf die Masse, die Umwandlungstemperatur liegt im erforderli­ chen Bereich, es besitzt keine korrosive Wirkung gegenüber Konstruktionswerkstoffen, insbesondere auch nicht gegenüber Aluminium, Silizium und deren Legier­ ungen, vielmehr weist es eine korrosionshemmende Wirkung auf. Auch die Kosten sind für den beabsich­ tigten Verwendungszweck akzeptabel. Durch die Ver­ wendung von 1,12-Diaminododecan als Speichermedium kann das Motorkühlwasser ohne Gefahr zur unmittelba­ ren Ladung des Wärmespeichers eingesetzt werden und es bestehen keine Bedenken gegen die Verwendung von gewichtssparendem Aluminium bzw. Aluminiumlegierun­ gen, wie auch Siliziumlegierungen, in den mit dem Kühlwasser und in den mit dem Speichermedium in Kon­ takt kommenden Bereichen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der relativen physiologischen Unbedenklichkeit des Speichermediums, wodurch dessen Handhabung bei der Herstellung der Wärmespeicher erleichtert und Risiken bei Unfällen reduziert werden.

Das Speichermedium ist kaum in Wasser löslich. Die Löslichkeit liegt unter 0,1%. Es kann aus Wasser mechanisch entfernt werden und verursacht bei sachge­ mäßer Verwendung nach bisheriger Erfahrung keine Störungen bei der Abwasserreinigung.

Claims (1)

1. Durch das Motorkühlwasser ladbarer Latentwär­ mespeicher für Kraftfahrzeuge, mit einem Strömungsweg für das Motorkühlwasser und mindestens einem davon durch eine Wärmetauscherfläche getrennten Bereich für das Speichermedium, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Verwendung von 1,12-Diaminododecan als Speichermedium.