DE3918941C2 - Verwendung von 1,12-Diaminododekan als Speichermittel für Kraftfahrzeug-Latentwärmespeicher - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Abfallwärme der Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen in Wärmespeichern zu speichern, damit beim Kaltstart Wärmeenergie zur Entfrostung, zur Kabinen- und/oder Motorheizung zur Verfügung steht und dadurch der Fahrkomfort und die Lebensdauer des Motors verbes­ sert und der Brennstoffverbrauch und die Schadstoff­ emissionen reduziert werden können.

Beim Einsatz in Personenkraftfahrzeugen muß be­ sonders der Raum bedarf und das Gewicht berücksich­ tigt werden. Wegen der hohen Speicherkapazität bei relativ geringem Raumbedarf ist die Verwendung von Latentwärmespeichern als günstig für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen erkannt worden.

Bei der Auswahl des Speichermediums muß beachtet werden, daß seine Umwandlungstemperatur in dem er­ forderlichen 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 Energiedich­ te bezogen auf Volumen und Masse aufweisen. Unge­ eignet sind Stoffe, welche in bezug auf die Baumateria­ lien des Speichers eine aggressive Wirkung ausüben.

Für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen hat man bisher mit zufriedenstellendem Ergebnis anorganische Salze, z. B. Natriumhydroxyd, verwendet, wobei für das Wär­ metauschergehäuse ein gegenüber dem Speichermedi­ um 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 Mo­ torkühlwasser dient, kann die Gefahr nicht mit absolu­ ter Sicherheit ausgeschlossen werden, daß durch Lecka­ gen Speichermedium in den Kühlwasserkreislauf ge­ langt. Selbst die indirekte Ladung des Wärmespeichers über einen durch einen Wärmetauscher beheizten Se­ kundärkreislauf kann diese Gefahr nicht völlig beseiti­ gen, ganz abgesehen ,davon, daß der Raumbedarf, das Gewicht und die Kosten des Sekundärkreislaufes nach­ teilig sind.

Aufgrund der zunehmenden Verwendung von Leicht­ metallen im modernen Motorenbau muß ausgeschlos­ sen werden, daß aggressive Materialien, insbesondere in bezug auf Aluminium, Silizium und deren Legierungen korrosiv wirkende Materialien, in den Kühlwasserkreis­ lauf gelangen.

Es stellt sich somit die Aufgabe, für Kraftfahrzeug-Latentwär­ mespeicher, die einen Strömungsweg für das Motorkühlwasser aufweisen, ein Speichermittel auszuwählen, das eine ausreichende Energiedichte, eine geeignete Umwandlungstemperatur, einen relativ nied­ rigen Dampfdruck und akzeptable Kosten aufweist und das insbesondere gegenüber den im Motorenbau einge­ setzten, vom Kühlwasserkreislauf beaufschlagten Mate­ rialien, vor allem aber gegenüber Aluminium, Silizium und deren Legierungen, nicht korrosiv wirkt. Um eine einfache Handhabung zu ermöglichen, sollte das Spei­ chermedium physiologisch relativ unbedenklich sein, außerdem sollte es im Interesse des Umweltschutzes keine Entsorgungsprobleme verursachen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung von 1,12-Diaminododekan als Speichermittel.

Die grundsätzliche Eignung von aliphatischen Diaminen der Strukturformel H₂N-(OH₂)_n-NH₂, wobei n eine ganze Zahl zwischen 4 und 14 ist, als Speichermittel für Latentwärmespeicher ist zwar aus dem europäischen Patent Nr. 00 94 366 bekannt. Jedoch reagieren aliphatische Amine als Basen und ihnen wird deshalb ganz allgemein eine korrosive Wirkung gegenüber metallischen Konstruktionswerkstoffen zugesprochen. Die in der EP 00 94 366 angegebenen, oben durch ihre allgemeine Strukturformel darge­ stellten aliphatischen Diamine scheinen daher von vornherein als Speichermittel auszuscheiden, wenn für das Wärmeaustau­ schergehäuse beispielweise die schon angesprochenen Legierungen auf Aluminium- und/oder Siliziumbasis verwandt werden sollen. Die Erfindung beruht nun auf der überraschenden Erkenntnis, daß aus der genannten Gruppe von Diaminen speziell das 1,12-Diaminododekan H₂N-(CH₂)₁₂-NH₂ die nachteilige Korrosionswirkung nicht zeigt und sich dadurch vorteilhaft von den anderen Diami­ nen der Gruppe unterscheidet. Es besitzt insbesondere keine korrosive Wirkung gegenüber Aluminium, Silizium und deren Legierungen, vielmehr weist es eine korrosionshemmende Wirkung auf. Zudem besitzt 1,12-Diaminododekan eine akzeptable Energie­ dichte bezogen auf das Volumen, eine sehr gute Energiedichte bezogen auf die Masse und eine im erforderlichen Bereich lie­ gende Umwandlungstemperatur.

Auch die Kosten sind für den beabsichtigten Ver­ wendungszweck akzeptabel. Durch die Verwendung von 1,12-Diaminododecan als Speichermedium kann das Motorkühlwasser ohne Gefahr zur unmittelbaren Ladung des Wärmespeichers eingesetzt werden und es bestehen keine Bedenken gegen die Verwendung von gewichtssparendem Aluminium bzw. Aluminiumlegie­ rungen, wie auch Siliziumlegierungen, in den mit dem Kühlwasser und in den mit dem Speichermedium in Kontakt kommenden Bereichen.

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

Das Speichermedium ist kaum in Wasser löslich. Die Löslichkeit liegt unter 0,10/0. Es kann aus Wasser mecha­ nisch entfernt werden und verursacht bei sachgemäßer Verwendung nach bisheriger Erfahrung keine Störun­ gen bei der Abwasserreinigung.

Claims (1)

1. Verwendung von 1,12-Diaminododekan als Speichermittel in Kraftfahrzeug-Latentwärmespeichern, die einen Strömungsweg für das Motorkühlwasser auf­ weisen.