WO2008049797A2 - Cooling system for the demand-dependent cooling of an internal combustion engine - Google Patents

Cooling system for the demand-dependent cooling of an internal combustion engine Download PDF

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WO2008049797A2 PCT/EP2007/061259 EP2007061259W WO2008049797A2 WO 2008049797 A2 WO2008049797 A2 WO 2008049797A2 EP 2007061259 W EP2007061259 W EP 2007061259W WO 2008049797 A2 WO2008049797 A2 WO 2008049797A2
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Definitions

  • the invention relates to a cooling system for demand-dependent cooling of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a method for demand-dependent cooling of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a preheating device for a flowing medium, in particular fuel, with a PTC radiator.
  • Such Kraftstoffvor lockerinutteren were previously built by monolithic (homogeneously pressed ceramic) ceramic plates of PTC (PTC thermistor) - ceramic, which were stretched in varying numbers in a metallic frame, usually an extruded aluminum profile. They are electrically and mechanically contacted by springs, so that they begin to heat by applying voltage, the platelets are designed so that they have the largest possible surface in relation to their volume, so as much heat to the metal frame and with it to the flowing through and fuel to be heated can be coupled. On the one hand, this structure requires a correspondingly large number of ceramic platelets, which are very thin and fragile, and, on the other hand, correspondingly elaborate building frames in which these particles can be clamped, so that reliable electrical contacting is provided with adequate installation effort. Since the PTC elements can not be made arbitrarily thin (a breakage may cause a short circuit in the fuel), they represent an increased resistance to fuel flow in the aluminum profile.
  • a fuel preheating device of this kind is known for example from JP 59-2183
  • the object of the invention is to substantially reduce fuel consumption by improving the cooling system.
  • Another object of the invention is to reduce the flow resistance in the preheating of a flowing medium, such as fuel.
  • the internal combustion engine is connectable to at least one ceramic heat storage element via at least one first heat conductor, wherein preferably in the first heat conductor, a thermal first switching device is arranged.
  • thermo second switching device when the ceramic heat storage element is thermally connectable to a heat exchanger, wherein preferably in a second heat conductor between the ceramic heat storage element and the heat exchanger, a thermal second switching device is arranged is particularly advantageous.
  • this can be performed via metallic heat conductors from the internal combustion engine, wherein the heat storage element via the switching means of the internal combustion engine and the heat exchanger can be separated, so that the connection and disconnection takes effect without delay.
  • ceramic Since ceramic has a high thermal energy storage capacity in terms of volume, it can also be isolated from the environment much better than conventional storage elements.
  • the engine heat can be stored for a long time and the internal combustion engine can be heated up quickly.
  • the ceramic heat storage element contains pyroelectric ceramic or PTC ceramic.
  • PTC ceramic the internal combustion engine by electrical Energy to be heated, when using pyroelectric ceramic can be recovered from the heat storage electrical energy.
  • Ceramic stores much more heat per unit volume than water, but its low thermal conductivity is usually not a suitable medium for quickly adding or removing heat. This changes, however, when the ceramic is no longer heated as a monolithic block, but in many thin layers, in which the heat is introduced by metallic spacers. Such multilayer structures of alternating metallic and ceramic layers are already used commercially for the storage of electrical energy for ceramic capacitors.
  • the structure of a ceramic heat storage element is realized by multilayer technology, as used, inter alia, for the production of ceramic capacitors. It is preferably provided that the ceramic heat storage element are constructed from a sequence of ceramic and metallic and / or metal-containing layers, wherein a first group of metallic and metal-containing layers are connected to each other by a first Sammelther-, which thermally connected to the first heat conductor is. A simple connection to a heat exchanger is possible if a second group of metallic and metal-containing layers are connected to each other by a second Sammelthermode, which is thermally connected to the second heat conductor.
  • the term "thermode" is used in this context for the thermal connection of the heat storage element.
  • the PTC radiator has a ceramic multilayer heating element, wherein preferably the ceramic multilayer heating element is composed of a sequence of ceramic and metallic and / or metal-containing layers.
  • a first group of metallic or metal-containing layers is connected to a first electrode and a second group of metallic or metal-containing layers to a second electrode, wherein between each of a metallic or metal-containing layer of the first group and a metallic or metal-containing layer of the second group, a ceramic layer is disposed, wherein preferably the metallic or metal-containing layers of the first or second group are at different electrical potentials.
  • the heat of the ceramic multilayer heating element via at least one metallic or metal-containing part, preferably via at least one metallic or metal-containing layer are derived.
  • a significant reduction of the flow resistance can be achieved if the PTC radiator is connected via a heat conductor with a protruding into the flowing medium, preferably formed by a metal profile heating register, preferably arranged in the heat conductor between the PTC radiator and the heating coil, a thermal switch is and when at least one PTC radiator is arranged directly in contact with a formed by a metal profile heating coil.
  • the heating register itself may have a streamlined shape. In this case, it is advantageous for achieving a low flow resistance if the heating register consists of a plurality of parallel heating plates, which are preferably connected to one another in a heat-conducting manner via at least one distributor plate. The plates of the heating register are arranged substantially parallel to the flow direction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling system according to the invention with a ceramic heat storage element in a first embodiment
  • FIG. 2 shows the circuit of a ceramic heat storage element in a second embodiment
  • FIG 3 shows the circuit of a ceramic heat storage element in a third embodiment
  • FIG. 4 shows a preheating device according to the invention in a first embodiment
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of a heating register
  • Fig. 6 is a preheating device according to the invention in a further embodiment.
  • the cooling system 1 shows a cooling system 1 for an internal combustion engine 2.
  • the cooling system 1 has a ceramic heat storage element 3, which is thermally connected via a metallic heat conductor 4 to the internal combustion engine 2.
  • a first switching device 5 is arranged, via which the ceramic heat storage element 3 can be switched on or off.
  • the ceramic heat storage element consists in the embodiment of pyroelectric ceramic, whereby a usable voltage source 6 is formed. With U the tapped voltage is designated.
  • the ceramic heat storage Element 3 is further connected via a metallic second heat conductor 7, in which a second switching device 8 is arranged, with a heat exchanger 9. Via the second switching device 8, the ceramic cooling device 8 can be selectively connected to the heat exchanger 9 or switched off.
  • the ceramic heat storage element has two collecting thermodes 3a, 3b, which are each connected to a group A, B of thin metal-containing layers of the heat storage element 3.
  • the heat storage element 3 consists of many thin ceramic layers 11, in which the heat is introduced through metallic layers 10a, 10b.
  • the metallic layers 10a, 10b are metallically connected directly to the first and second heat conductors 4, 7, respectively.
  • the ceramic heat storage element 3 can be switched as an electrical line. So it is possible to heat the engine without having to miter Anlagenn a cooling medium immediately. On the other hand, it is also possible to heat the ceramic heat storage element 3 faster by the connection with the heat exchanger 9 is interrupted. If both first and second switching devices 5, 8 are separated, and if the ceramic heat storage element 3 is well insulated, the heat can be stored for a relatively long time, for example overnight, and used to heat the internal combustion engine before the next start. Since the heat is very evenly distributed by the metallic layers 10a, 10b, no water pump is necessary.
  • the ceramic heat storage element can be heated by applying an external voltage U to operating temperature.
  • the waste heat is converted to 5% to 10% into electrical energy, which can be fed into the battery.
  • layers of metallic layers 10a, 10b are connected to each other with the same electrical potential.
  • ceramic multilayer components can be carried out by producing films made of ceramic, to which the metallic or metal-containing layers are applied by screen printing or another method (eg offset printing). Alternatively, both ceramic and metal-containing layers can be applied alternately by screen printing. For this structure, a direct use of metal foils is possible. The films are then pressed, the individual components punched or sawn, the Ceramic sintered and the inner electrodes forming metallic layers connected to an outer electrode.
  • thermode 3a In the embodiment of a ceramic heat storage element 3 shown in FIG. 2, the metallic layers 10a are combined to form a single thermode 3a.
  • the supply and discharge of heat in this case takes place via the same thermode 3 a, which is connected both to the first metallic heat conductor 4 and to the second metallic heat conductor 7, which is connected to the internal combustion engine 2 or the heat exchanger 9 via switching devices (not shown) to lead.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, wherein the ceramic heat storage element 3 has two thermodes 3a, 3b.
  • the first thermode 3a is connected to the first metallic heat conductor 4, the second thermode 3b is in direct contact with the heat exchanger.
  • the preheating device 101 consists of a PCT heating element 102, which has a ceramic multilayer heating element 103.
  • the PTC radiator 102 is connected in the embodiment shown in Fig. 4 via a heat conductor 104 with a heating coil 105 which is arranged projecting in a medium flow 106. 107, the cross section of a flow path, for example, a fuel line is indicated.
  • a thermal switch 108 is arranged, via which the heat supply to the heating coil can be switched on or off.
  • the ceramic multilayer heating element 103 has two groups A, B of metallic or metal-containing layers 109, 110, which are arranged alternately parallel to one another, wherein between each two metallic or metal-containing layers 109, 110 a ceramic layer 111 is arranged.
  • Each of the groups A, B of metallic or metal-containing layers 109, 110 can be acted upon by an electrode 112, 113 with different electrical potential.
  • Reference numeral 114 indicates a voltage source.
  • Fig. 5 shows an embodiment of a heating register 105 with mutually parallel metallic heating plates 105a, which are interconnected by a metallic manifold 105b.
  • FIG. 6 shows a further embodiment variant of a preheating device 101, in which the PTC heating elements 102 are in direct contact with a heating register 105, which projects into a medium flow 106 of a flow path 107 of rectangular cross-section.
  • the PTC radiator 105 is no longer formed by a monolithic, ie internally homogeneous component, but in multilayer technology (as used for example for the production of ceramic capacitors) is constructed.
  • the internal structure thus consists alternately of ceramic and metallic or metal-containing layers 111, 109, 110.
  • the thickness of these layers 111, 109, 110 can be between a few ⁇ m and up to 102 mm.
  • a ceramic layer 111 a PTC material, as has already been used in previous solutions, can be used.
  • metal all metallic materials as they are used in known Dahlkonden- sators are suitable.
  • the different electrodes 112, 113 are set to different electrical potentials, so that a voltage is applied to the ceramic layer 111 lying therebetween, which leads to a current flow and thus to a heating of this ceramic layer 111.
  • the metallic or metal-containing layers 109, 110 are also used to dissipate the thermal energy, for which purpose either the metallic layers 109, 110 of the electrically contacting electrodes 112, 113 or separate metallic or metal-containing layers can be used. It is also important here that in this case only those layers which are at the same electrical potential are connected to one another in an electrically conductive manner, that is to say normally the heat-dissipating electrode with ground potential. As a result, the heat dissipating surface can be increased by a multiple, more conventional ceramic plates can be replaced by a multilayer heating element 103, which is also no longer as thin as in previous preheating and thus essential designed to be less sensitive.
  • the dissipation of heat takes place through the heating coil 105, which by a metallic Frame is formed and which is arranged in the medium flow. Due to the omission of the spring terminals for the components, the preheating device 101 according to the invention is much easier to design and manufacture.
  • ceramic multilayer components are nowadays usually carried out by producing films made of ceramic, to which the metallic or metal-containing layers are then applied by screen printing or another method (for example offset printing). Alternatively, both ceramic and metal-containing layers can be applied alternately by screen printing. The foils are then pressed, the individual components punched out or sawed, the ceramic sintered and the inner electrodes of the same design connected to an outer electrode.
  • the fuel preheating device according to the invention is suitable for flowing, liquid and gaseous media, and can be used particularly advantageously for heating fuel.

Abstract

The invention relates to a cooling system (1) for the demand-dependent cooling of an internal combustion engine (2). In order to reduce fuel consumption, it is provided that the internal combustion engine (2) can be connected to at least one ceramic heat store element (3) by means of at least one first heat conductor (4), wherein a thermal first switchgear (5) is arranged in the thermal first heat conductor.

Description

KUHLSYSTEM ZUR BEDARFSABHANGIGEN KÜHLUNG EINER BRENNKRAFTMASCHINE COOLING SYSTEM FOR REQUIRED COOLING OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem zur bedarfsabhängigen Kühlung einer Brennkraftmaschine. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur bedarfsabhängigen Kühlung einer Brennkraftmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorwärmeinrichtung für ein strömendes Medium, insbesondere Kraftstoff, mit einem PTC-Heizkörper.The invention relates to a cooling system for demand-dependent cooling of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a method for demand-dependent cooling of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a preheating device for a flowing medium, in particular fuel, with a PTC radiator.
Es ist bekannt, dass in der bedarfsabhängig geregelten Motorkühlung ein hohes Potenzial zur Absenkung des Kraftstoffverbrauches durch eine schnelle Aufheizung der Brennkraftmaschine vorhanden ist. Um dieses Potenzial zu nutzen, wird in der Zeitschrift MTZ 3/2005, Jahrgang 66, Seiten 184 bis 191 in dem Artikel "Bedarfsabhängig geregelte Motorkühlung", Gerald Eifler et al. ein Kühlsystem mit Flüssigkeitskühlung und einer elektrisch angetriebenen Wasserpumpe und einem Flüssigkeitskühler vorgeschlagen, wobei für eine schnelle Aufheizung des Motors die Motorkühlung bei laufendem Motor gänzlich abgeschalten werden kann. Zur Detektion der Motortemperatur wurden Temperatursensoren im Bereich der Zylinderkopfdichtung verwendet. Nachteilig ist allerdings, dass nur die Wasserzirkulation gestoppt werden kann, das System an sich allerdings eine hohe thermische Trägheit aufweist.It is known that there is a high potential in the demand-controlled engine cooling for reducing the fuel consumption by rapid heating of the internal combustion engine. To exploit this potential is in the journal MTZ 3/2005, Volume 66, pages 184 to 191 in the article "Demand-dependent controlled engine cooling", Gerald Eifler et al. proposed a cooling system with liquid cooling and an electrically driven water pump and a liquid cooler, wherein for a quick heating of the engine, the engine cooling can be switched off completely with the engine running. To detect the engine temperature, temperature sensors were used in the area of the cylinder head gasket. The disadvantage, however, is that only the circulation of water can be stopped, but the system itself has a high thermal inertia.
Eine namhafte Senkung des Treibstoffverbrauches lässt sich allerdings nur erzielen, wenn der Kühlkreislauf völlig abgeschalten und die thermische Trägheit minimiert werden kann.However, a significant reduction in fuel consumption can only be achieved if the cooling circuit is completely switched off and the thermal inertia can be minimized.
In Dieselkraftstoffen fallen bei Umgebungstemperaturen unter 00C Paraphine aus, wodurch der Kraftstoff zähflüssig wird und nur mehr schlecht die Filter passieren kann. Aufgrund steigender Anforderungen an die Filtereinheiten bei modernen Common-Rail-Einspritzeinrichtungen ist insbesondere im Nutzfahrzeugbereich eine präzise Dieselkraftstoffvorwärmung erforderlich.In diesel fuels precipitate at ambient temperatures below 0 0 C paraphines, which makes the fuel viscous and can only pass through the filter bad. Due to increasing demands on the filter units in modern common rail injectors precise diesel fuel preheating is required especially in the commercial vehicle sector.
Derartige Kraftstoffvorwärmeinrichtungen wurden bisher durch monolithische (homogen aus Keramik verpresste) keramische Plättchen aus PTC(Kaltleiter)- Keramik gebaut, die in verschieden großer Zahl in einen metallischen Rahmen, zumeist einem Aluminiumstrangpressprofil gespannt wurden. Dabei werden sie elektrisch und mechanisch durch Federn kontaktiert, so dass sie sich durch Anlegen von Spannung zu erwärmen beginnen, die Plättchen sind dabei so gestaltet, dass sie eine möglichst große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen aufweisen, damit möglichst viel Wärme an den Metallrahmen und damit an den durchströmenden und zu beheizenden Kraftstoff ausgekoppelt werden kann. Dieser Aufbau benötigt einerseits eine entsprechend große Anzahl von keramischen Plättchen, die sehr dünn und zerbrechlich sind und andererseits entsprechend aufwändige Bautenrahmen, in denen diese Teilchen eingespannt werden können, so dass eine sichere elektrische Kontaktierung bei angemessenem Montageaufwand gegeben ist. Da die PTC-Elemente nicht beliebig dünn gefertigt werden können (ein Bruch kann einen Kurzschluss im Treibstoff verursachen), stellen sie einen gegenüber dem Aluminiumprofil erhöhten Widerstand im Treibstoffzufluss dar. Eine Kraftstoffvorwärmeinrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der JP 59-218355 A2 bekannt.Such Kraftstoffvorwärmeinrichtungen were previously built by monolithic (homogeneously pressed ceramic) ceramic plates of PTC (PTC thermistor) - ceramic, which were stretched in varying numbers in a metallic frame, usually an extruded aluminum profile. They are electrically and mechanically contacted by springs, so that they begin to heat by applying voltage, the platelets are designed so that they have the largest possible surface in relation to their volume, so as much heat to the metal frame and with it to the flowing through and fuel to be heated can be coupled. On the one hand, this structure requires a correspondingly large number of ceramic platelets, which are very thin and fragile, and, on the other hand, correspondingly elaborate building frames in which these particles can be clamped, so that reliable electrical contacting is provided with adequate installation effort. Since the PTC elements can not be made arbitrarily thin (a breakage may cause a short circuit in the fuel), they represent an increased resistance to fuel flow in the aluminum profile. A fuel preheating device of this kind is known for example from JP 59-218355 A2.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Kraftstoffverbrauch durch Verbesserung des Kühlsystems wesentlich zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Strömungswiederstand bei der Vorwärmung von einem strömenden Medium, beispielsweise Kraftstoff, zu verringern.The object of the invention is to substantially reduce fuel consumption by improving the cooling system. Another object of the invention is to reduce the flow resistance in the preheating of a flowing medium, such as fuel.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Brennkraftmaschine mit zumindest einem keramischen Wärmespeicherelement über zumindest einen ersten Wärmeleiter verbindbar ist, wobei vorzugsweise im ersten Wärmeleiter eine thermische erste Schalteinrichtung angeordnet ist.According to the invention this is achieved in that the internal combustion engine is connectable to at least one ceramic heat storage element via at least one first heat conductor, wherein preferably in the first heat conductor, a thermal first switching device is arranged.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das keramische Wärmespeicherelement mit einem Wärmetauscher thermisch verbindbar ist, wobei vorzugsweise in einem zweiten Wärmeleiter zwischen dem keramischen Wärmespeicherelement und dem Wärmetauscher eine thermische zweite Schalteinrichtung angeordnet ist.It when the ceramic heat storage element is thermally connectable to a heat exchanger, wherein preferably in a second heat conductor between the ceramic heat storage element and the heat exchanger, a thermal second switching device is arranged is particularly advantageous.
Durch Verwendung von Keramik als Speichermedium für thermische Energie kann diese über metallische Wärmeleiter aus der Brennkraftmaschine geführt werden, wobei das Wärmespeicherelement über die Schalteinrichtungen von der Brennkraftmaschine und vom Wärmetauscher abtrennbar sind, so dass die Zu- und Abschaltung ohne Verzögerung wirksam wird.By using ceramic as a storage medium for thermal energy, this can be performed via metallic heat conductors from the internal combustion engine, wherein the heat storage element via the switching means of the internal combustion engine and the heat exchanger can be separated, so that the connection and disconnection takes effect without delay.
Da Keramik ein hohes thermisches Energiespeichervermögen - bezogen auf das Volumen - aufweist, kann sie auch wesentlich besser als herkömmliche Speicherelemente gegenüber der Umgebung isoliert werden.Since ceramic has a high thermal energy storage capacity in terms of volume, it can also be isolated from the environment much better than conventional storage elements.
Werden sowohl die Verbindungen zur Brennkraftmaschine, als auch zum Wärmetauscher getrennt, kann die Motorwärme sehr lang gespeichert werden und die Brennkraftmaschine dadurch auch schnell wieder erwärmt werden.If both the connections to the engine, as well as the heat exchanger separated, the engine heat can be stored for a long time and the internal combustion engine can be heated up quickly.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorsehen sein, dass das keramische Wärmespeicherelement pyroelektrische Keramik oder PTC-Keramik enthält. Bei Verwendung von PTC-Keramik kann die Brennkraftmaschine durch elektrische Energie erwärmt werden, bei Verwendung von pyroelektrischer Keramik kann aus dem Wärmespeicher elektrische Energie gewonnen werden.In a further embodiment of the invention can be provided that the ceramic heat storage element contains pyroelectric ceramic or PTC ceramic. When using PTC ceramic, the internal combustion engine by electrical Energy to be heated, when using pyroelectric ceramic can be recovered from the heat storage electrical energy.
Keramik speichert pro Volumseinheit sehr viel mehr Wärme als Wasser, durch die geringe thermische Leitfähigkeit ist sie jedoch normalerweise kein geeignetes Medium, wenn Wärme schnell zu- oder abgeführt werden soll. Dies ändert sich jedoch, wenn die Keramik nicht mehr als monolithischer Block aufgeheizt wird, sondern in vielen dünnen Schichten, in die die Wärme durch metallische Zwischenlagen eingebracht wird. Solche Mehrlagen-Aufbauten aus abwechselnd metallischen und keramischen Schichten werden zur Speicherung von elektrischer Energie für Keramikkondensatoren bereits kommerziell verwendet.Ceramic stores much more heat per unit volume than water, but its low thermal conductivity is usually not a suitable medium for quickly adding or removing heat. This changes, however, when the ceramic is no longer heated as a monolithic block, but in many thin layers, in which the heat is introduced by metallic spacers. Such multilayer structures of alternating metallic and ceramic layers are already used commercially for the storage of electrical energy for ceramic capacitors.
Der Aufbau eines keramischen Wärmespeicherelementes wird durch Vielschicht- Technologie, wie sie unter anderem zur Herstellung von Keramikkondensatoren verwendet wird, realisiert. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das keramische Wärmespeicherelement aus einer Abfolge von keramischen und metallischen und/oder metallhaltigen Schichten aufgebaut sind, wobei eine erste Gruppe von metallischen und metallhaltigen Schichten durch eine erste Sammelther- mode miteinander verbunden sind, welche mit dem ersten Wärmeleiter thermisch verbunden ist. Eine einfache Verbindung mit einem Wärmetauscher ist möglich, wenn eine zweite Gruppe von metallischen und metallhaltigen Schichten durch eine zweite Sammelthermode miteinander verbunden sind, welche mit dem zweiten Wärmeleiter thermisch verbunden ist. Der Begriff "Thermode" wird in diesem Zusammenhang für den thermischen Anschluss des Wärmespeicherelementes verwendet.The structure of a ceramic heat storage element is realized by multilayer technology, as used, inter alia, for the production of ceramic capacitors. It is preferably provided that the ceramic heat storage element are constructed from a sequence of ceramic and metallic and / or metal-containing layers, wherein a first group of metallic and metal-containing layers are connected to each other by a first Sammelther-, which thermally connected to the first heat conductor is. A simple connection to a heat exchanger is possible if a second group of metallic and metal-containing layers are connected to each other by a second Sammelthermode, which is thermally connected to the second heat conductor. The term "thermode" is used in this context for the thermal connection of the heat storage element.
Um den Strömungswiderstand bei der Vorwärmung von einem strömenden Medium zu verringern, ist vorgesehen, dass der PTC-Heizkörper ein keramisches Vielschichtheizelement aufweist, wobei vorzugsweise das keramische Vielschicht- heizelement aus einer Abfolge von keramischen und metallischen und/oder metallhaltigen Schichten aufgebaut ist.In order to reduce the flow resistance in the preheating of a flowing medium, it is provided that the PTC radiator has a ceramic multilayer heating element, wherein preferably the ceramic multilayer heating element is composed of a sequence of ceramic and metallic and / or metal-containing layers.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erste Gruppe von metallischen oder metallhaltigen Schichten mit einer ersten Elektrode und eine zweite Gruppe von metallischen oder metallhaltigen Schichten mit einer zweiten Elektrode verbunden ist, wobei zwischen jeweils einer metallischen oder metallhaltigen Schicht der ersten Gruppe und einer metallischen oder metallhaltigen Schicht der zweiten Gruppe eine keramische Schicht angeordnet ist, wobei vorzugsweise die metallischen oder metallhaltigen Schichten der ersten oder zweiten Gruppe auf unterschiedliche elektrische Potenziale liegen. Dabei kann die Wärme des keramischen Vielschichtheizelementes über zumindest einen metallischen oder metallhaltigen Teil, vorzugsweise über zumindest eine metallische oder metallhaltige Schicht, abgeleitet werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that a first group of metallic or metal-containing layers is connected to a first electrode and a second group of metallic or metal-containing layers to a second electrode, wherein between each of a metallic or metal-containing layer of the first group and a metallic or metal-containing layer of the second group, a ceramic layer is disposed, wherein preferably the metallic or metal-containing layers of the first or second group are at different electrical potentials. In this case, the heat of the ceramic multilayer heating element via at least one metallic or metal-containing part, preferably via at least one metallic or metal-containing layer, are derived.
Eine wesentliche Reduzierung des Strömungswiderstandes kann erreicht werden, wenn der PTC- Heizkörper über einen Wärmeleiter mit einem in das strömende Medium hineinragenden, vorzugsweise durch ein Metallprofil gebildeten Heizregister verbunden ist, wobei vorzugsweise im Wärmeleiter zwischen dem PTC- Heizkörper und dem Heizregister ein thermischer Schalter angeordnet ist und wenn zumindest ein PTC-Heizkörper direkt kontaktierend mit einem durch ein Metallprofil gebildeten Heizregister angeordnet ist. Das Heizregister selbst kann eine strömungsgünstige Form aufweisen. Dabei ist es zum Erreichen eines geringen Strömungswiderstandes vorteilhaft, wenn das Heizregister aus mehreren parallelen Heizplatten besteht, welche vorzugsweise über zumindest eine Verteilerplatte wärmeleitend miteinander verbunden sind. Die Platten des Heizregisters sind dabei im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung angeordnet.A significant reduction of the flow resistance can be achieved if the PTC radiator is connected via a heat conductor with a protruding into the flowing medium, preferably formed by a metal profile heating register, preferably arranged in the heat conductor between the PTC radiator and the heating coil, a thermal switch is and when at least one PTC radiator is arranged directly in contact with a formed by a metal profile heating coil. The heating register itself may have a streamlined shape. In this case, it is advantageous for achieving a low flow resistance if the heating register consists of a plurality of parallel heating plates, which are preferably connected to one another in a heat-conducting manner via at least one distributor plate. The plates of the heating register are arranged substantially parallel to the flow direction.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it :
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Kühlsystems mit einem keramischen Wärmespeicherelement in einer ersten Ausführungsvariante;1 is a schematic diagram of a cooling system according to the invention with a ceramic heat storage element in a first embodiment;
Fig. 2 die Schaltung eines keramischen Wärmespeicherelementes in einer zweiten Ausführungsvariante;2 shows the circuit of a ceramic heat storage element in a second embodiment;
Fig. 3 die Schaltung eines keramischen Wärmespeicherelementes in einer dritten Ausführungsvariante;3 shows the circuit of a ceramic heat storage element in a third embodiment;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorwärmeinrichtung in einer ersten Ausführungsvariante;4 shows a preheating device according to the invention in a first embodiment;
Fig. 5 eine alternative Ausbildung eines Heizregisters; undFig. 5 shows an alternative embodiment of a heating register; and
Fig. 6 eine Vorwärmeinrichtung gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsvariante.Fig. 6 is a preheating device according to the invention in a further embodiment.
Fig. 1 zeigt ein Kühlsystem 1 für eine Brennkraftmaschine 2. Das Kühlsystem 1 weist ein keramisches Wärmespeicherelement 3 auf, welches thermisch über einen metallischen Wärmeleiter 4 mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist. Im ersten Wärmeleiter 4 ist eine erste Schalteinrichtung 5 angeordnet, über welche das keramische Wärmespeicherelement 3 zu- oder weggeschaltet werden kann. Das keramische Wärmespeicherelement besteht in dem Ausführungsbeispiel aus pyroelektrischer Keramik, wodurch eine nutzbare Spannungsquelle 6 entsteht. Mit U ist die abgegriffene Spannung bezeichnet. Das keramische Wärmespeicher- element 3 ist weiters über einen metallischen zweiten Wärmeleiter 7, in welchem eine zweite Schalteinrichtung 8 angeordnet ist, mit einem Wärmetauscher 9 verbunden. Über die zweite Schalteinrichtung 8 kann die keramische Kühleinrichtung 8 wahlweise mit dem Wärmetauscher 9 verbunden oder weggeschaltet werden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das keramische Wärmespeicherelement zwei Sammelthermoden 3a, 3b auf, welche mit jeweils einer Gruppe A, B von dünnen metallhaltigen Schichten des Wärmespeicherelementes 3 verbunden sind. Das Wärmespeicherelement 3 besteht aus vielen dünnen Keramikschichten 11, in die die Wärme durch metallische Schichten 10a, 10b eingebracht wird. Die metallischen Schichten 10a, 10b sind metallisch direkt mit dem ersten, bzw. zweiten Wärmeleiter 4, 7 verbunden.1 shows a cooling system 1 for an internal combustion engine 2. The cooling system 1 has a ceramic heat storage element 3, which is thermally connected via a metallic heat conductor 4 to the internal combustion engine 2. In the first heat conductor 4, a first switching device 5 is arranged, via which the ceramic heat storage element 3 can be switched on or off. The ceramic heat storage element consists in the embodiment of pyroelectric ceramic, whereby a usable voltage source 6 is formed. With U the tapped voltage is designated. The ceramic heat storage Element 3 is further connected via a metallic second heat conductor 7, in which a second switching device 8 is arranged, with a heat exchanger 9. Via the second switching device 8, the ceramic cooling device 8 can be selectively connected to the heat exchanger 9 or switched off. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the ceramic heat storage element has two collecting thermodes 3a, 3b, which are each connected to a group A, B of thin metal-containing layers of the heat storage element 3. The heat storage element 3 consists of many thin ceramic layers 11, in which the heat is introduced through metallic layers 10a, 10b. The metallic layers 10a, 10b are metallically connected directly to the first and second heat conductors 4, 7, respectively.
Durch die Schalteinrichtungen 5, 8 kann das keramische Wärmespeicherelement 3 gleichsam einer elektrischen Leitung geschaltet werden. Es ist also möglich, die Brennkraftmaschine aufzuheizen, ohne sofort ein Kühlmedium miterwärmen zu müssen. Andererseits ist es aber auch möglich, das keramische Wärmespeicherelement 3 schneller zu erwärmen, indem die Verbindung mit dem Wärmetauscher 9 unterbrochen wird. Werden sowohl erste als auch zweite Schalteinrichtung 5, 8 getrennt, und ist das keramische Wärmespeicherelement 3 gut isoliert, kann die Wärme über relativ lange Zeit, beispielsweise über Nacht, gespeichert und vor dem nächsten Start zur Erwärmung der Brennkraftmaschine benützt werden. Da durch die metallischen Schichten 10a, 10b die Wärme sehr schnell gleichmäßig verteilt wird, ist keine Wasserpumpe notwendig.By the switching devices 5, 8, the ceramic heat storage element 3 can be switched as an electrical line. So it is possible to heat the engine without having to miterwärmen a cooling medium immediately. On the other hand, it is also possible to heat the ceramic heat storage element 3 faster by the connection with the heat exchanger 9 is interrupted. If both first and second switching devices 5, 8 are separated, and if the ceramic heat storage element 3 is well insulated, the heat can be stored for a relatively long time, for example overnight, and used to heat the internal combustion engine before the next start. Since the heat is very evenly distributed by the metallic layers 10a, 10b, no water pump is necessary.
Zusatznutzen kann noch durch die Art der verwendeten Keramik erzielt werden :Additional benefit can be achieved by the type of ceramic used:
Mit PTC-Keramik, wie sie beispielsweise für Heizregister in Luft- und Dieselheizungen verwendet wird, kann das keramischen Wärmespeicherelement durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung U auf Betriebstemperatur erwärmt werden. Bei Verwendung von pyroelektrischer Keramik wird die Abwärme zu 5% bis 10% in elektrische Energie umgewandelt, die in die Batterie eingespeist werden kann. In diesem Falle sind Lagen von metallischen Schichten 10a, 10b mit gleichem elektrischen Potenzial miteinander verbunden.With PTC ceramic, as used for example for heater in air and diesel heaters, the ceramic heat storage element can be heated by applying an external voltage U to operating temperature. When using pyroelectric ceramics, the waste heat is converted to 5% to 10% into electrical energy, which can be fed into the battery. In this case, layers of metallic layers 10a, 10b are connected to each other with the same electrical potential.
Der Aufbau von keramischen Vielschicht-Bauteilen kann durch Herstellung von Folien aus Keramik erfolgen, auf die im Siebdruck- oder einem anderen Verfahren (z.B. Offset-Druck) die metallischen, bzw. metallhaltigen Schichten aufgebracht werden. Alternativ können auch sowohl keramische, als auch metallhaltige Schichten im Siebdruckverfahren abwechselnd aufgetragen werden. Für diesen Aufbau ist auch eine direkte Verwendung von Metallfolien möglich. Die Folien werden danach verpresst, die einzelnen Bauteile herausgestanzt oder gesägt, die Keramik versintert und die Innenelektroden bildenden metallischen Schichten mit einer Außenelektrode verbunden.The construction of ceramic multilayer components can be carried out by producing films made of ceramic, to which the metallic or metal-containing layers are applied by screen printing or another method (eg offset printing). Alternatively, both ceramic and metal-containing layers can be applied alternately by screen printing. For this structure, a direct use of metal foils is possible. The films are then pressed, the individual components punched or sawn, the Ceramic sintered and the inner electrodes forming metallic layers connected to an outer electrode.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung eines keramischen Wärmespeicherelementes 3 sind die metallischen Schichten 10a nur zu einer einzigen Thermode 3a zusammengefasst. Die Zu- und Ableitung der Wärme erfolgt in diesem Falle über die gleiche Thermode 3a, welche sowohl mit dem ersten metallischen Wärmeleiter 4 als auch mit dem zweiten metallischen Wärmeleiter 7 verbunden ist, welche über nicht weiter dargestellte Schalteinrichtungen zur Brennkraftmaschine 2 bzw. zum Wärmetauscher 9 führen.In the embodiment of a ceramic heat storage element 3 shown in FIG. 2, the metallic layers 10a are combined to form a single thermode 3a. The supply and discharge of heat in this case takes place via the same thermode 3 a, which is connected both to the first metallic heat conductor 4 and to the second metallic heat conductor 7, which is connected to the internal combustion engine 2 or the heat exchanger 9 via switching devices (not shown) to lead.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, wobei das keramische Wärmespeicherelement 3 zwei Thermoden 3a, 3b aufweist. Die erste Thermode 3a ist dabei mit dem ersten metallischen Wärmeleiter 4 verbunden, die zweite Thermode 3b ist in direktem Kontakt mit dem Wärmetauscher 9.Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, wherein the ceramic heat storage element 3 has two thermodes 3a, 3b. The first thermode 3a is connected to the first metallic heat conductor 4, the second thermode 3b is in direct contact with the heat exchanger. 9
Durch die Verwendung von metallischen Wärmeleitern und dem keramischen Wärmespeicherelement 3 kann Wasser als Zwischenspeichermedium im Kühlkreislauf entfallen.By using metallic heat conductors and the ceramic heat storage element 3, water can be omitted as an intermediate storage medium in the cooling circuit.
Die Vorwärmeinrichtung 101 besteht aus einem PCT-Heizkörper 102, welcher ein keramisches Vielschichtheizelement 103 aufweist. Der PTC-Heizkörper 102 ist in der in Fig. 4 dargestellten Ausführung über einen Wärmeleiter 104 mit einem Heizregister 105 verbunden, welches in einem Mediumstrom 106 hineinragend angeordnet ist. Mit 107 ist der Querschnitt eines Strömungsweges, beispielsweise einer Kraftstoffleitung angedeutet.The preheating device 101 consists of a PCT heating element 102, which has a ceramic multilayer heating element 103. The PTC radiator 102 is connected in the embodiment shown in Fig. 4 via a heat conductor 104 with a heating coil 105 which is arranged projecting in a medium flow 106. 107, the cross section of a flow path, for example, a fuel line is indicated.
Im Wärmeleiter 104 zwischen dem PTC-Heizkörper 102 und dem Heizregister 105 ist ein thermischer Schalter 108 angeordnet, über welchen die Wärmezufuhr zum Heizregister ein- oder ausgeschaltet werden kann.In the heat conductor 104 between the PTC heating element 102 and the heating coil 105, a thermal switch 108 is arranged, via which the heat supply to the heating coil can be switched on or off.
Das keramische Vielschichtheizelement 103 weist zwei Gruppen A, B von metallischen oder metallhaltigen Schichten 109, 110 auf, welche abwechselnd parallel zueinander angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei metallischen oder metallhaltigen Schichten 109, 110 eine keramische Schicht 111 angeordnet ist. Jede der Gruppen A, B von metallischen oder metallhaltigen Schichten 109, 110 kann über eine Elektrode 112, 113 mit unterschiedlichem elektrischen Potenzial beaufschlagt werden. Mit Bezugszeichen 114 ist eine Spannungsquelle angedeutet.The ceramic multilayer heating element 103 has two groups A, B of metallic or metal-containing layers 109, 110, which are arranged alternately parallel to one another, wherein between each two metallic or metal-containing layers 109, 110 a ceramic layer 111 is arranged. Each of the groups A, B of metallic or metal-containing layers 109, 110 can be acted upon by an electrode 112, 113 with different electrical potential. Reference numeral 114 indicates a voltage source.
Die Platten 105a des durch ein Metallprofil gebildeten Heizregisters 105 sind parallel zueinander strömungsgünstig im Mediumstrom 106 angeordnet, um die Strömungsverluste minimal zu halten. Fig. 5 zeigt eine Ausführung eines Heizregisters 105 mit parallel zueinander angeordneten metallischen Heizplatten 105a, die durch einen metallischen Verteiler 105b miteinander verbunden sind.The plates 105a of the heating profile 105 formed by a metal profile are arranged parallel to each other in the flow medium 106 in a streamlined manner in order to minimize the flow losses. Fig. 5 shows an embodiment of a heating register 105 with mutually parallel metallic heating plates 105a, which are interconnected by a metallic manifold 105b.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante einer Vorwärmeinrichtung 101 dargestellt, bei der die PTC- Heizkörper 102 in direktem Kontakt mit einem Heizregister 105 stehen, welches in einen Mediumstrom 106 eines im Querschnitt rechteckigen Strömungsweges 107 hineinragt.FIG. 6 shows a further embodiment variant of a preheating device 101, in which the PTC heating elements 102 are in direct contact with a heating register 105, which projects into a medium flow 106 of a flow path 107 of rectangular cross-section.
Wesentlich ist, dass nur mehr das durch ein Metallprofil gebildete Heizregister 105 im Mediumstrom 106 verbleiben muss, wenn vom PTC-Heizkörper 102 soviel Wärme entwickelt wird, dass eine metallische Anbindung genügend Wärme zuführen kann. Dadurch wird der Durchströmungswiderstand des Mediums reduziert. Durch den Entfall einer Federkonstruktion zur Anbindung des PTC-Heizkör- pers 102 mit dem Heizregister 105 besteht keine Kurzschlussgefahr durch gebrochene PTC-Plättchen. Um dies zu realisieren, ist der PTC-Heizkörper 105 nicht mehr durch ein monolithisches, also innen homogenes Bauteil gebildet, sondern in Vielschichttechnologie (wie sie zum Beispiel zur Herstellung von Keramikkondensatoren verwendet wird) aufgebaut. Der innere Aufbau besteht also abwechselnd aus keramischen und metallischen, bzw. metallhaltigen Schichten 111, 109, 110. Die Dicke dieser Schichten 111, 109, 110 kann dabei zwischen einigen μm bis zu 102 mm betragen. Als keramische Schicht 111 kann ein PTC-Material, wie dies bereits in bisherigen Lösungen verwendet wurde, eingesetzt werden. Als Metall sind alle metallischen Materialien wie sie in bekannten Vielschichtkonden- satoren Verwendung finden, geeignet. In jedem Fall werden die verschiedenen Elektroden 112, 113 auf unterschiedliche elektrische Potenziale gelegt, so dass an der dazwischen liegenden keramischen Schicht 111 eine Spannung anliegt, die zu einem Stromfluss und damit zu einer Erwärmung dieser keramischen Schicht 111 führt.It is essential that only the heating coil 105 formed by a metal profile must remain in the medium flow 106, if so much heat is developed by the PTC heating element 102 that a metallic connection can supply sufficient heat. As a result, the flow resistance of the medium is reduced. Due to the omission of a spring construction for connecting the PTC radiator 102 to the heating register 105, there is no risk of a short circuit due to broken PTC plates. To realize this, the PTC radiator 105 is no longer formed by a monolithic, ie internally homogeneous component, but in multilayer technology (as used for example for the production of ceramic capacitors) is constructed. The internal structure thus consists alternately of ceramic and metallic or metal-containing layers 111, 109, 110. The thickness of these layers 111, 109, 110 can be between a few μm and up to 102 mm. As a ceramic layer 111, a PTC material, as has already been used in previous solutions, can be used. As metal all metallic materials as they are used in known Vielschichtkonden- sators are suitable. In any case, the different electrodes 112, 113 are set to different electrical potentials, so that a voltage is applied to the ceramic layer 111 lying therebetween, which leads to a current flow and thus to a heating of this ceramic layer 111.
Die metallischen, bzw. metallhaltigen Schichten 109, 110 werden auch zum Abtransport der thermischen Energie benutzt, wobei hierfür entweder die metallischen Schichten 109, 110 der elektrisch kontaktieren Elektroden 112, 113 oder separate metallische, bzw. metallhaltige Schichten verwendet werden können. Wichtig ist auch hier, dass dabei nur solche Schichten, die auf gleichem elektrischen Potenzial liegen, elektrisch leitend miteinander verbunden werden, im Normalfall also die wärmeabführende Elektrode mit Massepotenzial. Da hierdurch die wärmeabführende Fläche um ein vielfaches vergrößert werden kann, können mehrere konventionelle Keramikplättchen durch ein Vielschichtheizelement 103 ersetzt werden, das zudem nicht mehr so dünn wie bei bisherigen Vorwärmeinrichtung und damit wesentliche weniger empfindlich ausgeführt ist. Die Ableitung der Wärme erfolgt durch das Heizregister 105, welches durch einen metallischen Rahmen gebildet ist und das im Mediumfluss angeordnet ist. Durch den Entfall der Federklemmen für die Bauteile ist die erfindungsgemäße Vorwärmeinrichtung 101 wesentlich einfacher in der Konstruktion und Herstellung.The metallic or metal-containing layers 109, 110 are also used to dissipate the thermal energy, for which purpose either the metallic layers 109, 110 of the electrically contacting electrodes 112, 113 or separate metallic or metal-containing layers can be used. It is also important here that in this case only those layers which are at the same electrical potential are connected to one another in an electrically conductive manner, that is to say normally the heat-dissipating electrode with ground potential. As a result, the heat dissipating surface can be increased by a multiple, more conventional ceramic plates can be replaced by a multilayer heating element 103, which is also no longer as thin as in previous preheating and thus essential designed to be less sensitive. The dissipation of heat takes place through the heating coil 105, which by a metallic Frame is formed and which is arranged in the medium flow. Due to the omission of the spring terminals for the components, the preheating device 101 according to the invention is much easier to design and manufacture.
Der Aufbau von keramischen Vielschichtbauteilen erfolgt heute meist durch Herstellung von Folien aus Keramik, auf die dann im Siebdruck- oder einem anderen Verfahren (zum Beispiel Offset-Druck) die metallischen, bzw. metallhaltigen Schichten aufgebracht werden. Alternativ können auch sowohl keramische, als auch metallhaltige Schichten im Siebdruckverfahren abwechselnd aufgetragen werden. Die Folien werden danach verpresst, die einzelnen Bauteile herausgestanzt oder -gesägt, die Keramik versintert und die Innenelektroden der selben Ausführung mit einer Außenelektrode verbunden.The construction of ceramic multilayer components is nowadays usually carried out by producing films made of ceramic, to which the metallic or metal-containing layers are then applied by screen printing or another method (for example offset printing). Alternatively, both ceramic and metal-containing layers can be applied alternately by screen printing. The foils are then pressed, the individual components punched out or sawed, the ceramic sintered and the inner electrodes of the same design connected to an outer electrode.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffvorwärmeinrichtung eignet sich für strömende, flüssige und gasförmige Medien, und kann besonders vorteilhaft zur Erwärmung von Kraftstoff eingesetzt werden. The fuel preheating device according to the invention is suitable for flowing, liquid and gaseous media, and can be used particularly advantageously for heating fuel.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kühlsystem (1) zur bedarfsabhängigen Kühlung einer Brennkraftmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einem keramischen Wärmespeicherelement (3) über zumindest einen ersten Wärmeleiter (4) verbindbar ist.1. Cooling system (1) for demand-dependent cooling of an internal combustion engine (2), characterized in that the internal combustion engine (2) with at least one ceramic heat storage element (3) via at least one first heat conductor (4) is connectable.
2. Kühlsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Wärmeleiter eine thermische erste Schalteinrichtung (5) angeordnet ist.2. Cooling system (1) according to claim 1, characterized in that in the first heat conductor, a thermal first switching device (5) is arranged.
3. Kühlsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Wärmespeicherelement (3) mit einem Wärmetauscher (9) thermisch verbindbar ist.3. Cooling system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic heat storage element (3) with a heat exchanger (9) is thermally connectable.
4. Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Wärmeleiter (7) zwischen dem keramischen Wärmespeicherelement (3) und dem Wärmetauscher (9) eine thermische zweite Schalteinrichtung (5) angeordnet ist.4. Cooling system (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a second heat conductor (7) between the ceramic heat storage element (3) and the heat exchanger (9), a thermal second switching device (5) is arranged.
5. Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Wärmespeicherelement (3) pyroelektrische Keramik enthält und als elektrische Energiequelle ausgebildet ist.5. Cooling system (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ceramic heat storage element (3) contains pyroelectric ceramic and is designed as an electrical energy source.
6. Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicherelement (3) PTC-Keramik enthält und durch Anlegen einer elektrischen Spannung (U) erwärmbar ist.6. Cooling system (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heat storage element (3) contains PTC ceramic and can be heated by applying an electrical voltage (U).
7. Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Wärmespeicherelement (3) aus einer Abfolge von keramischen (11) und metallischen und/oder metallhaltigen Schichten (10a, 10b) aufgebaut sind.7. Cooling system (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ceramic heat storage element (3) from a sequence of ceramic (11) and metallic and / or metal-containing layers (10a, 10b) are constructed.
8. Kühlsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe (A) von metallischen und metallhaltigen Schichten (10a) durch eine erste Sammelthermode (3a) miteinander verbunden sind, welche mit dem ersten Wärmeleiter (4) thermisch verbunden ist.8. Cooling system (1) according to claim 7, characterized in that a first group (A) of metallic and metal-containing layers (10a) by a first Sammelthermode (3a) are interconnected, which is thermally connected to the first heat conductor (4) ,
9. Kühlsystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Gruppe (B) von metallischen und metallhaltigen Schichten (10b) durch eine zweite Sammelthermode (3b) miteinander verbunden sind, welche mit dem zweiten Wärmeleiter (7) thermisch verbunden ist. 9. Cooling system (1) according to claim 7 or 8, characterized in that a second group (B) of metallic and metal-containing layers (10b) by a second Sammelthermode (3b) are interconnected, which with the second heat conductor (7) thermally connected is.
10. Verfahren zur bedarfsabhängigen Kühlung einer Brennkraftmaschine (2) mit einem Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) über eine thermische erste Schalteinrichtung (5) mit zumindest einem keramischen Wärmespeicherelement (3) wahlweise thermisch verbunden oder von diesem thermisch getrennt wird.10. A method for demand-dependent cooling of an internal combustion engine (2) with a cooling system (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the internal combustion engine (2) via a thermal first switching device (5) with at least one ceramic heat storage element (3) optionally thermally connected or thermally separated from it.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Wärmespeicherelement (3) wahlweise über eine thermische zweite Schalteinrichtung (8) mit einem Wärmetauscher (9) verbunden oder von diesem getrennt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the ceramic heat storage element (3) is selectively connected via a thermal second switching device (8) with a heat exchanger (9) or separated from it.
12. Vorwärmeinrichtung (101) für ein strömendes Medium, insbesondere Kraftstoff, mit einem PTC-Heizkörper (102), dadurch gekennzeichnet, dass der PTC-Heizkörper (102) ein keramisches Vielschichtheizelement (103) aufweist.12. preheating device (101) for a flowing medium, in particular fuel, with a PTC radiator (102), characterized in that the PTC radiator (102) comprises a ceramic multilayer heating element (103).
13. Vorwärmeinrichtung (101) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Vielschichtheizelement (103) aus einer Abfolge von keramischen und metallischen und/oder metallhaltigen Schichten (111, 109, 110) aufgebaut ist.13. preheating device (101) according to claim 12, characterized in that the ceramic multilayer heating element (103) from a sequence of ceramic and metallic and / or metal-containing layers (111, 109, 110) is constructed.
14. Vorwärmeinrichtung (101) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe (A) von metallischen oder metallhaltigen Schichten (109) mit einer ersten Elektrode (112) und eine zweite Gruppe (B) von metallischen oder metallhaltigen Schichten (110) mit einer zweiten Elektrode (113) verbunden ist, wobei zwischen jeweils einer metallischen oder metallhaltigen Schicht (109) der ersten Gruppe (A) und einer metallischen oder metallhaltigen Schicht (110) der zweiten Gruppe (B) eine keramische Schicht (111) angeordnet ist.14. preheating device (101) according to claim 13, characterized in that a first group (A) of metallic or metal-containing layers (109) having a first electrode (112) and a second group (B) of metallic or metal-containing layers (110). is connected to a second electrode (113), wherein between each of a metallic or metal-containing layer (109) of the first group (A) and a metallic or metal-containing layer (110) of the second group (B) a ceramic layer (111) is arranged ,
15. Vorwärmeinrichtung (101) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen oder metallhaltigen Schichten (109, 110) der ersten und zweiten Gruppe (A, B) auf unterschiedliche elektrische Potenziale liegen.15. preheating device (101) according to claim 13 or 14, characterized in that the metallic or metal-containing layers (109, 110) of the first and second group (A, B) are at different electrical potentials.
16. Vorwärmeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass über zumindest einen metallischen oder metallhaltigen Teil, vorzugsweise über zumindest eine metallische oder metallhaltige Schicht (109, 110), Wärme aus dem Vielschichtheizelement (103) ableitbar ist. 16. preheating device (101) according to any one of claims 13 to 15, characterized in that via at least one metallic or metal-containing part, preferably via at least one metallic or metal-containing layer (109, 110), heat from the multilayer heating element (103) is derivable.
17. Vorwärmeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der PTC- Heizekörper (102) über einen Wärmeleiter (104) mit einem in das strömende Medium hineinragenden, vorzugsweise durch ein Metallprofil gebildeten Heizregister (105) verbunden ist, wobei besonders vorzugsweise im Wärmeleiter (104) zwischen dem PTC- Heizkörper (102) und dem Heizregister (105) ein thermischer Schalter angeordnet ist.17 preheating device (101) according to one of claims 12 to 16, characterized in that the PTC heating element (102) via a heat conductor (104) with a projecting into the flowing medium, preferably formed by a metal profile heating coil (105) is connected , wherein particularly preferably in the heat conductor (104) between the PTC radiator (102) and the heating coil (105), a thermal switch is arranged.
18. Vorwärmeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein PTC-Heizkörper (102) direkt kontaktierend mit einem vorzugsweise durch ein Metallprofil gebildeten Heizregister (105) angeordnet ist.18. preheating device (101) according to any one of claims 12 to 17, characterized in that at least one PTC heating element (102) is arranged directly in contact with a preferably formed by a metal profile heating register (105).
19. Vorwärmeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vielschichtelement (103) außerhalb des Mediumstromes (106) angeordnet ist.19. preheating device (101) according to any one of claims 12 to 18, characterized in that the multilayer element (103) outside the medium stream (106) is arranged.
20. Vorwärmeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizregister (105) aus mehreren parallelen Heizplatten (105a) besteht, welche vorzugsweise über zumindest einen Verteiler (105b) wärmeleitend miteinander verbunden sind. 20. preheating device (101) according to any one of claims 12 to 19, characterized in that the heating register (105) consists of a plurality of parallel heating plates (105a), which are preferably connected via at least one distributor (105b) heat-conducting together.
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