DE2805418A1 - Kuehlsystem fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungsmotoren - Google Patents
Kuehlsystem fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungsmotorenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
- F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
- F01P9/06—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00 by use of refrigerating apparatus, e.g. of compressor or absorber type
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Stuttgart 60, den 8.2.1978
£tuti;gart-Untertürkheim EPT Dr.W/Ei
Kühlsystem für flüssigkeit sgekühlte "Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für flüssigkeitsgekühlte
Verbrennungsmotoren, bei denen die Kühlflüssigkeit in einem Kreislauf durch den Motorblock und durch einen Kühler geführt
wird. Bei den zur Zeit gebauten Fahrzeugen oder stationären Motoren wird das vom Motor erhitzte Kühlwasser in einem Wasserkühler abgekühlt, der entweder vom Fahrtwind und/oder von einem
vom Motor her betriebenen Lüfter mit Kühlluft angeströmt wird. Das abgekühlte Wasser wird dann wieder in den Motorblock geführt.
Insbesondere bei Fahrzeugen ist der zur Verfügung stehende Raum
im Bereich des Kühlers beschränkt, so daß Motoren mit größerer
Leistung und daher mit größerem Wärmeanfoll nicht ohne weiteres mit dem bekannten System gekühlt werden können, da auch die Leistungsaufnahme
der zur Kühlwinderzeugung benutzten Lüfter nicht beliebig vergrößert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
zur besseren Motorkühlung vorzuschlagen, die bei gleichen Raaiaverhältnissen eine intensivere Kühlung zu. verwirklichen
erlaubt. Die Erfindung besteht darin, daß der Kühler mindestens teilweise als Bestandteil eines Kältemittelkreisleufes ausgebildet
ist. Da hier die Verdampfungswärme des Kältemittels zur Wärmeaufnahme vom Motor her zur Verfügung steht, lassen sich bei
gleichen räumlichen Abmessungen größere Wärmemengen abführen.
Zweckmäßig kann der Kühler dabei den Verdampfer eines Kältemittelkreislaufes
enthalten, dessen Kondensator von Umgebungsluft gekühlt wird. Die Wärmeaustauschflächen des Verdampfers können
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Da im 11 6
dabei den Wärmeaustauschflächen eines üblichen Wasserkühlers
für den Motor so zugeordnet werden, daß dem Kühlwasser zusätzlich zu der durch den Fahrtwind und von Lüfter her erzeugten
Kühlung; weitere Wärme entzogen wire. Zs ist natürlich auch möglich,
den Verdampfer als gesondertes Bauteil hinter dem Wasserkühler oder im Wasserkasten anzuordnen. Dabei kann der Kältemittelkreislauf
der einer Wärmepumpe mit Kompressor oder einer solchen mit einem Absorber versehen sein.
Es ist aber auch möglich, auf die bisher eingesetzte Wasserkühlung
völlig zu verzichten und an deren Btelle eusschlieHlich mit
dem Kältemittel zu kühlen, wenn der Kühler als Kondensator einer Wärmepumpe ausgelegt ist, deren Verdampfer im vom Kältemittel
durchströmten Motorblock angeordnet ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und in der nachfolgend ed Beschreibung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Zuordnung eines Kältemittelkreislaufes
unter Verwendung von Frigen zu einem Wasserkühlkreislauf eines Verbrennungsmotores, wobei von diesem Wasserkühlkreislauf
ausschließlich der Kühler schematisch dargestellt ist und der Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpe
in Kompressorausführung entspricht und
Fig. 2 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, jedoch in Absorberausführung
und im Betrieb mit Ammoniak als Kältemittel.
In der Fig. 1 ist schanktisch der Kühler 1 eines nicht dargestellten
Verbrennungsmotors angedeutet, der des vom Motorblock her durch die Leitung 2 kommende aufgeheizte Wasser abgekühlt
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und durch die Leitung 3 wieder zum Motor zurückleitet. Der
Kühler ist in "bekannter Weise als Wärmeaustauschkörper mit
Wärmetauschrippen 4 aufgetaut und wird in Richtung des Pfeiles 5 von Kühlluft angeströmt, die entweder durch den Fahrtwind
bei Fahrzeugmotoren und durch einen im Kühler vorgeschalteten Lüfter oder bei stationären Motoren ausschließlich von
einem Lüfter durch den Kühler "bewegt wird. Das vom Motor durch die Leitung 2 kommende Kühlwasser tritt dabei, wie scheraatisch
angedeutet ist, durch die Kühlerkanäle 6 hindurch und gibt dabei seine Wärme durch Kontakt an die Kühlrippen 4 ab. Erfindungsgemäß ist dem so ausgestalteten Wasserkühler nun ein weiterer
Kühlkreislauf zugeordnet, der mit Durchflußkanälen 7 im
Bereich des Kühlers 1 versehen ist, die bei der gezeigten Ausführungsform fest mit den Kühlrippen 4 verbunden sind, so daß
die von den Wasserkanälen 6 abgegebene Wärme nicht nur an den Kühlluftstrom 5 sondern auch an das durch die Kanäle 7 strömende
Medium abgegeben werden kann, das im Ausführungsbeispiel Frigen ist. Das Frigen strömt durch die Leitung 8 in den Kopf des Kühlers
1 ein, verteilt sich dort auf mehrere Kanäle 7, von denen
der Einfatoheit halber nur drei angedeutet sind und wird im unteren
Bereich 9 des Kühlers in einem Sammelteil 10 zusammengefaßt, von wo es zu einem Kompressor 11 gelangt, der in bekannter
Weise über Ventile das Frigen durch die Leitung 12 zu einem Kondensator 13 führt, indem es, nachdem es zunächst in den Kanälen
7 verdampft war und vom Kompressor 11 unter hohen Druck gesetzt wurde, durch die im Kondensator stattfindende Wärmeabgabe
verflüssigt wird und unter großem Druck durch die Leitung 14 bis zu einem Expansionsventil 15 läuft und dann mit kleinem
Druck durch die Leitung 8 wieder in die Kanäle 7 gelangt, die auf diese Weise den "Verdampfer des Frigenkühlmittelkreislaufes
darstellen. Der Kondensator kann luftgekühlt sein. Auf diese Weise wird es möglich, dem Kühlwasser im Bereich des Kühlers 1
mehr Wärme zu entziehen, als das mit den bisher bekannten Bauformen möglich war. Der Platzbedarf wird nicht wesentlich erhöht,
da die Führung der Rältemittelleitungen und die Anordnung
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Da im 11 69V4
des Kondensators wenig Baum im Vergleich zur Anordnung einer mit gleicher Leistung versehenen Wasserkühlung benötigen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Wärmeaustauscheranordnung
im Kühler 1 in gleicher Weise aufgebaut ist, wie jene der Fig. 1. Die vom Sammelanschluß 10 kommende Leitung 16 führt
hier jedoch zu einem Absorber 17, der den aus dem unteren Bereich 9 des Kühlers 1 austretenden Dampf bei kleinem Druck zu
einer Umwälzpumpe 18 führt, nachdem er vorher in Wasser absorbiert wurde, das durch die Leitung 19 dem Absorber 17 zugeführt
wurde. Das so mit Ammoniak angereicherte Wasser läuft durch den Wärmeaustauscher 20 und über die Leitung 21 zu einem Austreiber
oder Kocher 22. Von dort aus wird über die Leitung 23 Aaaoniakdampft
bei hohem Druck einem Verflüssiger oder Kondensator 24 zugeführt, wo dem unter hohem Druck stehenden Ammoniakdampf soviel
Wärme entzogen wird, daß hinter dem Kondensator und vor der Drossel 25 Ammoniak in flüssiger Form bei hohem Druck ansteht.
Hinter der Drossel 25 wird dieser Druck entspannt. Ammoniak gelangt
als Flüssigkeit bei kleinem Druck durch die Leitung 8 in die Kanäle 7 des Verdampfers. Als Ammoniakdampf mit kleinem Druck
tritt die so Wärme aus dem Kühlwasser des Kühlers 1 aufnehmende Kältemittel durch die Leitung 16 wieder in den Absorber 17 ein.
Das im Kocher 22 abgesonderte Wasser, das sehr schwach mit Ammoniak angereichert und sehr warm ist, wird durch den Wärmetauscher
20 und durch die Leitung 19 zurück zum Absorber gesandt. Auch mit dieser Ausführungsform läßt sich das im Kühler
1 vom Motor durch die Leitung 2 her kommende heiße Kühlwasser zusätzlich zur Fahrtwind- bzw. Lüfterkühlung abkühlen, ohne daß
der Raumbedarf für die zusätzliche Kühlerausbildung zu groß wird.
Anstelle der in den Fig. 1 und 2 gezeigten zusätzlichen Kühlanordnungen
für mit einem Kühlwasserkreislauf ausgestattete Verbrennungsmotoren ist es auch denkbar, den Kühlwasserkreislauf
vollkommen durch einen Kältemittelkreislauf zu ersetzen. In diesem Fall ist entweder, wie gezeigt, Frigen oder Ammoniak in
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Kompressor- oder Absorberausführung für den Kältemittelkreislauf verwendbar. Wichtig ist lediglich, daß in diesem Fall der
Verdampferteil der Wärmepumpe nicht in dem außerhalb des Motors
liegenden Kühlerteil angeordnet ist, sondern im Motor selbst, während der außerhalb des Motors liegende Kühlerteil den Kondensator
darstellt. Auch mit solchen Anordnungen lassen sich größere Wärmemengen bei kleinen räumlichen Abmessungen abführen.
In allen Fällen sowie auch bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 werden Thermostaten 26 vorgesehen, die zur Steuerung des
Kühlkreislaufes in an sich bekannter Weise dienen.
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Claims (6)
- Daimler-Benz Aktiengesellschaft Stuttgart GO, den 8.2.1978 Stuttgart-Untertürkheim EPT Dr.W/Ei- Daim 11 694/4 -AnsprücheKühlsystem für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungsmotoren, bei denen die Kühlflüssigkeit in einem Kreislauf durch den Motorblock und durch einen Kühler geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) mindestens teil- _ weise als Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes (11, 13, 15>, 7) ausgebildet ist.
- 2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) den Verdampfer (7) eines Kältemittelkreislaufes enthält, dessen Kondensator (15) von Umgebungsluft gekühlt wird.
- 3. Kühlsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschfluchen (4) des Verdampfers (7) den Wärmetauschflächen (4) eines üblichen Wasserkühlers (1) für den Motor so zugeordnet sind, daß dem Kühlwasser zusätzlich zu der durch den Fahrtwind (5) und vom Lüfter her erzeugten Kühlung weitere Wärme entzogen wird.
- 4. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer als gesondertes Bauteil hinter dem Wasserzähler (1) oder im Wasserkasten angeordnet ist.
- 5. Kühlsystem nach den Ansprüchen 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkreislauf der einer Wärmepumpe mit Kompressor (11) ist.909833/0098-2- Daim 11
- 6. Kühlsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkreislauf der einer mit einem Absorber (17) versehenen Wärmepumpe ist.7· Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler als Kondensator einer Wärmepumpe ausgelegt ist, deren Verdampfer im vom Kältemittel durchströmenden Motorblock angeordnet ist.909833/0098
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782805418 DE2805418A1 (de) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Kuehlsystem fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782805418 DE2805418A1 (de) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Kuehlsystem fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungsmotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2805418A1 true DE2805418A1 (de) | 1979-08-16 |
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ID=6031508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782805418 Withdrawn DE2805418A1 (de) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Kuehlsystem fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungsmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2805418A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1978
- 1978-02-09 DE DE19782805418 patent/DE2805418A1/de not_active Withdrawn
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