EP2906790A1 - Latentwärmespeicher und dessen verwendung - Google Patents

Latentwärmespeicher und dessen verwendung

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EP2906790A1
EP2906790A1 EP13773756.5A EP13773756A EP2906790A1 EP 2906790 A1 EP2906790 A1 EP 2906790A1 EP 13773756 A EP13773756 A EP 13773756A EP 2906790 A1 EP2906790 A1 EP 2906790A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat
chamber
outlet
heat transfer
transfer fluid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13773756.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Tschismar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2906790A1 publication Critical patent/EP2906790A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/001—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • 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
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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    • F28D2020/0013—Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in elements attached to or integral with heat exchange conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the invention relates to a latent heat storage and its use according to the preamble of claim 1. It is known to use latent heat storage in motor vehicles to store the excess heat generated by an internal combustion engine, and later in a cold start of the internal combustion engine of the internal combustion engine or other systems of the Motor vehicle again to provide.
  • Latent heat storage thereby use the known principle of action, in which the enthalpy of reversible thermodynamic changes in state of a
  • Heat storage medium is exploited.
  • heat storage media are, for example, various salts or paraffins that very much when melted
  • the known latent heat storage are constructed as a heat exchanger in which on one side the heat storage medium is included and which on the other side of a heat-delivering or
  • heat-removing heat transfer fluid is flowed through.
  • the latent heat storage used are thereby from the lubricating oil of the oil circuit, the cooling water of the
  • Cooling circuit or flows through a portion of the exhaust gas as a heat transfer fluid.
  • the heat energy of the heated lubricating oil, the heated cooling water or the exhaust gas becomes the phase transformation of the Heat storage medium used, which absorbs heat energy as heat of fusion and emits again at the re-crystallization of the heat transfer fluid.
  • From DE 102008013655 A1 is also known to bypass the latent heat storage used in an oil circuit by a bypass and to control the oil supply to the bypass through a valve. This ensures that only so much oil is supplied to the latent heat storage for charging the latent heat storage that the heating of the engine oil is not hindered.
  • the present invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the heat transfer fluid in a replacement safely and completely expires from the chamber of the latent heat accumulator.
  • a gravimetric outflow of the heat transfer fluid from the chamber of the latent heat accumulator is ensured when the fluid collection region is formed by at least one portion of a bottom of the chamber which slopes towards the outlet.
  • the inclined portion may be substantially formed by the entire bottom surface of a continuously inclined bottom of the chamber, at the lowest point of the outlet is arranged.
  • Another embodiment is when at least two inclined to each other
  • Bottom portions are provided, which collide at a lowest point and there form a sink in the bottom of the chamber, which forms the fluid collecting area with the arranged at the lowest point outlet.
  • Latent heat accumulator has an inlet portion, an outlet portion and therebetween at least one inclined from the inlet portion to the outlet portion extending heat exchanger portion.
  • the fluid collection area In this case, it is formed by a bottom section arranged at the outlet section, on which the outlet is arranged, wherein the bottom section at the outlet section lies lower in relation to a further bottom section formed at the inlet section.
  • the heat exchanger section may be made of a plurality of heat exchanger tubes or heat exchanger profiles, wherein the heat storage medium is associated with the heat exchanger section.
  • Latent heat storage is improved by the surface of at least the fluid collection area with a material having a low surface tension
  • the latent heat storage can be in an oil circuit a
  • the latent heat storage can be in a cooling circuit of a
  • Figure 1 is a schematic representation of a circuit of a
  • Heat transfer fluids of a latent heat storage using the example of an oil circuit of an internal combustion engine using the example of an oil circuit of an internal combustion engine
  • Figure 2 shows a first embodiment of an inventive
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a device according to the invention
  • Latent heat storage and Figure 4 shows a third embodiment of an inventive
  • the circuit 10 shown schematically in Figure 1 for a heat transfer fluid 1 1 has a heat source or heat sink 20 for the heat transfer fluid 1 1 and a latent heat storage 30 with at least one
  • Heat storage element 37 on.
  • a supercooled heat storage medium 38 is included, the mode of operation will be discussed later. From the heat source or heat sink 20 leads a flow 22 toward the latent heat storage 30 and a return 23 from the latent heat storage 30 back to the heat source or heat sink 20th
  • the circuit 10 shown in Figure 1 is for example an oil circuit of an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine
  • Heat source or heat sink 20 for serving as a heat transfer fluid 1 1 engine oil formed by a non-illustrated feed pump through the latent heat storage 30 using the arrows shown 12 for heat transfer from the heat transfer fluid 11 to the heat storage medium 38 and the reversible process from the heat storage medium 38 to the
  • Heat transfer fluid 11 is conveyed.
  • the latent heat storage 30 is a heat exchanger with a
  • Heat exchanger tank 31 executed enclosing a chamber 32.
  • an inlet 33 to which the supply line 22 is connected, via which the heat transfer fluid 11 is introduced into the chamber 32 of the latent heat accumulator 30.
  • From the chamber 32 out leads an outlet 34 to which the return line 23 is connected.
  • the outlet 34 is the
  • the heat exchanger tank 31 may also have the shape of a pipe or a hollow profile through which the heat transfer fluid 11 flows.
  • the heat storage element 37 may be disposed within the chamber 32, as shown in Figure 1, or mounted outside of the heat exchanger tank 31.
  • a heat storage medium 38 serve, for example, various salts, such as
  • the latent heat storage 30 uses the known principle of action, in which the enthalpy of reversible thermodynamic changes in state of the heat storage medium 38 is utilized.
  • the heat transfer fluid 1 1 flows through the inlet 33 into the chamber 32 of the heat exchanger tank 31, flows through the chamber 32 and exits at the outlet 34 again from the chamber 32.
  • With a cooled heat transfer fluid 11 occurs the reversible heat transfer from the heat storage medium 38 to the heat transfer fluid 1 1, in which the heat sink 20 is effective.
  • the engine oil heated by the internal combustion engine is conveyed as heat transfer fluid 11 through the heat exchanger tank 31 of the latent heat accumulator 30. There is from the heat storage medium 38, the heated engine oil, the heat energy withdrawn until the phase transition temperature of the solid
  • Heat storage medium 38 is reached. At a cold start the
  • Heat storage medium 38 and the engine oil (heat transfer fluid 1 1) instead. As soon as the temperature of the heat storage medium 38 drops to the level of the melting temperature, the amount of heat energy is released, which was previously applied when melting the heat storage medium 38, and the back to the engine oil (heat transfer fluid 1 1) in the oil circuit
  • FIGS. 1 to 4 Various embodiments of the latent heat accumulator 30 are shown in FIGS. 1 to 4.
  • the heat exchanger tank 31 and the chamber 32nd the latent heat accumulator 30 has a bottom 35 with a fluid collecting region 36, which is a gravimetric outflow of the
  • the fluid collecting portion 36 is formed by a portion of the bottom 35 of the chamber 32, at the lowest point of the outlet 34 is arranged.
  • the fluid collecting region 36 opens into the outlet 34, such that the heat transfer fluid 1 1 by the gravimetric effect (gravity) can flow out of the chamber 32 of the heat exchanger tank 31.
  • the fluid collecting region 36 is formed by a bottom 35 of the chamber 32, which extends continuously over substantially the entire bottom surface. At a lowest point of the inclined bottom 35 of the outlet 34 is arranged.
  • Heat exchanger tank 31 divided into two bottom sections 35.1 and 35.2, which are inclined to each other. At the lowest point the two meet
  • the chamber 32 of the latent heat accumulator 30 has an inlet section 41, an outlet section 42 and, for example, a plurality of heat exchanger sections 43 which are inclined towards the outlet section 42 from the inlet section 41.
  • the inlet 33 is arranged at an upper portion of the inlet portion 41.
  • the inlet section 41 has a first bottom section 44 at a lower portion of the outlet portion 42.
  • the outlet 34 is arranged at a lower portion of the outlet portion 42.
  • Heat exchanger section 43 is made for example of a plurality of heat exchanger tubes or heat exchanger profiles, which preferably each associated with a heat storage element not shown with the heat storage medium 38.
  • the fluid collecting region 36 is formed by a second bottom portion 45 located at the lowest point of the outlet portion 42, which is lower than the first bottom portion 44 of the inlet portion 41 and opens into the outlet 34.
  • PTFE is coated.

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Abstract

Es wird ein Latentwärmespeicher (30) zum Speichern einer von einem Wärmeübertragungsfluid entzogenen Wärmeenergie mittels eines Wärmespeichermediums vorgeschlagen. Der Latentwärmespeicher (30) ist mit einer einen Einlass (33) und einen Auslass (34) aufweisenden Kammer (32) ausgeführt, die vom Einlass (33) zum Auslass (34) hin vom Wärmeübertragungsfluid durchströmbar ist und in der eine Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeübertragungsfluid und dem Wärmespeichermedium und eine reversible Wärmeübertragung vom Wärmespeichermedium auf das Wärmeübertragungsfluid stattfindet. Die Kammer (32) weist einen in den Auslass (34) mündenden Fluid-Sammelbereich (36) auf, derart, dass ein gravimetrisches Abfließen des Wärmeübertragerfluids aus der Kammer (32) gewährleistet ist.

Description

Beschreibung
Titel Latentwärmespeicher und dessen Verwendung
Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher und dessen Verwendung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist bekannt, Latentwärmespeicher auch in Kraftfahrzeugen einzusetzen, um die von einer Verbrennungskraftmaschine erzeugte überschüssige Wärme zu speichern, und sie später bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine der Verbrennungskraftmaschine oder anderen Systemen des Kraftfahrzeuges wieder zur Verfügung zu stellen.
Latentwärmespeicher nutzen dabei das bekannte Wirkprinzip, bei dem die Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen eines
Wärmespeichermediums ausgenutzt wird. Solche Wärmespeichermedien sind beispielsweise diverse Salze oder Paraffine, die beim Schmelzen sehr viel
Wärmeenergie aufnehmen und bei einem Phasenwechsel von flüssig nach fest die
Schmelzwärme wieder freisetzen.
Die bekannten Latentwärmespeicher sind wie ein Wärmetauscher aufgebaut, in welchem auf der einen Seite das Wärmespeichermedium eingeschlossen ist und welcher auf der anderen Seite von einem wärmeliefernden bzw.
wärmeentziehenden Wärmeübertragungsfluid durchströmt wird.
Aus DE 2916216 A1 ist bereits bekannt, einen Latentwärmespeicher in einen Ölkreislauf, in einen Kühlwasserkreis oder in eine Abgasleitung einer
Verbrennungskraftmaschine einzusetzen. Die eingesetzten Latentwärmespeicher werden dabei vom Schmieröl des Ölkreislaufes, vom Kühlwasser des
Kühlkreislaufes oder von einem Teil des Abgases als Wärmeübertragungsfluid durchströmt. Die Wärmeenergie des erwärmten Schmieröls, des erwärmten Kühlwassers oder des Abgases wird zur Phasenumwandlung des Wärmespeichermediums genutzt, das dabei Wärmeenergie als Schmelzwärme aufnimmt und bei der Rekristallisation wieder an das Wärmeübertragungsfluid abgibt.
Aus DE 102008013655 A1 ist weiterhin bekannt, den in einen Ölkreislauf eingesetzten Latentwärmespeicher durch einen Bypass zu umgehen und die Ölzufuhr zum Bypass durch ein Ventil zu regeln. Dadurch wird gewährleistet, dass zur Aufladung des Latentwärmespeichers nur so viel Öl dem Latentwärmespeicher zugeführt wird, dass die Erwärmung des Motoröls nicht behindert wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Wärmeübertragungsfluid bei einem Austausch sicher und vollständig aus der Kammer des Latentwärmespeichers abläuft.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.
Ein gravimetrisches Abfließen des Wärmeübertragungsfluids aus der Kammer des Latentwärmespeichers wird gewährleistet, wenn der Fluid-Sammelbereich von zumindest einem zum Auslass hin geneigten Abschnitt eines Bodens der Kammer gebildet ist. Der geneigte Abschnitt kann dabei im Wesentlichen von der gesamten Bodenfläche eines kontinuierlich geneigten Bodens der Kammer gebildet sein, an dessen tiefster Stelle der Auslass angeordnet ist. Eine andere Ausführungsform besteht darin, wenn mindestens zwei zueinander geneigt verlaufende
Bodenabschnitte vorgesehen sind, die an einer tiefsten Stelle zusammenstoßen und dort im Boden der Kammer eine Senke bilden, die den Fluid-Sammelbereich mit dem an der tiefsten Stelle angeordneten Auslass bildet.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, wenn die Kammer des
Latentwärmespeichers einen Einlassabschnitt, einen Auslassabschnitt und dazwischen mindestens einen vom Einlassabschnitt zum Auslassabschnitt hin geneigt verlaufenden Wärmetauscherabschnitt aufweist. Der Fluid-Sammelbereich wird hierbei von einem am Auslassabschnitt angeordneten Bodenabschnitt gebildet, an dem der Auslass angeordnet ist, wobei der Bodenabschnitt am Auslassabschnitt gegenüber einem am Einlassabschnitt ausgebildeten weiteren Bodenabschnitt tiefer liegt. Dabei kann der Wärmetauscherabschnitt aus mehreren Wärmetauscherrohren oder Wärmetauscherprofilen ausgeführt sein, wobei das Wärmespeichermedium dem Wärmetauscherabschnitt zugeordnet ist.
Das Ablaufen des Wärmeübertragungsfluids aus der Kammer des
Latentwärmespeichers wird verbessert, indem die Oberfläche zumindest des Fluid- Sammelbereiches mit einem Material mit geringer Oberflächenspannung
beschichtet ist.
Der Latentwärmespeicher lässt sich in einem Ölkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine integrieren, um bei einem Ölwechsel ein sicheres Entleeren des Motoröls zu gewährleisten.
Weiterhin lässt sich der Latentwärmespeicher in einen Kühlkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine integrieren, um bei einem Wechsel des Kühlmittels ein sicheres Entleeren des Kühlmittels zu gewährleisten.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kreislaufes eines
Wärmeübertragungsfluids eines Latentwärmespeichers am Beispiel eines Ölkreislaufs einer Verbrennungskraftmaschine,
Figur 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Latentwärmespeichers,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Latentwärmespeichers und Figur 4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Latentwärmespeichers.
Der in Figur 1 schematisch dargestellte Kreislauf 10 für ein Wärmeübertragungsfluid 1 1 weist eine Wärmequelle bzw. Wärmesenke 20 für das Wärmeübertragungsfluid 1 1 und einen Latentwärmespeicher 30 mit mindestens einem
Wärmespeicherelement 37 auf. Im Wärmespeichelement 37 ist ein unterkühlbares Wärmespeichermedium 38 eingeschlossen, auf dessen Wrkungsweise später eingegangen wird. Von der Wärmequelle bzw. Wärmesenke 20 führt ein Vorlauf 22 hin zum Latentwärmespeicher 30 und ein Rücklauf 23 vom Latentwärmespeicher 30 zurück zur Wärmequelle bzw. Wärmesenke 20.
Der in Figur 1 dargestellte Kreislauf 10 ist beispielsweise ein Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine die
Wärmequelle bzw. Wärmesenke 20 für das als Wärmeübertragungsfluid 1 1 dienende Motoröl bildet, das von einer nicht dargestellten Förderpumpe durch den Latentwärmespeicher 30 anhand der dargestellten Pfeile 12 zur Wärmeübertragung vom Wärmeübertragungsfluid 11 auf das Wärmespeichermedium 38 und beim reversiblen Prozess vom Wärmespeichermedium 38 auf das
Wärmeübertragungsfluid 11 befördert wird.
Der Latentwärmespeicher 30 ist als Wärmetauscher mit einem
Wärmetauscherbehälter 31 ausgeführt, der einer Kammer 32 umschließt. In die Kammer 32 führt ein Einlass 33, an den der Vorlauf 22 angeschlossen ist, über den das Wärmeübertragungsfluid 11 in die Kammer 32 des Latentwärmespeichers 30 eingeleitet wird. Aus der Kammer 32 heraus führt ein Auslass 34, an den der Rücklauf 23 angeschlossen ist. Über den Auslass 34 wird das
Wärmeübertragungsfluid 11 aus der Kammer 32 des Latentwärmespeichers 30 heraus und wieder zurück zur Wärmequelle bzw. Wärmesenke 20 geführt. Auf die Anordnung des Auslasses 34 wird später im Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsformen des Latentwärmespeichers 30 in den Figuren 2 bis 4 eingegangen. Der Wärmetauscherbehälter 31 kann aber auch die Gestalt eines Rohres oder eines Hohlprofils haben, durch das das Wärmeübertragungsfluid 11 strömt. Das Wärmespeicherelement 37 kann dabei innerhalb der Kammer 32, wie in Figur 1 gezeigt, angeordnet oder außen am Wärmetauscherbehälter 31 angebracht sein. Als Wärmespeichermedium 38 dienen beispielsweise diverse Salze, wie
beispielsweise Natriumacetattryhydrat, oder Paraffine, die beim Schmelzen sehr viel Wärmeenergie aufnehmen und bei einem Phasenwechsel von flüssig nach fest die Schmelzwärme wieder freisetzen. Der Latentwärmespeicher 30 nutzt dabei das bekannte Wirkprinzip, bei dem die Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen des Wärmespeichermediums 38 ausgenutzt wird.
Das Wärmeübertragungsfluid 1 1 strömt durch den Einlass 33 in die Kammer 32 des Wärmetauscherbehälters 31 ein, durchströmt die Kammer 32 und tritt am Auslass 34 wieder aus der Kammer 32 aus. Dabei erfolgt eine Wärmeübertragung zwischen Wärmeübertragungsfluid 11 und Wärmespeichermedium 38 zum Aufladen des Wärmespeichermediums 38, wobei hierbei die Wärmequelle 20 wirksam ist. Bei einem erkalteten Wärmeübertragungsfluid 11 tritt die reversible Wärmeübertragung vom Wärmespeichermedium 38 auf das Wärmeübertragungsfluid 1 1 auf, bei der die Wärmesenke 20 wirksam ist.
Am Beispiel des Ölkreislaufes einer Verbrennungskraftmaschine wird das von der Verbrennungskraftmaschine erwärmte Motoröl als Wärmeübertragungsfluid 11 durch den Wärmetauscherbehälter 31 des Latentwärmespeichers 30 befördert. Dort wird vom Wärmespeichermedium 38, dem erwärmten Motoröl, die Wärmeenergie entzogen bis die Phasenumwandlungstemperatur des festen
Wärmespeichermediums 38 erreicht ist. Bei einem Kaltstart der
Verbrennungskraftmaschine findet ein Wärmetausch zwischen dem
Wärmespeichermedium 38 und dem Motoröl (Wärmeübertragungsfluid 1 1 ) statt. Sobald die Temperatur des Wärmespeichermediums 38 auf das Niveau der Schmelztemperatur sinkt, wird der Betrag an Wärmeenergie frei, welche zuvor beim Schmelzen des Wärmespeichermediums 38 aufgebracht wurde, und der nun wieder auf das Motoröl (Wärmeübertragungsfluid 1 1 ) im Ölkreislauf der
Verbrennungskraftmaschine übertragen wird.
Verschiedene Ausführungsformen des Latentwärmespeichers 30 sind in den Figuren 1 bis 4 dargestellt. Der Wärmetauscherbehälter 31 bzw. die Kammer 32 des Latentwärmespeichers 30 weist einen Boden 35 mit einem Fluid- Sammelbereich 36 auf, der ein gravimetrisches Abfließen des
Wärmeübertragungsfluid 11 aus der Kammer 32 gewährleistet. Bei der
Ausführungsform in Figur 1 wird der Fluid-Sammelbereich 36 von einem Abschnitt des Bodens 35 der Kammer 32 gebildet, an dessen tiefster Stelle der Auslass 34 angeordnet ist. Der Fluid-Sammelbereich 36 mündet in den Auslass 34, derart, dass das Wärmeübertragungsfluid 1 1 durch die gravimetrische Wirkung (Schwerkraft) aus der Kammer 32 des Wärmetauscherbehälters 31 abfließen kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 wird der Fluid-Sammelbereich 36 von einem im Wesentlichen über die gesamte Bodenfläche kontinuierlich geneigt verlaufenden Boden 35 der Kammer 32 gebildet. An einer tiefsten Stelle des geneigten Bodens 35 ist der Auslass 34 angeordnet.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist der Boden 35 des
Wärmetauscherbehälters 31 in zwei Bodenabschnitte 35.1 und 35.2 aufgeteilt, die zueinander geneigt verlaufen. An der tiefsten Stelle stoßen die beiden
Bodenabschnitte 35.1 und 35.2 zusammen und bilden dort eine Senke 38 aus, die den Fluid-Sammelbereich 36 mit den an der tiefsten Stelle angeordneten Auslass 34 bildet.
Bei der Ausführungsform in Figur 4 weist die Kammer 32 des Latentwärmespeichers 30 einen Einlassabschnitt 41 , einen Auslassabschnitt 42 und dazwischen beispielsweise mehrere vom Einlassabschnitt 41 zum Auslassabschnitt 42 hin geneigt verlaufende Wärmetauscherabschnitte 43 auf. An einem oberen Bereich des Einlassabschnitts 41 ist der Einlass 33 angeordnet. Im unteren Bereich weist der Einlassabschnitt 41 einen ersten Bodenabschnitt 44 auf. An einem unteren Bereich des Auslassabschnitts 42 ist der Auslass 34 angeordnet. Der
Wärmetauscherabschnitt 43 ist beispielsweise aus mehreren Wärmetauscherrohren oder Wärmetauscherprofilen ausgeführt, denen vorzugsweise jeweils ein nicht dargestelltes Wärmespeicherelement mit dem Wärmespeichermedium 38 zugeordnet ist. Der Fluid-Sammelbereich 36 wird von einem an der tiefsten Stelle des Auslassabschnitts 42 angeordneten zweiten Bodenabschnitt 45 gebildet, der tiefer als der erste Bodenabschnitt 44 des Einlassabschnitts 41 liegt und der in den Auslass 34 mündet.
Zweckmäßig ist es, wenn die Kammer 32 oder zumindest die Oberfläche des Bodens 35 bzw. des Fluid-Sammelbereiches 36 zur Verbesserung der
Fließeigenschaften des Wärmeübertragungsfluids 1 1 beim Abfließen aus der Kammer 32 mit einem Material mit geringer Oberflächenspannung, wie
beispielsweise PTFE beschichtet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Latentwärmespeicher zum Speichern einer von einem
Wärmeübertragungsfluid (1 1) entzogenen Wärmeenergie mittels eines Wärmespeichermediums (38) mit einer einen Einlass (33) und einen Auslass (34) aufweisenden Kammer (32), die vom Einlass (33) zum
Auslass (34) hin vom Wärmeübertragungsfluid (11) durchströmbar ist und in der eine Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeübertragungsfluid (1 1 ) und dem Wärmespeichermedium (38) und eine reversible
Wärmeübertragung vom Wärmespeichermedium (38) auf das
Wärmeübertragungsfluid (1 1 ) stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (32) einen in den Auslass (34) mündenden Fluid- Sammelbereich (36) aufweist, derart, dass ein gravimetrisches Abfließen des Wärmeübertragerfluids (1 1) aus der Kammer (32) gewährleistet ist.
2. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Sammelbereich (36) von zumindest einem zum Auslass (34) hin geneigten Abschnitt eines Bodens (35) der Kammer (32) gebildet ist und dass an der tiefsten Stelle des Abschnitts des Bodens (35) der Auslass (34) angeordnet ist.
3. Latentwärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt im Wesentlichen über die gesamte Bodenfläche des Bodens (35) der Kammer (32) geneigt verläuft.
4. Latentwärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (35) mindestens zwei zueinander geneigte Bodenabschnitte (35.1 , 35.2) aufweist, die im Boden (35) der Kammer eine Senke (38) ausbilden, und dass an der tiefsten Stelle der Senke (38) der Auslass (34) angeordnet ist.
5. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (32) von einem Einlassabschnitt (41 ), einem Auslassabschnitt (42) und dazwischen von mindestens einem vom Einlassabschnitt (41 ) zum Auslassabschnitt (42) hin geneigt verlaufenden Wärmetauscherabschnitt (43) gebildet ist, dass der Fluid-Sammelbereich (36) von einem am
Auslassabschnitt (42) angeordneten Bodenabschnitt (45) gebildet ist, der tiefer liegt als ein weiterer am Einlassabschnitt (41) angeordneter
Bodenabschnitt (44).
6. Latentwärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscherabschnitt (43) aus mehreren Wärmetauscherrohren oder Wärmetauscherprofilen (45) ausgeführt ist, und dass das
Wärmespeichermedium (38) dem Wärmetauscherabschnitt (43) zugeordnet ist.
7. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche zumindest des Fluid- Sammelbereiches (36) mit einem Material mit geringer
Oberflächenspannung beschichtet ist.
8. Verwendung des Latentwärmespeichers in einem Ölkreislauf einer
Verbrennungsraftmaschine, wobei das Wärmeübertragungsfluid (1 1) vom Motoröl der Verbrennungskraftmaschine gebildet wird.
9. Verwendung des Latentwärmespeichers in einem Kühlkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine, wobei das Wärmeübertragungsfluid (1 1) vom Kühlmedium der Verbrennungskraftmaschine gebildet wird.
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