DE102017216700A1

DE102017216700A1 - Cooling device and method for controlling the cooling device

Info

Publication number: DE102017216700A1
Application number: DE102017216700.9A
Authority: DE
Inventors: Richard Brümmer
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Ein Primärkreislauf (20) in der Kühlvorrichtung (10) umfasst eine erste Wärmequelle (21), einen Primärthermostat (24), einen Kühlmittelkühler (40) und eine Primärpumpe (22). Ein Sekundärkreislauf (30) ist eintrittsseitig stromab des Kühlmittelkühlers (40) und austrittsseitig an einer Sekundäraustrittsstelle (35) stromauf der ersten Wärmequelle (21) an den Primärkreislauf (20) angeschlossen. Ferner ist eine Primärbypassleitung (23) eintrittsseitig an einer Primärbypasseintrittsstelle (25a) stromab der ersten Wärmequelle an den Primärkreislauf (20) und austrittsseitig an einer Primärbypassaustrittsstelle (25b) zwischen dem Kühlmittelkühler (40) und der ersten Wärmequelle (21) an den Primärkreislauf (20) angeschossen. Die Primärbypassaustrittsstelle (25b) liegt dabei stromab der Sekundäraustrittsstelle (35). Der Sekundärkreislauf (30) umfasst zudem eine Sekundärpumpe (32) und stromab der Sekundärpumpe (32) eine zweite Wärmequelle (31), wobei die erste Wärmequelle (21) zur Wärmeabgabe bei einer höheren Temperatur als die zweite Wärmequelle (31) ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist eine Sekundärbypassleitung (33) mit einem Rückschlagsperrventil (34) eintrittsseitig zwischen der Sekundärpumpe (32) und der zweiten Wärmequelle (31) an den Sekundärkreislauf (30) und austrittsseitig zwischen der Primärbypasseintrittsstelle (25a) und dem Kühlmittelkühler (40) an den Primärkreislauf (20) angeschlossen.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Regeln der Kühlvorrichtung (10).The invention relates to a cooling device (10), in particular for a motor vehicle. A primary circuit (20) in the cooling device (10) comprises a first heat source (21), a primary thermostat (24), a coolant cooler (40) and a primary pump (22). A secondary circuit (30) is connected downstream of the coolant cooler (40) on the inlet side and to the primary circuit (20) on the outlet side at a secondary outlet (35) upstream of the first heat source (21). Furthermore, a primary bypass line (23) is present at a primary bypass point (25a) downstream of the first heat source at the primary circuit (20) and at the outlet end at a primary bypass exit point (25b) between the coolant cooler (40) and the first heat source (21) to the primary circuit (20 ) shot. The primary bypass exit point (25b) lies downstream of the secondary exit point (35). The secondary circuit (30) also comprises a secondary pump (32) and downstream of the secondary pump (32) has a second heat source (31), wherein the first heat source (21) for heat dissipation at a higher temperature than the second heat source (31) is configured. According to the invention, a secondary bypass pipe (33) with a non-return valve (34) on the inlet side between the secondary pump (32) and the second heat source (31) to the secondary circuit (30) and the outlet side between the Primärypypasseintrittsstelle (25a) and the coolant cooler (40) to the primary circuit (20). The invention also relates to a method of controlling the cooling device (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Regeln der Kühlvorrichtung.The invention relates to a cooling device, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for controlling the cooling device.

Um den Kraftstoffverbrauch in einem Kraftfahrzeug zu senken, kann ein Teil der Energie eines heißen Abgases aus dem Verbrennungsmotor über ein Wärmerückgewinnungssystem umgewandelt und genutzt werden. Die umgewandelte Energie kann beispielsweise dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zugeführt oder zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie verwendet werden. In dem Wärmerückgewinnungssystem wird dabei in einem Arbeitsmediumkreislauf ein Arbeitsmedium mit der Abwärme des heißen Abgases bei hohem Druck in einem Verdampfer verdampft und anschließend das gasförmige komprimierte Arbeitsmedium über einen Expander entspannt. Dabei kann in dem Expander - beispielsweise einer Gasturbine - die gespeicherte Energie des gasförmigen komprimierten Arbeitsmediums in die mechanische Energie überführt werden. Nach dem Expander wird das gasförmige entspannte Arbeitsmedium in einen Kondensator geleitet, in dem das Arbeitsmedium durch ein Kühlmittel gekühlt und verflüssigt wird. Das verflüssigte Arbeitsmedium wird anschließend erneut zu dem Verdampfer geleitet und das erwärmte Kühlmittel wird in einem Kühlmittelkühler eines Sekundärkreislaufes gekühlt. Um Anzahl der Bauelemente - beispielsweise Pumpen, Kühlmittelkühler oder auch Thermostate - in dem Kraftfahrzeug zu reduzieren, kann der Sekundärkreislauf des Wärmerückgewinnungssystems mit einem Primärkreislauf zum Kühlen des Verbrennungsmotors verknüpft werden. Aus dem Stand der Technik sind dazu bereits unterschiedliche Konzepte bekannt.In order to reduce the fuel consumption in a motor vehicle, a part of the energy of a hot exhaust gas from the internal combustion engine via a heat recovery system can be converted and used. The converted energy can for example be supplied to the drive train of the motor vehicle or used for charging a vehicle battery. In the heat recovery system, a working medium is vaporized with the waste heat of the hot exhaust gas at high pressure in an evaporator and then expanded the gaseous compressed working fluid via an expander in a working medium circuit. In this case, in the expander - for example, a gas turbine - the stored energy of the gaseous compressed working medium can be converted into the mechanical energy. After the expander, the gaseous expanded working medium is passed into a condenser in which the working medium is cooled by a coolant and liquefied. The liquefied working medium is then passed again to the evaporator and the heated coolant is cooled in a coolant cooler of a secondary circuit. In order to reduce the number of components - for example, pumps, coolant radiator or thermostats - in the motor vehicle, the secondary circuit of the heat recovery system can be linked to a primary circuit for cooling the internal combustion engine. Different concepts are already known from the prior art.

Die im Stand der Technik beschriebenen Kühlvorrichtungen sind dabei nicht auf die Verwendung für ein Wärmerückgewinnungssystem und für einen Verbrennungsmotor begrenzt. Viel mehr können in den beschriebenen Kühlvorrichtungen mehrere Wärmequellen seriell nacheinander geschaltet sein.The cooling devices described in the prior art are not limited to use for a heat recovery system and for an internal combustion engine. Much more, several heat sources can be serially connected in series in the described cooling devices.

WO 2004/090303 A1 beschreibt beispielsweise eine Kühlvorrichtung, in der der Primärkreislauf des Verbrennungsmotors und der Sekundärkreislauf des Wärmerückgewinnungssystems über eine Überbrückungsleitung miteinander verknüpft sind. Der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf weisen dabei jeweils einen Kühlmittelkühler und jeweils eine Pumpe auf. Die beiden Kreisläufe können beispielsweise beim Warmlaufen des Verbrennungsmotors miteinander verbunden werden, um das Kühlmittel in dem Primärkreislauf durch das Wärmerückgewinnungssystem vorzuwärmen und den Verbrennungsmotor so schneller auf die Arbeitstemperatur zu bringen. Ähnliche Lösungen sind auch in WO 2016/069455 A1 und WO 2008/080872 A1 beschrieben. Nachteiligerweise sind in den beiden Kreisläufen die Bauelemente doppelt vorhanden, so dass eine derartige Kühlvorrichtung teuer ist und einen hohen Bauraumbedarf aufweist. WO 2004/090303 A1 describes, for example, a cooling device in which the primary circuit of the internal combustion engine and the secondary circuit of the heat recovery system are linked together via a bypass line. The primary circuit and the secondary circuit each have a coolant radiator and one pump each. The two circuits can, for example, be connected to each other during warm-up of the internal combustion engine to preheat the coolant in the primary circuit through the heat recovery system and bring the engine so faster to the working temperature. Similar solutions are also available WO 2016/069455 A1 and WO 2008/080872 A1 described. Disadvantageously, the components are present twice in the two circuits, so that such a cooling device is expensive and has a high space requirement.

Abweichend dazu beschreiben WO 2015/132383 A1 und WO 2014/177513 A1 Kühlvorrichtungen, in denen die beiden Kreisläufe ineinander integriert sind. Die beiden Kreisläufe weisen hier einen gemeinsamen Kühlmittelkühler auf, wobei nach dem Kühlmittelkühler die Kreisläufe geteilt und vor dem Verbrennungsmotor wieder zusammengeführt werden. In den Kreisläufen sind dabei Leerlaufleitungen vorgesehen, die die jeweiligen Kreisläufe den Kühlmittelkühler umgehend kurzschließen können. Durch Thermostate kann die Menge des Kühlmittels in den jeweiligen Leerlaufleitungen geregelt werden und dadurch die Temperatur des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor und in dem Wärmerückgewinnungssystem angepasst werden. Je nach der Ausführung der beschriebenen Kühlvorrichtungen ist der Sekundärkreislauf vor dem Thermostat des Primärkreislaufes oder nach dem Thermostat des Primärkreislaufes an den Primärkreislauf angeschlossen. Nachteiligerweise kann beim Anschließen des Sekundärkreislaufes nach dem Thermostat dieser die Temperatur des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor nur begrenzt regeln, da diese sich nach dem Thermostat durch die Temperatur des zufließenden Kühlmittels aus dem Sekundärkreislauf ändert. Insbesondere kann ein Unterkühlen des Verbrennungsmotors nicht verhindert werden. Beim Anschließen des Sekundärkreislaufes vor dem Thermostat des Primärkreislaufes muss wenigstens ein Rücklaufsperrventil in den Primärkreislauf eingebaut werden, was zu einem Druckverlust und folglich zu einem Volumenstromverlust des Kühlmittels in dem Primärkreislauf führt.Deviant to describe WO 2015/132383 A1 and WO 2014/177513 A1 Cooling devices in which the two circuits are integrated with each other. The two circuits here have a common coolant radiator, wherein after the coolant radiator, the circuits are divided and merged again before the engine. In the circuits idle lines are provided, which can short circuit the respective circuits the coolant radiator immediately. Thermostats can be used to regulate the amount of coolant in the respective idle lines and thereby adjust the temperature of the coolant in the internal combustion engine and in the heat recovery system. Depending on the design of the described cooling devices, the secondary circuit is connected before the thermostat of the primary circuit or after the thermostat of the primary circuit to the primary circuit. Disadvantageously, the temperature of the coolant in the internal combustion engine regulate the temperature of the coolant in the internal combustion engine only limited when connecting the secondary circuit, since this changes after the thermostat by the temperature of the influent coolant from the secondary circuit. In particular, undercooling of the internal combustion engine can not be prevented. When connecting the secondary circuit before the thermostat of the primary circuit at least one return check valve must be installed in the primary circuit, which leads to a pressure drop and consequently to a volume flow loss of the coolant in the primary circuit.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Kühlvorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Kühlvorrichtung geregelt werden kann.The object of the invention is therefore to provide for a cooling device of the generic type an improved or at least alternative embodiment in which the described disadvantages are overcome. Another object of the invention is to provide a method by which the cooling device can be controlled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subject of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung weist einen Primärkreislauf, der eine erste Wärmequelle, einen Primärthermostat, einen Kühlmittelkühler und eine Primärpumpe umfasst. Ferner weist die Kühlvorrichtung einen Sekundärkreislauf auf, der eintrittsseitig stromab des Kühlmittelkühlers und austrittsseitig an einer Sekundäraustrittsstelle stromauf der ersten Wärmequelle an den Primärkreislauf angeschlossen ist. Die Kühlvorrichtung weist eine Primärbypassleitung auf, die eintrittsseitig an einer Primärbypasseintrittsstelle stromab der ersten Wärmequelle und austrittsseitig an einer Primärbypassaustrittsstelle zwischen dem Kühlmittelkühler und der ersten Wärmequelle an den Primärkreislauf angeschossen ist. Die Primärbypassaustrittsstelle liegt dabei stromab der Sekundäraustrittsstelle. A generic cooling device has a primary circuit comprising a first heat source, a primary thermostat, a coolant radiator and a primary pump. Furthermore, the cooling device has a secondary circuit, the inlet side downstream of the coolant radiator and the outlet side connected to the primary circuit at a secondary exit point upstream of the first heat source. The cooling device has a primary bypass line, which is connected to the primary circuit at a primary-type entry point downstream of the first heat source and at the exit side at a primary bypass exit point between the coolant cooler and the first heat source. The primary bypass exit point lies downstream of the secondary exit point.

Der Sekundärkreislauf umfasst eine Sekundärpumpe und stromab der Sekundärpumpe eine zweite Wärmequelle. Die erste Wärmequelle ist dabei zur Wärmeabgabe bei einer höheren Temperatur als die zweite Wärmequelle ausgestaltet. Erfindungsgemäß ist in der Kühlvorrichtung eine Sekundärbypassleitung vorgesehen, die eintrittsseitig zwischen der Sekundärpumpe und der zweiten Wärmequelle an den Sekundärkreislauf angeschlossen ist. Austrittsseitig ist die Sekundärbypassleitung zwischen der Primärbypasseintrittsstelle und dem Kühlmittelkühler an den Primärkreislauf angeschlossen und weist ein in Richtung zum Sekundärkreislauf sperrendes Rückschlagsperrventil auf.The secondary circuit comprises a secondary pump and downstream of the secondary pump a second heat source. The first heat source is configured to emit heat at a higher temperature than the second heat source. According to the invention, a secondary bypass line is provided in the cooling device, which is connected on the inlet side between the secondary pump and the second heat source to the secondary circuit. On the outlet side, the secondary bypass pipe between the primary type inlet point and the coolant cooler is connected to the primary circuit and has a non-return check valve blocking in the direction of the secondary circuit.

In der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung umfasst der Primärkreislauf die erste Wärmequelle, den Primärthermostat, den Kühlmittelkühler und die Primärpumpe. Der Primärthermostat kann beispielsweise der ersten Wärmequelle stromab an der Primärbypasseintrittsstelle angeschlossen sein. Die Primärbypassleitung ist dann eintrittsseitig an den Primärthermostat und austrittsseitig an der Primärbypassaustrittsstelle zwischen dem Kühlmittelkühler und der ersten Wärmequelle an den Primärkreislauf angeschossen und kann die erste Wärmequelle kurzschließen. Alternativ kann der Primärthermostat auch an der Primärbypassaustrittsstelle an den Primärkreislauf angeschlossen sein. Die Primärbypassleitung ist dann eintrittsseitig an der Primärbypasseintrittsstelle zwischen dem Kühlmittelkühler und der ersten Wärmequelle an den Primärkreislauf und austrittsseitig an den Primärthermostat angeschossen. Das in dem Primärkreislauf strömende Kühlmittel fließt bei dem geöffneten Primärthermostat durch den Kühlmittelkühler und wird gekühlt. Bei dem geschlossenen Primärthermostat strömt das Kühlmittel durch die Primärbypassleitung und das Kühlmittel wird nicht gekühlt. Auf diese Weise kann die Temperatur des Kühlmittels an der ersten Wärmequelle geregelt werden. Vorteilhafterweise sind in dem Primärkreislauf keine Rückschlagsperrventile notwendig, so dass ein Druckverlust und dadurch auch ein Volumenstromverlust des Kühlmittels in dem Primärkreislauf vermieden werden. Der Primärthermostat kann beispielsweise ein Wachsdehnthermostat sein, der temperaturabhängig schließt oder öffnet.In the cooling device according to the invention, the primary circuit comprises the first heat source, the primary thermostat, the coolant cooler and the primary pump. The primary thermostat may, for example, be connected downstream of the first heat source at the primary-type entry point. The primary bypass line is then connected to the primary thermostat on the inlet side and to the primary circuit on the outlet side at the primary bypass exit point between the coolant cooler and the first heat source and can short-circuit the first heat source. Alternatively, the primary thermostat may also be connected to the primary circuit at the primary bypass exit point. The Primypypassleitung is then shot on the inlet side at the Primärbypasseintrittsstelle between the coolant radiator and the first heat source to the primary circuit and the outlet side of the primary thermostat. The coolant flowing in the primary circuit flows through the coolant radiator at the opened primary thermostat and is cooled. With the closed primary thermostat, the coolant flows through the primary bypass line and the coolant is not cooled. In this way, the temperature of the coolant can be controlled at the first heat source. Advantageously, no non-return check valves are necessary in the primary circuit, so that a pressure loss and thereby also a volume flow loss of the coolant in the primary circuit can be avoided. The primary thermostat may, for example, be a wax-expanded thermostat which closes or opens depending on the temperature.

Der Sekundärkreislauf umfasst die Sekundärpumpe und die zweite Wärmequelle und ist eintrittsseitig stromab des Kühlmittelkühlers und austrittsseitig an den Primärkreislauf stromauf der ersten Wärmequelle an der Sekundäraustrittsstelle angeschlossen. Die Sekundäraustrittsstelle liegt dabei stromauf der Primärbypassaustrittsstelle, so dass das Kühlmittel aus dem Sekundärkreislauf bereits vor der Primäraustrittsstelle in den Primärkreislauf strömt. Vorteilhaft kann dadurch eine Unterkühlung der ersten Wärmequelle vermieden werden und der Primärthermostat die Temperatur des Kühlmittels in der ersten Wärmequelle besser regeln. Die Sekundärbypassleitung ist eintrittsseitig zwischen der Sekundärpumpe und der zweiten Wärmequelle an den Sekundärkreislauf und austrittsseitig zwischen dem Primärthermostat und dem Kühlmittelkühler an den Primärkreislauf angeschlossen. Auf der Sekundärbypassleitung ist ein Rückschlagsperrventil angeschlossen, das in Richtung zum Sekundärkreislauf die Sekundärbypassleitung sperrt. Das Kühlmittel wird nach dem Kühlmittelkühler zu der Sekundärpumpe und zu der zweiten Wärmequelle geleitet. Die zweite Wärmequelle gibt die Wärme an das Kühlmittel ab und das Kühlmittel wird in den Primärkreislauf stromauf der ersten Wärmequelle geleitet. Durch die Sekundärbypassleitung kann die Menge des zu der zweiten Wärmequelle strömenden Kühlmittels begrenzt werden und dadurch auch die Temperatur in der zweiten Wärmequelle geregelt werden.The secondary circuit includes the secondary pump and the second heat source and is connected downstream of the coolant radiator and downstream to the primary circuit upstream of the first heat source at the secondary outlet. The secondary outlet point lies upstream of the primary bypass outlet point, so that the coolant from the secondary circuit flows into the primary circuit already before the primary outlet point. Advantageously, a supercooling of the first heat source can thereby be avoided and the primary thermostat can better regulate the temperature of the coolant in the first heat source. The Sekundärbypassleitung is connected on the inlet side between the secondary pump and the second heat source to the secondary circuit and the outlet side between the primary thermostat and the coolant radiator to the primary circuit. A non-return valve is connected to the secondary bypass line, blocking the secondary bypass line in the direction of the secondary circuit. The coolant is directed to the secondary pump and to the second heat source after the coolant cooler. The second heat source releases the heat to the coolant and the coolant is directed into the primary circuit upstream of the first heat source. By means of the secondary bypass line, the amount of coolant flowing to the second heat source can be limited and thereby also the temperature in the second heat source can be regulated.

Das Rückschlagsperrventil der Sekundärbypassleitung ist in der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bei dem geöffneten Primärthermostat geschlossen und bei dem geschlossenen Primärthermostat geöffnet. In einem Normalbetrieb ist der Primärthermostat des Primärkreislaufs geöffnet und das Rückschlagsperrventil des Sekundärkreislaufs geschlossen. Das Kühlmittel durchströmt in dem Primärkreislauf die Primärpumpe, die erste Wärmequelle, den Primärthermostat und den Kühlmittelkühler. Nach dem Kühlmittelkühler wird das Kühlmittel teilweise in den Sekundärkreislauf eingeleitet und durchströmt in dem Sekundärkreislauf die Sekundärpumpe und die zweite Wärmequelle. Anschließend wird das Kühlmittel vor der ersten Wärmequelle dem Primärkreislauf zugeleitet. Die beiden Wärmequellen sind in der Kühlvorrichtung seriell geschaltet und werden nacheinander von dem Kühlmittel durchströmt. Auf diese Weise kann die erste Wärmequelle bei einer anderen Temperatur als die zweite Wärmequelle betrieben werden.The non-return check valve of Sekundärbypassleitung is closed in the cooling device according to the invention in the open primary thermostat and open at the closed primary thermostat. In normal operation, the primary circuit primary thermostat is open and the non-return check valve of the secondary circuit is closed. The coolant flows through the primary circuit in the primary pump, the first heat source, the primary thermostat and the coolant radiator. After the coolant cooler, the coolant is partially introduced into the secondary circuit and flows through the secondary pump and the second heat source in the secondary circuit. Subsequently, the coolant is supplied to the primary circuit before the first heat source. The two heat sources are connected in series in the cooling device and are flowed through in succession by the coolant. In this way, the first heat source can be operated at a different temperature than the second heat source.

In einem Aufwärmbetrieb ist der Primärthermostat geschlossen. Das Kühlmittel strömt in dem Primärkreislauf durch die Primärbypassleitung und wird in der ersten Wärmequelle ständig erwärmt, bis die Arbeitstemperatur der ersten Wärmequelle erreicht ist. In dem Sekundärkreislauf strömt das Kühlmittel nach dem Kühlmittelkühler zu der Sekundärpumpe. Nach der Sekundärpumpe durchströmt ein erster Teil des Kühlmittels die Sekundärbypassleitung mit dem geöffneten Rückschlagsperrventil und den Kühlmittelkühler. Ein zweiter Teil des Kühlmittels durchströmt die zweite Wärmequelle. Vor der Sekundärpumpe fließen der erste Teil und der zweite Teil des Kühlmittels zusammen und werden nach der Sekundärpumpe wieder geteilt. Die zweite Wärmequelle und der Kühlmittelkühler sind also parallel zueinander geschaltet und die zweite Wärmequelle wird ausreichend gekühlt. Die Anteile des ersten Teils und des zweiten Teils des Kühlmittels können dabei durch die Druckverluste in der zweiten Wärmequelle, in dem Kühlmittelkühler und in dem Rückschlagsperrventil aufeinander abgestimmt sein. In dem Aufwärmbetrieb sind der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf vollständig voneinander entkoppelt und die den Primärkreislauf und den Sekundärkreislauf verbindenden Leitungen werden durch das Kühlmittel nur wenig oder gar nicht durchströmt. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise die erste Wärmequelle auf die Arbeitstemperatur geheizt und die zweite Wärmequelle gleichzeitig gekühlt werden.In a warm-up mode, the primary thermostat is closed. The coolant flows in the primary circuit through the primary bypass line and is constantly heated in the first heat source until the operating temperature of the first heat source is reached. In the secondary circuit, the coolant flows to the coolant radiator to the Secondary pump. After the secondary pump, a first part of the coolant flows through the secondary bypass pipe with the check valve open and the coolant cooler. A second part of the coolant flows through the second heat source. Before the secondary pump, the first part and the second part of the coolant flow together and are divided again after the secondary pump. The second heat source and the coolant radiator are thus connected in parallel with each other and the second heat source is sufficiently cooled. The proportions of the first part and the second part of the coolant can be coordinated by the pressure losses in the second heat source, in the coolant radiator and in the non-return valve. In the warm-up mode, the primary circuit and the secondary circuit are completely decoupled from each other and the lines connecting the primary circuit and the secondary circuit are only slightly or not flowed through by the coolant. Advantageously, in this way the first heat source can be heated to the working temperature and the second heat source can be cooled simultaneously.

Um die Anteile des ersten Teils und des zweiten Teils des Kühlmittels in dem Sekundärkreislauf zu regeln, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass in dem Sekundärkreislauf ein zweiweggeregeltes Sekundärthermostat an die Sekundärbypassleitung dem Rückschlagsperrventil stromauf angeschlossen ist. Durch den zweiweggeregelten Sekundärthermostat kann das Kühlmittel in der Sekundärbypassleitung begrenzt werden und die Temperatur der zweiten Wärmequelle geregelt werden. Vorteilhafterweise kann eine Regelleitung zu einer Arbeitskammer des zweiweggeregelten Sekundärthermostat vorgesehen sein, damit der Sekundärthermostat ständig mit dem Kühlmittel umspült und so nach der aktuellen Temperatur des Kühlmittels regelbar ist. Die Regelleitung kann dann beispielsweise zurück zu der zweiten Wärmequelle führen und das Kühlmittel der zweiten Wärmequelle zugeleitet werden. Vorteilhafterweise kann alternativ ein dreiweggeregelter Sekundärthermostat an die Sekundärbypassleitung dem Rückschlagsperrventil stromauf und durch eine Rücklaufleitung der Sekundärpumpe stromauf an den Sekundärkreislauf angeschlossen sein. Durch die Rücklaufleitung kann das Kühlmittel aus der Sekundärbypassleitung zu der Sekundärpumpe in einem Leerlauf zurückgeleitet werden. Um die Pumpleistung der Sekundärpumpe in dem Leerlauf zu begrenzen, kann in der Rücklaufleitung eine Drossel angeschlossen sein. Die Drossel begrenzt die Menge des Kühlmittels in der Rücklaufleitung, so dass die Pumpleistung der Sekundärpumpe nicht unnötig in dem Leerlauf verbraucht wird.In order to regulate the proportions of the first part and the second part of the coolant in the secondary circuit, it can be advantageously provided that in the secondary circuit a two-way controlled secondary thermostat is connected to the secondary bypass line upstream of the non-return valve. Due to the two-way regulated secondary thermostat, the coolant in the secondary bypass pipe can be limited and the temperature of the second heat source can be regulated. Advantageously, a control line can be provided to a working chamber of the two-way regulated secondary thermostat, so that the secondary thermostat constantly flows around with the coolant and is regulated according to the current temperature of the coolant. The control line can then lead, for example, back to the second heat source and the coolant to the second heat source to be supplied. Advantageously, alternatively, a three-way controlled secondary thermostat may be connected to the secondary bypass line upstream of the non-return valve and through a return line of the secondary pump upstream to the secondary circuit. Through the return line, the coolant from the Sekundärbypassleitung can be returned to the secondary pump in an idle. In order to limit the pumping capacity of the secondary pump in the idle, a throttle may be connected in the return line. The throttle limits the amount of the refrigerant in the return passage, so that the pumping power of the secondary pump is not unnecessarily consumed in the idling.

Der Sekundärthermostat begrenzt die Menge des Kühlmittels in der Sekundärbypassleitung und dadurch auch die Menge des durch den Kühlmittelkühler strömenden Kühlmittels. Vorteilhafterweise kann dadurch in dem Aufwärmbetrieb eine Unterkühlung der zweiten Wärmequelle verhindert werden. Der Sekundärthermostat kann beispielsweise ein Wachsdehnthermostat sein und abhängig von der Temperatur des Kühlmittels das Kühlmittel in der Sekundärbypassleitung begrenzen. Um die Totzeiten des Sekundärthermostats zu reduzieren, ist der Sekundärthermostat zweckgemäß möglichst nah am Eintritt der Sekundärbypassleitung angeordnet.The secondary thermostat limits the amount of the refrigerant in the secondary bypass pipe, and thereby also the amount of the coolant flowing through the coolant cooler. Advantageously, it can be prevented in the warm-up operation, a sub-cooling of the second heat source. The secondary thermostat may be, for example, a wax-extended thermostat and limit the coolant in the secondary bypass pipe depending on the temperature of the coolant. In order to reduce the dead times of the secondary thermostat, the secondary thermostat is suitably arranged as close as possible to the inlet of the secondary bypass line.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Drossel in dem Sekundärthermostat festgelegt ist. Ferner kann auch das Rückschlagsperrventil in dem Sekundärthermostat festgelegt sein. Auf diese Weise kann die Kühlvorrichtung kompakter ausgestaltet werden. Um die Kühlvorrichtung noch kompakter auszugestalten, können der Sekundärthermostat und die Sekundärpumpe als eine Baueinheit ausgestaltet sein.Advantageously, it may be provided that the throttle is fixed in the secondary thermostat. Furthermore, the non-return valve can be set in the secondary thermostat. In this way, the cooling device can be made more compact. To make the cooling device even more compact, the secondary thermostat and the secondary pump can be configured as a structural unit.

In der beschriebenen Kühlvorrichtung können die erste Wärmequelle beispielsweise ein Verbrennungsmotor und die zweite Wärmequelle beispielsweise ein Kondensator eines Wärmerückgewinnungssystems sein. Die beschriebene Kühlvorrichtung ist jedoch auf diese Verwendung nicht begrenzt und kann auch für andere Wärmequellen verwendet werden, die zur Wärmeabgabe bei unterschiedlichen Temperaturen ausgestaltet sind.For example, in the described cooling device, the first heat source may be an internal combustion engine and the second heat source may be a condenser of a heat recovery system. However, the described cooling device is not limited to this use and can also be used for other heat sources, which are designed for heat emission at different temperatures.

In der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf ineinander integriert und die Anzahl der notwendigen Bauelemente vorteilhafterweise reduziert. Ferner kann in der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung eine Unterkühlung der ersten Wärmequelle verhindert und der Druckverlust und auch der Volumenstromverlust des Kühlmittels in dem Primärkreislauf vorteilhaft vermieden werden. Der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf können zudem vollständig voneinander entkoppelt werden und die erste Wärmequelle auf die Arbeitstemperatur geheizt und die zweite Wärmequelle gleichzeitig gekühlt werden. Zudem können die erste Wärmequelle und die zweite Wärmequelle in dem Normalbetrieb bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden.In the cooling device according to the invention, the primary circuit and the secondary circuit are integrated with one another and the number of necessary components is advantageously reduced. Furthermore, in the cooling device according to the invention a supercooling of the first heat source can be prevented and the pressure loss and also the volume flow loss of the coolant in the primary circuit can advantageously be avoided. The primary circuit and the secondary circuit can also be completely decoupled from each other and the first heat source is heated to the working temperature and the second heat source to be cooled simultaneously. In addition, the first heat source and the second heat source can be operated in normal operation at different temperatures.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Regeln der oben beschriebenen Kühlvorrichtung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren schließt oder öffnet ein Rücksperrventil in einer Sekundärbypassleitung eines Sekundärkreislaufes abhängig von einem Primärthermostat eines Primärkreislaufes.The invention also relates to a method for controlling the cooling device described above. In the method according to the invention closes or opens a check valve in a Sekundärbypassleitung a secondary circuit depending on a primary thermostat of a primary circuit.

Das Rückschlagsperrventil des Sekundärkreislaufes schließt beim Öffnen des Primärthermostats des Primärkreislaufes und die Kühlvorrichtung befindet sich in einem Normalbetrieb. Ein Kühlmittel durchströmt in dem Primärkreislauf ein Kühlmittelkühler, eine Primärpumpe und eine erste Wärmequelle und in dem Sekundärkreislauf eine Sekundärpumpe und eine zweite Wärmequelle. Das Kühlmittel durchläuft die erste Wärmequelle und die zweite Wärmequelle nacheinander und die erste Wärmequelle und die zweite Wärmequelle werden bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben.The check valve of the secondary circuit closes when opening the primary circuit of the primary circuit and the cooling device is in normal operation. A coolant flows through in the primary circuit Coolant cooler, a primary pump and a first heat source and in the secondary circuit, a secondary pump and a second heat source. The coolant passes through the first heat source and the second heat source sequentially, and the first heat source and the second heat source are operated at different temperatures.

Das Rückschlagsperrventil des Sekundärkreislaufes öffnet beim Schließen des Primärthermostats des Primärkreislaufes und die Kühlvorrichtung befindet sich in einem Aufwärmbetrieb. Das Kühlmittel durchströmt in dem Primärkreislauf die Primärpumpe, die erste Wärmequelle und eine Primärbypassleitung. Das Kühlmittel wird in der ersten Wärmequelle aufgewärmt und die erste Wärmequelle auf die Arbeitstemperatur gebracht. In dem Sekundärkreislauf durchströmt das Kühlmittel die Sekundärpumpe, die zweite Wärmequelle, eine Sekundärbypassleitung und den Kühlmittelkühler. In dem Sekundärkreislauf strömt das Kühlmittel nach dem Kühlmittelkühler zu der Sekundärpumpe und wird danach aufgeteilt. Ein erstes Teil des Kühlmittels durchströmt die Sekundärbypassleitung mit dem geöffneten Rückschlagsperrventil und den Kühlmittelkühler und ein zweites Teil des Kühlmittels durchströmt die zweite Wärmequelle. Vor der Sekundärpumpe fließen das erste Teil und das zweite Teil des Kühlmittels zusammen und werden nach der Sekundärpumpe wieder geteilt. Auf diese Weise kann die Temperatur des Kühlmittels in der zweiten Wärmequelle geregelt werden. In dem Aufwärmbetrieb sind der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf voneinander entkoppelt und die erste Wärmequelle kann auf die Arbeitstemperatur geheizt und die zweite Wärmequelle gleichzeitig gekühlt werden.The check valve of the secondary circuit opens when closing the primary circuit of the primary circuit and the cooling device is in a warm-up operation. The coolant flows through the primary pump, the primary heat source and a primary bypass line in the primary circuit. The coolant is heated in the first heat source and brought the first heat source to the working temperature. In the secondary circuit, the coolant flows through the secondary pump, the second heat source, a secondary bypass pipe, and the coolant radiator. In the secondary circuit, the coolant flows to the coolant cooler after the coolant cooler and is then divided. A first part of the coolant flows through the secondary bypass line with the open check valve and the coolant radiator and a second part of the coolant flows through the second heat source. Before the secondary pump, the first part and the second part of the coolant flow together and are shared again after the secondary pump. In this way, the temperature of the coolant in the second heat source can be regulated. In the warm-up mode, the primary circuit and the secondary circuit are decoupled from each other and the first heat source can be heated to the working temperature and the second heat source can be cooled simultaneously.

Die Anteile des ersten Teils und des zweiten Teils des Kühlmittels in dem Sekundärkreislauf können beispielsweise durch ein zweiweggeregeltes Sekundärthermostat geregelt werden. Alternativ kann auf der Sekundärbypassleitung auch ein dreiweggeregeltes Sekundärthermostat angeschlossen sein. Dabei durchströmt das Kühlmittel beim Öffnen des Rückschlagsperrventils des Sekundärkreislaufes eine an das Sekundärthermostat angeschlossene Rücklaufleitung und das Kühlmittel wird zu der Sekundärpumpe rückgeführt. Um die Pumpleistung der Sekundärpumpe nicht unnötig zu verbrauchen, kann die Menge des Kühlmittels in der Rücklaufleitung durch eine Drossel begrenzt werden. In dem Aufwärmbetrieb sind der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf vollständig voneinander entkoppelt und die den Primärkreislauf und den Sekundärkreislauf verbindende Leitungen werden durch das Kühlmittel nur wenig oder gar nicht durchströmt.The proportions of the first part and the second part of the coolant in the secondary circuit can be regulated, for example, by a two-way regulated secondary thermostat. Alternatively, a Dreiweggeregeltes secondary thermostat may be connected to the Sekundypypassleitung. In this case, the coolant flows through when opening the non-return valve of the secondary circuit connected to the secondary thermostat return line and the coolant is returned to the secondary pump. In order not to unnecessarily consume the pumping power of the secondary pump, the amount of the coolant in the return line can be limited by a throttle. In the warm-up mode, the primary circuit and the secondary circuit are completely decoupled from each other and the lines connecting the primary circuit and the secondary circuit are only slightly or not flowed through by the coolant.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in dem Normalbetrieb die erste Wärmequelle und die zweite Wärmequelle bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Zudem können in dem Aufwärmbetrieb der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf entkoppelt werden, so dass die erste Wärmequelle auf die Arbeitstemperatur erwärmt und die zweite Wärmequelle gleichzeitig gekühlt werden kann.By the method according to the invention, in normal operation, the first heat source and the second heat source can be operated at different temperatures. In addition, in the warm-up operation, the primary circuit and the secondary circuit can be decoupled, so that the first heat source can be heated to the working temperature and the second heat source can be cooled simultaneously.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 und 2 Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer ersten Ausführungsform in einem Normalbetrieb und in einem Aufwärm betrieb;
3 und 4 Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform in einem Normalbetrieb und in einem Aufwärmbetrieb;
5 und 6 Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer dritten Ausführungsform in einem Normalbetrieb und in einem Aufwärmbetrieb.

It show, each schematically

1 and 2 Views of a cooling device according to the invention in a first embodiment in a normal operation and in a warm-up operation;
3 and 4 Views of a cooling device according to the invention in a second embodiment in a normal operation and in a warm-up operation;
5 and 6 Views of a cooling device according to the invention in a third embodiment in a normal operation and in a warm-up operation.

1 und 2 zeigen schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 in einer ersten Ausführungsform. Die Kühlvorrichtung 10 weist einen Primärkreislauf 20 und einen Sekundärkreislauf 30 auf. Der Primärkreislauf 20 umfasst eine erste Wärmequelle 21, eine Primärpumpe 22 und einen Kühlmittelkühler 40. Die Kühlvorrichtung 10 weist zudem eine Primärbypassleitung 23 und einen Primärthermostaten 24 auf, wobei die Primärbypassleitung 23 eintrittsseitig an einer Primärbypasseintrittsstelle 25a und austrittsseitig an einer Primärbypassaustrittsstelle 25b zwischen dem Kühlmittelkühler 40 und der ersten Wärmequelle 21 an den Primärkreislauf 20 angeschossen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Primärthermostat 24 an der Primärbypasseintrittsstelle 25a in den Primärkreislauf 20 angeschlossen. Alternativ kann der Primärthermostat 24 ohne eine Funktionsänderung der Kühlvorrichtung 10 auch an der Primärbypassaustrittsstelle 25b in den Primärkreislauf 20 angeschlossen sein. Der Sekundärkreislauf 30 umfasst eine zweite Wärmequelle 31 und eine Sekundärpumpe 32, die stromauf der zweiten Wärmequelle 31 angeschlossen ist. Eine Sekundärbypassleitung 33 ist eintrittsseitig zwischen der Sekundärpumpe 32 und der zweiten Wärmequelle 31 an den Sekundärkreislauf 30 und austrittsseitig zwischen dem Primärthermostat 32 und dem Kühlmittelkühler 40 an den Primärkreislauf 20 angeschlossen. Die Sekundärbypassleitung 33 weist ein in Richtung zum Sekundärkreislauf 30 sperrendes Rückschlagsperrventil 34 auf. Der Sekundärkreislauf 30 ist eintrittsseitig stromab des Kühlmittelkühlers 40 und austrittsseitig an einer Sekundäraustrittsstelle 35 stromauf der ersten Wärmequelle 21 an den Primärkreislauf 20 angeschlossen. Die Primärbypassaustrittsstelle 25b liegt dabei stromab der Sekundäraustrittsstelle 35. Die erste Wärmequelle 21 ist zur Abgabe einer größeren Wärmemenge als die zweite Wärmequelle 31 ausgestaltet. Beispielsweise können die erste Wärmequelle 21 ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs und die zweite Wärmequelle 31 ein Kondensator eines Wärmerückgewinnungssystems sein. 1 and 2 show schematic views of a cooling device according to the invention 10 in a first embodiment. The cooling device 10 has a primary circuit 20 and a secondary circuit 30 on. The primary circuit 20 includes a first heat source 21 , a primary pump 22 and a coolant cooler 40 , The cooling device 10 also has a primary bypass 23 and a primary thermostat 24 on, with the primary bypass line 23 on the inlet side at a primary type entry point 25a and exit at a primary bypass exit point 25b between the coolant cooler 40 and the first heat source 21 to the primary circuit 20 shot. In this embodiment, the primary thermostat 24 at the primary type entry site 25a in the primary circuit 20 connected. Alternatively, the primary thermostat 24 without a functional change of the cooling device 10 also at the primary bypass exit point 25b in the primary circuit 20 be connected. The secondary circuit 30 includes a second heat source 31 and a secondary pump 32 that are upstream of the second heat source 31 connected. A secondary bypass pipe 33 is on the inlet side between the secondary pump 32 and the second heat source 31 to the secondary circuit 30 and on the outlet side between the primary thermostat 32 and the coolant radiator 40 to the primary circuit 20 connected. The secondary bypass pipe 33 indicates one towards the secondary circuit 30 locking check valve 34 on. The secondary circuit 30 is downstream of the coolant radiator 40 and exit at a secondary exit point 35 upstream of the first heat source 21 to the primary circuit 20 connected. The primary bypass exit point 25b lies downstream of the secondary outlet point 35 , The first heat source 21 is for delivering a larger amount of heat than the second heat source 31 designed. For example, the first heat source 21 an internal combustion engine of a motor vehicle and the second heat source 31 be a condenser of a heat recovery system.

In einem Normalbetrieb ist der Primärthermostat 24 des Primärkreislaufs 20 geöffnet und das Rückschlagsperrventil 34 des Sekundärkreislaufs 30 geschlossen, wie in 1 gezeigt. Das Kühlmittel durchströmt in dem Primärkreislauf 20 die Primärpumpe 22, die erste Wärmequelle 21, den Primärthermostat 24 und den Kühlmittelkühler 40. Nach dem Kühlmittelkühler 40 wird ein Teil des Kühlmittels in den Sekundärkreislauf 30 eingeleitet und durchströmt in dem Sekundärkreislauf 30 die Sekundärpumpe 32 und die zweite Wärmequelle 31. An der Sekundäreintrittsstelle 35 wird das Kühlmittel anschließend vor der ersten Wärmequelle 21 dem Primärkreislauf 20 zugeleitet. Mit einer unterbrochenen Linie dargestellte Leitungen werden durch das Kühlmittel in dem Normalbetrieb nicht oder nur gering durchströmt. Die beiden Wärmequellen 21 und 31 sind somit seriell geschaltet und werden nacheinander von dem Kühlmittel durchströmt. Auf diese Weise kann die erste Wärmequelle 21 bei einer abweichenden Temperatur als die zweite Wärmequelle 31 betrieben werden.In normal operation, the primary thermostat is 24 of the primary circuit 20 opened and the non-return valve 34 of the secondary circuit 30 closed, as in 1 shown. The coolant flows through in the primary circuit 20 the primary pump 22 , the first heat source 21 , the primary thermostat 24 and the coolant cooler 40 , After the coolant cooler 40 Part of the coolant enters the secondary circuit 30 introduced and flows through the secondary circuit 30 the secondary pump 32 and the second heat source 31 , At the secondary entry point 35 The coolant is then before the first heat source 21 the primary circuit 20 fed. Lines shown with a broken line are not or only slightly flowed through by the coolant in the normal operation. The two heat sources 21 and 31 are thus connected in series and are successively flowed through by the coolant. In this way, the first heat source 21 at a different temperature than the second heat source 31 operate.

In einem Aufwärmbetrieb ist der Primärthermostat 24 geschlossen, wie in 2 gezeigt. Das Kühlmittel durchströmt in dem Primärkreislauf 20 die Primärbypassleitung 23, die Primärpumpe 22 und die erste Wärmequelle 21. Das Kühlmittel wird nicht gekühlt und erwärmt sich in der ersten Wärmequelle 21, bis die Arbeitstemperatur der ersten Wärmequelle 21 erreicht ist. In dem Sekundärkreislauf 30 strömt das Kühlmittel nach dem Kühlmittelkühler 40 zu der Sekundärpumpe 32. Nach der Sekundärpumpe 32 durchströmt ein erstes Teil des Kühlmittels die Sekundärbypassleitung 33 mit dem geöffneten Rückschlagsperrventil 34 und den Kühlmittelkühler 40. Ein zweites Teil des Kühlmittels durchströmt die zweite Wärmequelle 31. Vor der Sekundärpumpe 32 fließen das erste Teil und das zweite Teil des Kühlmittels zusammen und werden nach der Sekundärpumpe 32 wieder geteilt. Die zweite Wärmequelle 31 und der Kühlmittelkühler 40 sind also parallel zueinander geschaltet und die zweite Wärmequelle 31 wird gekühlt. Die Anteile des ersten Teils und des zweiten Teils des Kühlmittels können dabei durch die Druckverluste in der zweiten Wärmequelle 31, in dem Kühlmittelkühler 40 und in dem Rückschlagsperrventil 34 aufeinander abgestimmt sein. Mit einer unterbrochenen Linie dargestellte Leitungen werden durch das Kühlmittel in dem Aufwärmbetrieb nicht oder nur gering durchströmt und der Primärkreislauf 20 ist von dem Sekundärkreislauf 30 vollständig entkoppelt. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise die erste Wärmequelle 21 auf die Arbeitstemperatur geheizt und die zweite Wärmequelle 31 gleichzeitig gekühlt werden.In a warm-up mode, the primary thermostat is 24 closed, as in 2 shown. The coolant flows through in the primary circuit 20 the primary bypass pipe 23 , the primary pump 22 and the first heat source 21 , The coolant is not cooled and heats up in the first heat source 21 until the working temperature of the first heat source 21 is reached. In the secondary circuit 30 the coolant flows to the coolant radiator 40 to the secondary pump 32 , After the secondary pump 32 a first part of the coolant flows through the secondary bypass pipe 33 with the open check valve 34 and the coolant cooler 40 , A second part of the coolant flows through the second heat source 31 , Before the secondary pump 32 The first part and the second part of the coolant flow together and become the secondary pump 32 shared again. The second heat source 31 and the coolant cooler 40 are therefore connected in parallel to each other and the second heat source 31 is cooled. The proportions of the first part and the second part of the coolant can thereby by the pressure losses in the second heat source 31 in which coolant cooler 40 and in the check valve 34 be coordinated. Lines shown with a broken line are not or only slightly flows through the coolant in the warm-up and the primary circuit 20 is from the secondary circuit 30 completely decoupled. Advantageously, in this way the first heat source 21 heated to the working temperature and the second heat source 31 be cooled at the same time.

3 und 4 zeigen Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 in einer zweiten Ausführungsform. Die Kühlvorrichtung 10 ist in 3 in dem Normalbetrieb und in 4 in dem Aufwärmbetrieb gezeigt. Mit einer unterbrochenen Linie dargestellte Leitungen werden durch das Kühlmittel nicht oder nur gering durchströmt. Hier weist die Kühlvorrichtung 10 ein zweiweggeregeltes Sekundärthermostat 36 auf, der an die Sekundärbypassleitung 33 dem Rückschlagsperrventil 34 stromauf angeschlossen ist. Durch den Sekundärthermostat 36 können die Anteile des ersten Teils und des zweiten Teils des Kühlmittels in dem Sekundärkreislauf 30 und so die Temperatur der zweiten Wärmequelle 31 geregelt werden, indem der Sekundärthermostat 36 das Kühlmittel in der Sekundärbypassleitung 33 temperaturabhängig begrenzt. Der Sekundärthermostat 36 kann beispielsweise ein Wachsdehnthermostat sein und abhängig von der Temperatur des Kühlmittels geöffnet oder geschlossen werden. Um die Totzeiten des Sekundärthermostaten 36 zu reduzieren, ist der Sekundärthermostat 36 zweckgemäß möglichst nah am Eintritt der Sekundärbypassleitung 33 angeordnet. 3 and 4 show views of a cooling device according to the invention 10 in a second embodiment. The cooling device 10 is in 3 in normal operation and in 4 shown in the warm-up operation. Lines shown with a broken line are not or only slightly flowed through by the coolant. Here, the cooling device points 10 a two-way regulated secondary thermostat 36 on, attached to the secondary bypass 33 the check valve 34 connected upstream. Through the secondary thermostat 36 For example, the proportions of the first part and the second part of the coolant in the secondary circuit 30 and so the temperature of the second heat source 31 be regulated by the secondary thermostat 36 the coolant in the secondary bypass pipe 33 limited depending on temperature. The secondary thermostat 36 For example, it may be a wax-extended thermostat and opened or closed depending on the temperature of the coolant. To the dead times of the secondary thermostat 36 to reduce is the secondary thermostat 36 suitably as close as possible to the inlet of the secondary bypass pipe 33 arranged.

5 und 6 zeigen schematische Ansichten der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 in einer dritten Ausführungsform. Die Kühlvorrichtung 10 ist in 5 in dem Normalbetrieb und in 5 in dem Aufwärmbetrieb gezeigt. Dabei werden mit einer unterbrochenen Linie dargestellte Leitungen durch das Kühlmittel nicht oder nur gering durchströmt. Hier weist die Kühlvorrichtung 10 einen dreiweggeregelten Sekundärthermostat 37 auf. Der Sekundärthermostat 37 ist an die Sekundärbypassleitung 33 dem Rückschlagsperrventil 34 stromauf und durch eine Rücklaufleitung 38 der Sekundärpumpe 32 stromauf an den Sekundärkreislauf 30 angeschlossen. Der Sekundärthermostat 37 kann beispielsweise ein Wachsdehnthermostat sein. Durch die Rücklaufleitung 38 kann das Kühlmittel aus der Sekundärbypassleitung 33 zu der Sekundärpumpe 32 in einem Leerlauf zurückgeleitet werden. Um die Pumpleistung der Sekundärpumpe 32 in dem Leerlauf zu begrenzen, ist in der Rücklaufleitung 38 eine Drossel 39 angeschlossen. Wie in 5 und in 6 mit einer gepunkteten Linie angedeutet, sind die Drossel 39 in dem Sekundärthermostat 37 und der Sekundärthermostat 37 in der Sekundärpumpe 32 festgelegt. Auf diese Weise bilden die Drossel 39, der Sekundärthermostat 37 und die Sekundärpumpe 32 eine Baueinheit 50 und der Platzbedarf für die Kühlvorrichtung 10 ist vorteilhaft reduziert. 5 and 6 show schematic views of the cooling device according to the invention 10 in a third embodiment. The cooling device 10 is in 5 in normal operation and in 5 shown in the warm-up operation. In this case, lines shown with a broken line are not or only slightly flows through the coolant. Here, the cooling device points 10 a three-way regulated secondary thermostat 37 on. The secondary thermostat 37 is to the secondary bypass 33 the check valve 34 upstream and through a return line 38 the secondary pump 32 upstream to the secondary circuit 30 connected. The secondary thermostat 37 for example, a Being wax-stretched thermostat. Through the return line 38 can the coolant from the secondary bypass pipe 33 to the secondary pump 32 be returned in an idle state. To the pumping power of the secondary pump 32 to limit in idle is in the return line 38 a throttle 39 connected. As in 5 and in 6 indicated by a dotted line, are the throttle 39 in the secondary thermostat 37 and the secondary thermostat 37 in the secondary pump 32 established. In this way, form the throttle 39 , the secondary thermostat 37 and the secondary pump 32 a structural unit 50 and the space required for the cooling device 10 is advantageously reduced.

In der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 sind der Primärkreislauf 20 und der Sekundärkreislauf 30 ineinander integriert und die Anzahl der notwendigen Bauelemente vorteilhafterweise reduziert. Der Primärkreislauf 20 und der Sekundärkreislauf 30 können dabei in dem Aufwärmbetrieb vollständig voneinander entkoppelt werden und die erste Wärmequelle 21 auf die Arbeitstemperatur geheizt und die zweite Wärmequelle 31 gleichzeitig gekühlt werden. Zudem können die erste Wärmequelle 21 und die zweite Wärmequelle 31 in dem Normalbetrieb bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 10 in dem Primärkreislauf 20 auch keine Rückschlagsperrventile auf, so dass ein Druckverlust und dadurch auch ein Volumenstromverlust des Kühlmittels in dem Primärkreislauf 20 vermieden werden. Ferner liegt die Sekundäraustrittsstelle 35 stromauf der Primärbypassaustrittsstelle 25b. Vorteilhaft kann dadurch eine Unterkühlung der ersten Wärmequelle 21 vermieden werden und der Primärthermostat 24 die Temperatur des Kühlmittels in der ersten Wärmequelle 21 besser regeln.In the cooling device according to the invention 10 are the primary circuit 20 and the secondary circuit 30 integrated into each other and the number of necessary components advantageously reduced. The primary circuit 20 and the secondary circuit 30 can be completely decoupled from each other in the warm-up and the first heat source 21 heated to the working temperature and the second heat source 31 be cooled at the same time. In addition, the first heat source 21 and the second heat source 31 be operated in normal operation at different temperatures. Advantageously, the cooling device according to the invention 10 in the primary circuit 20 also no check-lock valves, so that a pressure drop and thereby also a volume flow loss of the coolant in the primary circuit 20 be avoided. Further, the secondary exit point 35 upstream of the primary bypass exit point 25b , Advantageously, thereby a subcooling of the first heat source 21 be avoided and the primary thermostat 24 the temperature of the coolant in the first heat source 21 better regulate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2004/090303 A1 [0004]
WO 2016/069455 A1 [0004]
WO 2008/080872 A1 [0004]
WO 2015/132383 A1 [0005]
WO 2014/177513 A1 [0005]

Claims

Cooling device (10), in particular for a motor vehicle, comprising - a primary circuit (20) comprising a first heat source (21), a primary thermostat (24), a coolant cooler (40) and a primary pump (22), - with a secondary circuit ( 30), the upstream side of the coolant cooler (40) and the outlet side at a secondary outlet (35) upstream of the first heat source (21) to the primary circuit (20) is connected - with a primary bypass line (23), the entry side at a primary type entry point (25a ) is connected downstream of the first heat source to the primary circuit (20) and the outlet side at a Primärypypassaustrittsstelle (25b) between the coolant radiator (40) and the first heat source (21) to the primary circuit (20) is shot, - wherein the primary by-pass exit point (25b ) downstream of the secondary outlet (35), - wherein the secondary circuit (30) has a secondary pump (32) and downstream the secondary pump (32) comprises a second heat source (31), and - the first heat source (21) being designed to emit heat at a higher temperature than the second heat source (31), characterized in that a secondary bypass line (33) is provided, the inlet side between the secondary pump (32) and the second heat source (31) is connected to the secondary circuit (30) and the outlet side between the Primärypypasseintrittsstelle (25a) and the coolant radiator (40) to the primary circuit (20) is connected and the one in the direction to the secondary circuit (30) blocking check valve (34).

Cooling device after Claim 1 , characterized in that the primary thermostat (24) is connected to the primary circuit (20) at the primary-type entry point (25a) or at the primary-bypass exit point (25b).

Cooling device after Claim 1 or 2 , characterized in that in the secondary circuit (30) a zweiweggeregeltes secondary thermostat (36) to the Sekundärbypassleitung (33) the non-return valve (34) is connected upstream through which the coolant in the Sekundärbypassleitung (33) can be limited.

Cooling device after Claim 1 or2, characterized in that a three-way regulated secondary thermostat (37) to the secondary bypass line (33) the non-return valve (34) upstream and through a return line (38) of the secondary pump (32) upstream of the secondary circuit (30) is connected.

Cooling device after Claim 4 , characterized in that in the return line (38) has a throttle (39) is connected.

Cooling device after Claim 5 , characterized in that the throttle (39) is fixed in the secondary thermostat (37).

Cooling device according to one of Claims 3 to 6 , characterized in that the non-return valve (34) in the secondary thermostat (36, 37) is fixed.

Cooling device according to one of Claims 3 to 7 , characterized in that the secondary thermostat (36, 37) and the secondary pump (32) are designed as a structural unit (50).

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat source (21) is an internal combustion engine and the second heat source (31) is a condenser of a heat recovery system.

Method for regulating one of one of Claims 1 to 9 designed cooling device (10), characterized in that a return check valve (34) in a Sekundärbypassleitung (33) of a secondary circuit (30) of a primary thermostat (24) of a primary circuit (20) depends closes or opens.

Method according to Claim 10 characterized in that - when the primary thermostat (24) of the primary circuit (20) is opened, the return valve (34) of the secondary circuit (30) closes, and - that a coolant in the primary circuit (20) is a coolant cooler (40), a primary pump ( 22) and a first heat source (21) and in the secondary circuit (30), a secondary pump (32) and a second heat source (31) flows through.

Method according to Claim 10 , characterized in that - when the primary thermostat (24) of the primary circuit (20) is closed, the non-return valve (34) of the secondary circuit (30) opens, and - the coolant in the primary circuit (20) is the primary pump (22), the first heat source (21) and a primary bypass line (23) and in the secondary circuit (30), the secondary pump (32), the second heat source (31), a secondary bypass line (33) and the coolant radiator (40) flows through.

Method according to Claim 12 , characterized in that - the coolant flows through a return line (38) when the non-return valve (34) of the secondary circuit (30) is opened, and the return line (38) returns the coolant to the secondary pump (32).