Rechnerische Auslegung von Kühlsystemen

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Rechnerische Auslegung von Kühlsystemen

Eichlseder, W. / Raab, G.

Im Bereich der Kühlsystemauslegung bietet sich zur Minimierung der Entwicklungszeit und der Entwicklungskosten die rechnerische Simulation des Wärmehaushalts im Kühlsystem, welches einerseits die Wärmeerzeuger, andererseits die wärmeabführenden Komponenten umfaßt, an. In dem vorgestellten Rechenmodell wird, ausgehend von den Leistungsbeschreibungen der einzelnen Komponenten, die Wärmebilanz für das gesamte System erstellt. Ziel der Berechnung ist, die Temperaturen der an der Kühlung beteiligten Medien im gesamten Kreislauf zu ermitteln. Einen charakteristischen Kennwert für die Beurteilung von Kühlsystemen in Fahrzeugen stellt dabei die Differenz zwischen Kühlwassertemperatur und Kühlluftemperatur am Eintritt in den Kühlerblock dar. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, sollte diese Differenz einen möglichst geringen Wert annehmen. Weitere Kriterien sind die maximale Kühlwassertemperatur, die Abkühlung der Ladeluft im Ladeluftkühler, die Erwärmumg des Kühlluftstromes sowie die Lüfterantriebsleistung. Für die Betrachtung des gesamtem Systems werden die Eigenschaften der einzelnen Komponenten durch dimensionslose Kennzahlen beschrieben. Aufbauend auf diesen Kennzahlen wird das Gleichungssystem, welches den gesamten Wärmehaushalt beschreibt, erstellt. Durch die Umsetzung des Rechenmodells in ein EDV-Programm wurde eine rasche, sichere und komfortable Anwendung erreicht. In zahlreichen Vergleichen mit Versuchen wurde das Rechenmodell überprüft und verifiziert.