EP2307841A1 - Heat exchanger block, and a method for wetting a heat exchanger block - Google Patents

Heat exchanger block, and a method for wetting a heat exchanger block

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Publication number
EP2307841A1
EP2307841A1 EP08760738A EP08760738A EP2307841A1 EP 2307841 A1 EP2307841 A1 EP 2307841A1 EP 08760738 A EP08760738 A EP 08760738A EP 08760738 A EP08760738 A EP 08760738A EP 2307841 A1 EP2307841 A1 EP 2307841A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
coolant
heat
exchanger block
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08760738A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gert Dierks
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.)
A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany
Original Assignee
A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany filed Critical A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany
Publication of EP2307841A1 publication Critical patent/EP2307841A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/16Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris
    • F28G1/166Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris from external surfaces of heat exchange conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F28F1/325Fins with openings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels

Definitions

  • Heat exchanger block and a method for wetting a heat exchanger block
  • the invention relates to a heat exchanger block and to a method for wetting a heat exchanger block according to the preamble of the independent claims 1 and 13.
  • Heat exchangers are used in refrigerators, e.g. in ordinary
  • the laminated heat exchangers serve, like all types of heat exchangers, to transfer heat between two media, for example, but not only, to transfer from a cooling medium to air or vice versa, as is known, for example, from a classic household refrigerator in which heat is released to the ambient air via the heat exchanger for generating a cooling capacity in the interior of the refrigerator.
  • the ambient medium outside the heat exchanger e.g. Water, oil or often simply the ambient air, which absorbs heat or transfers heat to the heat exchanger, for example, is either cooled or heated accordingly.
  • the second medium may e.g. be a liquid refrigerant or heat transfer or a vaporizing or condensing refrigerant.
  • the surrounding medium e.g. the air, a much lower heat transfer coefficient than the second medium, e.g. the coolant used in the
  • Heat exchanger system circulates. This is compensated by greatly different heat transfer surfaces for the two media:
  • the medium with the high heat transfer coefficient flows in the tube, which on the outside by thin sheets (ribs, fins) has a greatly enlarged surface at which the heat transfer, for. takes place with the air.
  • Fig. 1 shows a simple example of such a known laminated heat exchanger 41 '.
  • such a laminated heat exchanger 41 'by a plurality of cooling fins 413' is formed, whereby the heat exchange surface T can be massively increased.
  • the cooling means 6 ' In the operating state flows through the coolant lines 411 'a heating means 6', so that the heating means 6 'mainly via the cooling fins 413' with the environment, usually with the ambient air 5 'can exchange heat by the ambient air 5' as Transportfluidum 5 'for transport the heat, for example, by means of a fan in the direction of the arrow 5 'according to FIG. 1 by the heat exchanger 41' is transported.
  • the lamellar spacing is chosen differently for different applications. However, purely thermodynamically, it should be as small as possible, but not so small that the air-side pressure loss is too large. An economic optimum is about 2 mm, which is a typical value for condenser and recooler.
  • FIG. 2 To illustrate the construction of the heat exchanger 41 'according to FIG. 1, a detail of a plan view from direction R to the heat exchanger is shown schematically in FIG. 2. Particularly important are the collar 414 ', through which the coolant lines 411' are guided, since this ensures that the cooling fins 413 'comply with a defined distance d'.
  • the efficiency is essentially determined by the fact that the heat that is transferred between the fin surface and the air, must be transmitted through heat conduction through the fins to the pipe. This heat transfer is all the more effective, the higher the conductivity or the thickness of the lamella, but also the smaller the distance between the tubes. This is called the lamella efficiency.
  • As a lamellar material is therefore nowadays predominantly aluminum used, which has a high thermal conductivity (about 220 W / mK) to economic conditions.
  • the pipe pitch should be as small as possible, but this leads to the problem that you need many pipes.
  • Many pipes mean high costs because the pipes (usually made of copper) are considerably more expensive than the thin aluminum fins.
  • minichannel or microchannel heat exchangers have been developed, which are manufactured according to a completely different process and almost correspond to the ideal of a laminated heat exchanger: many small tubes with small spacings.
  • the microchannel heat exchanger employs extruded aluminum sections which have very many small channels with a diameter of e.g. about 1 mm.
  • the MicroChannel heat exchanger block 1 'of Fig. 3 is formed by two known per se heat exchanger 42' in the form of extruded profiles 42 '.
  • the two extruded profiles 42 'of FIG. 3 are preferably in thermal contact with a corrugated cooling fin 413', so that the heat medium 6 'carried by the microchannels 421' will be heat with the transport fluid 5 ', preferably air 5'. which, for example, with a fan, not shown in the direction of the arrows 5 'is transported through the heat exchanger block 1', can exchange better.
  • a heat exchanger block 1 ' In practice, a heat exchanger block 1 ', depending on the required heat output, already manage with a single extruded profile 42' as a central heat exchange element.
  • a plurality of extruded profiles 42 ' can also be provided simultaneously in a single heat exchanger block 1', which are connected to each other in suitable combinations, for example via and to each other, for example with each other are soldered, which is not shown for reasons of clarity in Fig. 3.
  • extruded profiles may e.g. be made easily and in a variety of forms from a variety of materials in suitable extrusion.
  • other methods of making microchannel heat exchangers are known, such as e.g. the assembly of suitably shaped profile sheets or other suitable methods.
  • Microchannel heat exchangers have become established in mobile use during the 90s.
  • the low weight, the low block depth and the limited dimensions required here are the ideal ones
  • Car radiator and condenser and evaporator for Automobile air conditioning systems are today almost exclusively realized with mini-channel heat exchangers.
  • This method has numerous problems in practice and is in little demand by the customer for a variety of reasons.
  • cooling water can not be effectively transferred to the entire heat exchange surface of the heat exchanger.
  • targeted application of cooling water is indicated in many applications. For example, in a condenser in which the upper part is used as a heater to take into account that this upper part must not be wetted because of the high temperatures occurring.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved heat exchanger block, in particular hybrid heat exchanger, which overcomes the problems known from the prior art.
  • the invention thus relates to a heat exchanger block comprising a heat exchanger arranged between an inflow surface and an outflow surface, such that heat exchange between a transport fluid and a heat medium flowing through the heat exchanger in the operating state, the transport fluid can be fed via the inflow surface of a heat exchange surface of the heat exchanger, with the heat exchange surface can be brought into flowing contact, and over the Outflow of the heat exchanger is weg1700bar again.
  • a perforated coolant lance is provided, so that a coolant can be introduced via the coolant lance between two heat exchange surfaces of the heat exchanger.
  • Heat exchange between heat exchanger and transport fluid, e.g. between the heat exchanger and air, which is passed through the heat exchanger, can be significantly improved by a coolant, which is preferably but not necessarily water, via a coolant lance directly into the interior of the heat exchanger on the
  • Heat exchanging surfaces is spent in the heat exchanger.
  • a perforated tube or a perforated or porous tube is provided on the heat exchanger block, with which the coolant between two heat exchange surfaces of the heat exchanger can be introduced.
  • the heat exchange surfaces of the heat exchanger can be wetted in a targeted and controlled manner with coolant.
  • coolant Depending on how the refrigerant lances are placed in the heat exchanger, thus, for example, over the entire heat exchanger, a very uniform cooling performance can be adjusted.
  • a non-uniform distribution of the cooling capacity in the heat exchanger block can also be achieved by other measures become. It is thus possible, for example, for different coolant lances to be used in different regions of the heat exchanger block, which supply different amounts of coolant to the different regions.
  • the different coolant lances may have different perforations, eg have different large perforations or holes through which the coolant is introduced between the two heat exchange surfaces.
  • the cooling capacity in a heat exchanger block according to the invention can be controlled and / or regulated simply and efficiently, for example by controlling the working pressure of the coolant as a function of time and / or as a function of location in all or in certain coolant lances / or regulated.
  • the coolant lances Since the coolant is brought into the heat exchanger in the place where it is needed immediately, it can be very easily and efficiently dosed, and it does not need to be worked in particular with multiple excess water. In many cases, therefore, eliminates a drip pan, since no excess water is obtained in the operating condition. As a result, the formation of polluted aerosols is substantially prevented and valuable coolant saved. Even the time-consuming cleaning of excess cooling water is eliminated.
  • the wetting method proposed by the present invention is thus that, for example, in a laminated heat exchanger, replacing a first row of tubes in the direction of air by refrigerant lances in the form of tubes or porous tubes provided with small holes or nozzles making up the Wetting water, so the coolant exits and is introduced into the disk pack. So that the wetting water can be distributed well on the surfaces of the lamellae, the perforation of the first row of tubes of the lamellae or collar, that is executed without spacers.
  • the pipes or hoses used as coolant lances are preferably not expanded or otherwise fixed, but are loosely inserted.
  • a row of tubes, in particular a first row of tubes of the plate pack of the air-cooled heat exchanger can be provided for example partially or completely with coolant lances. Partial assembly is, as already mentioned, particularly useful if the heat exchanger is used as a condenser and the upper part of the same as a heater, which must not be wetted with coolant because of the high temperatures.
  • the regulation of the amount of coolant can be done, if necessary, for example, via the working pressure of the coolant. It is understood that, instead of just equipping the first row of pipes with coolant lances, the coolant lances can also be placed in any meaningful arrangement in the disk pack and can be provided with appropriate perforations.
  • filter hoses can also be used, sometimes called sweating hoses, which clean the coolant, ie for example the wetting water, wherein the degree of purity of the filtered coolant depends on the quality of the filter hose.
  • the hoses can also be cleaned by rinsing off the filtrate.
  • coolant or wetting liquids are used instead of ordinary water, e.g. demineralized or distilled water or otherwise specially modified water or, in very special cases, other refrigerants known to those skilled in the art.
  • Microchannel heat exchanger can be inserted. If the refrigerant lances configured as flat tubes work together with the MPE tubes soldered, there would be the danger that the holes of the slits of the flat tube would close with solder and thus would no longer be available for the wetting with coolant.
  • the heat exchanger is designed as a laminated heat exchanger, wherein a coolant line is provided in a punched-out cooling plate.
  • the coolant lance is provided in a separate bore in the cooling lamella, so that the number of coolant lines is not reduced by the introduction of the coolant lance. It is of course also possible that a coolant line is removed and the coolant lance is provided in the punched-out of the cooling fins.
  • the heat exchanger is formed by a multiplicity of microchannels as a microchannel heat exchanger.
  • the coolant lance is preferably a tube perforated in the form of holes and / or slots, and is provided in particular in the form of a flat tube.
  • a filter hose may be provided as the coolant lance, so that the coolant is automatically cleaned of certain impurities before it is applied to the heat exchange surface.
  • a heat exchanger block according to the invention may be formed as a combination block of the laminated heat exchanger and the microchannel heat exchanger. This may be the case, for example, if different conditions prevail at different locations with one and the same heat exchanger block and / or different heat outputs must be provided.
  • a cooling device for cooling the heat exchanger in particular a fan for generating or amplifying a gas flow of the transport fluid, may additionally be provided.
  • a known control unit for controlling and / or regulating the heat exchanger block, advantageously a known control unit, in particular a control unit with a data processing system for controlling a cooling machine and / or a cooling device and / or the supply of the coolant via the coolant lance and / or an operating or state parameter the heating means and / or another operating parameter of the heat exchanger block may be provided.
  • the heat exchanger and / or the entire heat exchanger block made of a metal and / or a metal alloy, in particular of a single metal or a single metal alloy, in particular stainless steel, in particular aluminum or made of a metal alloy, and / or made of a metal combination, for example of aluminum and copper, wherein a sacrificial metal is preferably provided as corrosion protection, and / or wherein the heat exchanger block is at least partially provided with a protective layer, in particular with a corrosion protection layer.
  • a heat exchanger block according to the invention may e.g. is a cooler, a condenser or an evaporator for a mobile or stationary heating system, cooling system or air conditioning, in particular a cooler device for a machine, a data processing system or for a building.
  • the invention further relates to a method for wetting a heat exchanger block comprising a heat exchanger arranged between an inflow surface and an outflow surface so that the transport fluid is supplied via the inflow surface to a heat exchange surface of the heat exchanger for exchanging heat between a transport fluid and a heat medium flowing through the heat exchanger Heat exchange surface is brought into flowing contact, and is led away over the discharge surface of the heat exchanger again.
  • a perforated coolant lance is provided on the heat exchanger block, and a coolant is introduced via the coolant lance between two heat exchange surfaces of the heat exchanger.
  • the heat exchanger is a laminated heat exchanger and / or a microchannel heat exchanger, and a regulation of a wetting amount of the coolant is made, and is preferably carried out by adjusting a working pressure of the coolant.
  • the wetting of the heat exchanger with coolant for cleaning and / or increasing the cooling capacity of the heat exchanger is made.
  • Fig. 1 is a known from the prior art laminated
  • FIG. 2 shows the heat exchanger according to FIG. 1 in section
  • Fig. 3 is a known from the prior art
  • FIG. 4 shows a heat exchanger block according to the invention with a laminated heat exchanger
  • FIG. 5 shows the heat exchanger according to FIG. 4 in section
  • FIG. 6 shows a heat exchanger block according to the invention with a
  • FIG. 7 shows a coolant lance in the form of a flat tube.
  • FIGS. 1 to 3 which show two heat exchangers known from the prior art, have already been discussed in detail at the beginning and therefore need not be considered separately in the following.
  • FIGS. 1 to 3 which show two heat exchangers known from the prior art, have already been discussed in detail at the beginning and therefore need not be considered separately in the following.
  • the features of exemplary embodiments according to the invention are provided with reference symbols which do not carry an apostrophe, whereas the reference symbols in FIGS. 1 to 3, which show known heat exchangers, are provided with apostrophes.
  • Fig. 4 is a perspective view of an inventive
  • the heat exchanger block 1 usually in a conventional manner has other components, such as fans, other heat exchangers 4, 41, manifolds, as well as supply and discharge lines for a heating means 6, the heat exchanger 4, 41 for the exchange of heat flows through, etc ..
  • the inventive heat exchanger block 1 according to FIG. 4 comprises a heat exchanger 4, 41 arranged between an inflow surface 2 and an outflow surface 3, so that the transport fluid 5 is exchanged for heat between a transport fluid 5 and a heat medium 6 flowing through the heat exchanger 4, 41 during operation about the
  • the heat exchanger block 1 comprises a perforated coolant lance 8, so that a coolant 9 can be introduced via the coolant lance 8 between two heat exchange surfaces 7 of the heat exchanger 4, 41.
  • the heat exchanger 4 is formed as a laminated heat exchanger 41.
  • coolant lines 411 are provided in cutouts 412 of the cooling fins 413.
  • the laminated heat exchanger 41 is thus formed by a plurality of cooling fins 413, whereby the heat exchange surface 7 is massively increased.
  • the operating state flows through the coolant lines 411 a heating means 6, so that the heating means 6 mainly via the cooling fins 413 with the environment, usually with the ambient air 5 can exchange heat by the ambient air 5 as Transportfluidum 5 for transporting the heat, for example by means of a In Fig. 4 fan not shown in the direction of the arrow 5 is transported through the heat exchanger 41.
  • coolant lines 411 have been removed from their punched-412 according to a predetermined scheme, or even in the manufacture of the heat exchanger 41 not even in the associated punched 412 has been used. Instead, cooling lances 8 have been provided in these punched-out portions 412 of the cooling fins 413, through which coolant 9, in practice often water 9, but preferably not necessarily demineralized water 9, can be introduced between two heat exchange surfaces 7 of the laminated heat exchanger 41.
  • the collar 414 with which a predeterminable distance between the cooling fins 413 is adjustable and through which the coolant lines are guided, have also been removed from the expansions 412, through which the coolant lances are guided, or not at all during the production of the heat exchanger 41 been used.
  • the coolant lances 8 can also be provided in a separate bore in addition to the existing coolant lines 411 in the cooling lamella 413. This has the great advantage that the heat exchange performance of the heat exchanger 41 is practically not reduced by the presence of the coolant lances 8, since the number of
  • Coolant lines 411 by the presence of the coolant lances 8 in the package of the cooling fins 413 remains unchanged.
  • FIG. 4 a detail of a plan view from the direction R, as defined in FIG. 4, is shown schematically on the heat exchanger 41 in FIG. It is important to note that the collars 414 are missing from the bushings 412, through which the coolant lances 8 pass through the cooling fins 413, while the collars 414 are also missing in the heat exchanger block according to the invention at the bushings 412, through which the coolant lines 411 are guided 1 are still present, thereby ensuring that the cooling fins 413 comply with a defined distance d.
  • FIG. 6 another very important embodiment of a heat exchanger block 1 according to the invention is shown partially and in perspective view schematically.
  • the heat exchanger 4 according to FIG. 6 is characterized by a multiplicity of microchannels 421 as microchannel heat exchanger 42, as mentioned as well
  • Microchannel heat exchanger 42 referred formed. Instead of small tubes, as explained above, the microchannel heat exchanger 42 uses extruded aluminum sections which have very many small channels with a diameter of, for example, about 1 mm.
  • the heat exchanger block 1 of FIG. 6 is in principle such a per se known MicroChannel heat exchanger block 1, wherein the inventive heat exchanger block 1 shown in Fig. 6 by the known heat exchanger blocks V, as shown for example in Fig. 3, differs in that here there is a perforated coolant lance 8 in the form of a flat tube 8, whereas in the prior art it was previously unknown.
  • the MicroChannel heat exchanger block 1 of FIG. 6 is formed in a manner known per se by two or more known heat exchangers 42 in the form of extruded profiles 42. Opposite extruded profiles 42 of FIG. 6 are preferably in thermal contact with a corrugated cooling fin 413 so that the heat medium 6 carried by the microchannels 421 will be heat with the transport fluid 5, preferably air 5, for example, with a non-illustrated Fan is transported in the direction of the arrows 5 through the heat exchanger block 1, can exchange better.
  • the transport fluid 5 preferably air 5
  • a non-illustrated Fan is transported in the direction of the arrows 5 through the heat exchanger block 1, can exchange better.
  • a heat exchanger block 1 depending on the required heat output, can already manage with only one pair of extruded profiles 42 as a central heat exchange element.
  • coolant lance 8 in the form of holes 81 and / or slots 81 perforated flat tube 8, which is inserted as shown between two extruded profiles, so that coolant from the flat tube 8 on the heat exchange surfaces 7, the wavy are arranged between two opposite extruded profiles 42, can be applied.

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Abstract

The invention relates to a heat exchanger block (1) comprising a heat exchanger (4, 41, 42) which is arranged between an inflow surface (2) and an outflow surface (3) such that, for the exchange of heat between a transport fluid (5) and a heat medium (6) which flows through the heat exchanger (4, 41, 42) in the operating state, the transport fluid (5) can be supplied via the inflow surface (2) to a heat-exchange surface (7) of the heat exchanger (4, 41, 42), can be placed in flowing contact with the heat-exchange surface (7) and can be discharged from the heat exchanger (4, 41, 42) again via the outflow surface. According to the invention, a perforated coolant lance (8) is provided such that a coolant (9) can be introduced via the coolant lance (8) between two heat-exchange surfaces (7) of the heat exchanger (4, 41, 42). The invention also relates to a method for wetting a heat exchanger block (1).

Description

Wärmetauscherblock, sowie ein Verfahren zur Benetzung eines Wärmetauscherblocks Heat exchanger block, and a method for wetting a heat exchanger block
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscherblock sowie ein Verfahren zur Benetzung eines Wärmetauscherblocks gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 13.The invention relates to a heat exchanger block and to a method for wetting a heat exchanger block according to the preamble of the independent claims 1 and 13.
Die Verwendung von Wärmetauschsystemen ist in einer kaum zu überblickenden Zahl von Anwendungen aus dem Stand der Technik bekannt. Wärmetauscher werden in Kühlanlagen, wie z.B. in gewöhnlichenThe use of heat exchange systems is well known in a nearly intangible number of prior art applications. Heat exchangers are used in refrigerators, e.g. in ordinary
Haushaltskühlschränken verwendet, in Klimaanlagen für Gebäude oder in Fahrzeugen aller Art, vor allem in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen, als Wasser- oder Ölkühler in Verbrennungsmotoren, als Kondensatoren oder Verdampfer in Kühlmittelkreisen und in weiteren unzähligen verschiedenen Anwendungen, die dem Fachmann alle wohlbekannt sind.Household refrigerators used in air conditioners for buildings or in vehicles of all kinds, especially in automobiles, aircraft and ships, as water or oil coolers in internal combustion engines, as condensers or evaporators in coolant circuits and in countless other applications, all of which are well known to those skilled in the art.
Es gibt dabei verschiedene Möglichkeiten die Wärmetauscher aus ganz unterschiedlichen Anwendungen sinnvoll zu klassifizieren. Ein Versuch besteht darin, eine Unterscheidung nach dem Aufbau bzw. der Herstellung der verschiedenen Typen von Wärmetauschern vorzunehmen.There are different ways to classify heat exchangers from different applications. One try is to make a distinction according to the construction or the production of the various types of heat exchangers.
So kann eine Einteilung nach sogenannten „Lamellierten Wärmetauschern" einerseits, und „Minnichannel-" oder „Microchannelwärmetauscher" andererseits vorgenommen werden.Thus, a classification according to so-called "laminated heat exchangers" on the one hand, and "Minnichannel-" or "Microchannelwärmetauscher" on the other hand be made.
Die seit sehr langer Zeit wohlbekannten lamellierten Wärmetauscher dienen, wie alle Typen von Wärmetauschern, zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Medien, z.B., aber nicht nur, zur Übertragung von einem Kühlmedium auf Luft oder umgekehrt, wie es zum Beispiel von einem klassischen Haushaltskühlschrank bekannt ist, bei dem über den Wärmetauscher zur Erzeugung einer Kühlleistung im Inneren des Kühlschranks Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird.The laminated heat exchangers, well known for a very long time, serve, like all types of heat exchangers, to transfer heat between two media, for example, but not only, to transfer from a cooling medium to air or vice versa, as is known, for example, from a classic household refrigerator in which heat is released to the ambient air via the heat exchanger for generating a cooling capacity in the interior of the refrigerator.
Das Umgebungsmedium ausserhalb des Wärmetauschers, also z.B. Wasser, Öl oder häufig einfach die Umgebungsluft, die zum Beispiel die Wärme aufnimmt oder von dem Wärme auf den Wärmetauscher übertragen wird, wird dabei entweder entsprechend abgekühlt oder erwärmt. Das zweite Medium kann z.B. ein flüssiger Kälte- bzw. Wärmeträger sein oder ein verdampfendes bzw. kondensierendes Kältemittel. In jedem Fall hat das Umgebungsmedium, also z.B. die Luft, einen wesentlich niedrigeren Wärmeübergangskoeffizienten als das zweite Medium, also z.B. das Kühlmittel, das imThe ambient medium outside the heat exchanger, e.g. Water, oil or often simply the ambient air, which absorbs heat or transfers heat to the heat exchanger, for example, is either cooled or heated accordingly. The second medium may e.g. be a liquid refrigerant or heat transfer or a vaporizing or condensing refrigerant. In any case, the surrounding medium, e.g. the air, a much lower heat transfer coefficient than the second medium, e.g. the coolant used in the
Wärmetauschersystem zirkuliert. Dies wird durch stark unterschiedliche Wärmeübertragungsflächen für die beiden Medien ausgeglichen: Das Medium mit dem hohen Wärmeübergangskoeffizienten strömt im Rohr, welches auf der Außenseite durch dünne Bleche (Rippen, Lamellen) eine stark vergrößerte Oberfläche aufweist, an der der Wärmeübergang z.B. mit der Luft stattfindet.Heat exchanger system circulates. This is compensated by greatly different heat transfer surfaces for the two media: The medium with the high heat transfer coefficient flows in the tube, which on the outside by thin sheets (ribs, fins) has a greatly enlarged surface at which the heat transfer, for. takes place with the air.
Fig. 1 zeigt ein einfaches Beispiel eines solchen an sich bekannten lamellierten Wärmeaustauschers 41 '. In der Praxis wird ein gesamter Wärmetauscherblock 1 ' häufig durch eine Mehrzahl solcher Elemente gemäss Fig. 1 gebildet. Im einfachsten Fall ist ein solcher lamellierter Wärmetauscher 41 ' durch eine Vielzahl von Kühllamellen 413' gebildet, wodurch die Wärmeaustauschfläche T massiv erhöht werden kann. Im Betriebszustand fliesst durch die Kühlmittelleitungen 411 ' ein Wärmemittel 6', so dass das Wärmemittel 6' hauptsächlich über die Kühllamellen 413' mit der Umgebung, meist mit der Umgebungsluft 5' Wärme austauschen kann, indem die Umgebungsluft 5' als Transportfluidum 5' zum Transport der Wärme zum Beispiel mit Hilfe eines Lüfters in Richtung des Pfeils 5' gemäss Fig. 1 durch den Wärmetauscher 41 ' transportiert wird.Fig. 1 shows a simple example of such a known laminated heat exchanger 41 '. In practice, an entire Heat exchanger block 1 'often formed by a plurality of such elements according to FIG. In the simplest case, such a laminated heat exchanger 41 'by a plurality of cooling fins 413' is formed, whereby the heat exchange surface T can be massively increased. In the operating state flows through the coolant lines 411 'a heating means 6', so that the heating means 6 'mainly via the cooling fins 413' with the environment, usually with the ambient air 5 'can exchange heat by the ambient air 5' as Transportfluidum 5 'for transport the heat, for example, by means of a fan in the direction of the arrow 5 'according to FIG. 1 by the heat exchanger 41' is transported.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Merkmale von bekannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik im Rahmen dieser Anmeldung mit einem Hochkomma versehen werden, während Merkmale von erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen kein Hochkomma tragen.It should be noted at this point that features of known devices from the prior art are provided with an apostrophe in the context of this application, while features of inventive embodiments do not carry an apostrophe.
Das Verhältnis von Außenoberfläche zur Innenoberfläche hängt dabei von der Lamellengeometrie (= Rohrdurchmesser, Rohranordnung und Rohrabstand), sowie vom Lamellenabstand d' ab. Der Lamellenabstand wird für unterschiedliche Anwendungen unterschiedlich gewählt. Rein thermodynamisch sollte er jedoch möglichst klein sein, jedoch nicht so klein, dass der Luftseitige Druckverlust zu groß ist. Ein wirtschaftliches Optimum liegt bei etwa 2 mm, was ein für Verflüssiger und Rückkühler typischer Wert ist.The ratio of the outer surface to the inner surface depends on the lamella geometry (= pipe diameter, pipe arrangement and pipe spacing), as well as on the lamellar spacing d '. The lamellar spacing is chosen differently for different applications. However, purely thermodynamically, it should be as small as possible, but not so small that the air-side pressure loss is too large. An economic optimum is about 2 mm, which is a typical value for condenser and recooler.
Die Herstellung dieser sogenannten lamellierten Wärmeaustauscher 41 ' erfolgt nach einem seit langem bekannten standardisierten Prozess: Die Kühllamellen 413' werden mit einer Presse und einem speziellen Werkzeug gestanzt und nach einem vorgegeben Schema ausgestanzt und die Ausstanzungen 412' zur Abstandshaltungen mit Kragen 414' versehen. Sodann werden die Kühllamellen 413' in Pakete zueinander gelegt. Anschließend werden die Rohre, die später das Wärmemittel 6' Transportieren sollen, das heisst die Kühlmittelleitungen 411 ' in die Kragen 414' und damit durch die Ausstanzungen 412' eingeschoben und entweder mechanisch oder hydraulisch aufgeweitet so dass ein sehr guter Kontakt und somit ein guter Wärmeübergang zwischen Kühlmittelleitung 411 ' und Kühllamelle 413' entsteht. Die einzelnen Kühlmittelleitungen 411 ' werden dann durch Bögen undThe production of these so-called laminated heat exchangers 41 'is carried out according to a long-known standardized process: The cooling fins 413' are punched with a press and a special tool and punched out according to a predetermined scheme and the punch-outs 412 'provided for spacing with collar 414'. Then, the cooling fins 413 'are put into packages to each other. Subsequently, the pipes that will later transport the heating means 6 ', that is the Coolant lines 411 'in the collar 414' and thus inserted through the punched 412 'and either mechanically or hydraulically expanded so that a very good contact and thus a good heat transfer between the coolant line 411' and cooling plate 413 'is formed. The individual coolant lines 411 'are then indicated by arcs and
Sammel- und Verteilrohr miteinander verbunden, oft miteinander verlötet. Aus Übersichtsgründen sind die Sammel- und Verteilrohre in Fig. 1 nicht dargestellt.Collecting and distribution pipe interconnected, often soldered together. For reasons of clarity, the collection and distribution pipes in Fig. 1 are not shown.
Zur Verdeutlichung der Konstruktion des Wärmetauschers 41 ' gemäss Fig. 1 ist in Fig. 2 noch ein Ausschnitt einer Draufsicht aus Richtung R auf den Wärmetauscher schematisch dargestellt. Wichtig sind insbesondere die Kragen 414', durch die die Kühlmittelleitungen 411 ' geführt werden, da dadurch gewährleistet wird, dass die Kühllamellen 413' einen definierten Abstand d' einhalten.To illustrate the construction of the heat exchanger 41 'according to FIG. 1, a detail of a plan view from direction R to the heat exchanger is shown schematically in FIG. 2. Particularly important are the collar 414 ', through which the coolant lines 411' are guided, since this ensures that the cooling fins 413 'comply with a defined distance d'.
Der Wirkungsgrad ist dabei wesentlich durch die Tatsache bestimmt, dass die Wärme, die zwischen der Lamellenoberfläche und der Luft übertragen wird, über Wärmeleitung durch die Lamellen zum Rohr übertragen werden muss. Diese Wärmeübertragung ist umso effektiver, je höher die Leitfähigkeit bzw. die Dicke der Lamelle ist, aber auch je kleiner der Abstand zwischen den Rohren ist. Man spricht hier vom Lamellenwirkungsgrad. Als Lamellenmaterial kommt deshalb heutzutage überwiegend Aluminium zum Einsatz, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit (ca. 220 W/mK) zu wirtschaftlichen Bedingungen aufweist. Der Rohrabstand sollte möglichst klein sein, was jedoch zu dem Problem führt, dass man viele Rohre benötigt. Viele Rohre bedeuten hohe Kosten, denn die Rohre (in der Regel aus Kupfer) sind erheblich teurer als die dünnen Aluminiumlamellen. Diese Materialkosten könnte man dadurch verringern, dass man den Rohrdurchmesser und die Wandstärke reduziert, d.h. man baut einen Wärmetauscher mit vielen kleinen Rohren anstatt mit wenigen großen Rohren. Thermodynamisch wäre diese Lösung optimal: Sehr viele Rohre in engem Abstand mit kleinen Durchmessern. Ein wesentlicher Kostenfaktor ist jedoch auch die Arbeitszeit zum Aufweiten und Verlöten der Rohre. Dieser würde bei einer solchen Geometrie extrem ansteigen.The efficiency is essentially determined by the fact that the heat that is transferred between the fin surface and the air, must be transmitted through heat conduction through the fins to the pipe. This heat transfer is all the more effective, the higher the conductivity or the thickness of the lamella, but also the smaller the distance between the tubes. This is called the lamella efficiency. As a lamellar material is therefore nowadays predominantly aluminum used, which has a high thermal conductivity (about 220 W / mK) to economic conditions. The pipe pitch should be as small as possible, but this leads to the problem that you need many pipes. Many pipes mean high costs because the pipes (usually made of copper) are considerably more expensive than the thin aluminum fins. This material cost could be reduced by reducing the pipe diameter and wall thickness, ie building a heat exchanger with many small pipes rather than a few large pipes. Thermodynamically, this solution would be optimal: very many tubes in close distance with small diameters. However, a significant cost factor is also the working time for expanding and soldering the pipes. This would increase extremely with such a geometry.
Daher sind bereits vor einigen Jahren eine neue Klasse von Wärmetauschern, sogenannte Minichannel- oder auch Mircochannelwärmetauscher entwickelt worden, die nach einem völlig anderen Verfahren hergestellt werden und fast dem Idealbild eines lamellierten Wärmetauschers entsprechen: viele kleine Rohre mit kleinen Abständen.Therefore, a few years ago, a new class of heat exchangers, so-called minichannel or microchannel heat exchangers, have been developed, which are manufactured according to a completely different process and almost correspond to the ideal of a laminated heat exchanger: many small tubes with small spacings.
Anstatt kleiner Rohre werden jedoch beim Microchannelwärmetauscher Aluminiumstrangpressprofile verwendet, die sehr viele kleine Kanäle mit einem Durchmesser von z.B. etwa 1 mm haben. Ein solcher, ebenfalls an sich bekannter MicroChannel Wärmetauscherblock 1 ' ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Der MicroChannel Wärmetauscherblock 1 ' der Fig. 3 ist dabei durch zwei an sich bekannte Wärmetauscher 42' in Form von Strangpressprofilen 42' gebildet. Die beiden Strangpressprofile 42' der Fig. 3 sind bevorzugt mit einer wellenförmig ausgebildeten Kühllamelle 413' in Wärmekontakt, so dass das Wärmemittel 6', das durch die Mikrokanäle 421 ' befördert wird, sein Wärme mit dem Transportfluidum 5', bevorzugt Luft 5', die zum Beispiel mit einem nicht dargestellten Lüfter in Richtung der Pfeile 5' durch den Wärmetauscherblock 1 ' befördert wird, besser austauschen kann.Instead of small tubes, however, the microchannel heat exchanger employs extruded aluminum sections which have very many small channels with a diameter of e.g. about 1 mm. Such, also known per se MicroChannel heat exchanger block 1 'is shown schematically in Fig. 3. The MicroChannel heat exchanger block 1 'of Fig. 3 is formed by two known per se heat exchanger 42' in the form of extruded profiles 42 '. The two extruded profiles 42 'of FIG. 3 are preferably in thermal contact with a corrugated cooling fin 413', so that the heat medium 6 'carried by the microchannels 421' will be heat with the transport fluid 5 ', preferably air 5'. which, for example, with a fan, not shown in the direction of the arrows 5 'is transported through the heat exchanger block 1', can exchange better.
In der Praxis kann dabei ein Wärmetauscherblock 1 ', je nach geforderter Wärmeleistung, bereits mit einem einzigen Strangpressprofil 42' als zentrales Wärmeaustauschelement auskommen. Um höhere Wärmeübertragungsleistungen zu erzielen können selbstverständlich in einem einzigen Wärmetauscherblock 1 ' auch mehrere Strangpressprofile 42' gleichzeitig vorgesehen werden, die in geeigneten Kombinationen zum Beispiel über zu und Ableitungen miteinander verbunden, z.B. miteinander verlötet werden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 3 nicht dargestellt ist.In practice, a heat exchanger block 1 ', depending on the required heat output, already manage with a single extruded profile 42' as a central heat exchange element. Of course, in order to achieve higher heat transfer rates, a plurality of extruded profiles 42 'can also be provided simultaneously in a single heat exchanger block 1', which are connected to each other in suitable combinations, for example via and to each other, for example with each other are soldered, which is not shown for reasons of clarity in Fig. 3.
Solche Strangpressprofile können z.B. in geeigneten Extrudierverfahren einfach und in vielfältigen Formen aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Aber auch andere Herstellungsverfahren zur Herstellung von Microchannelwärmetauschern sind bekannt, wie z.B. das Zusammensetzen geeignet geformter Profilbleche oder andere geeignete Verfahren.Such extruded profiles may e.g. be made easily and in a variety of forms from a variety of materials in suitable extrusion. However, other methods of making microchannel heat exchangers are known, such as e.g. the assembly of suitably shaped profile sheets or other suitable methods.
Diese Profile kann man nicht, und braucht man auch nicht aufzuweiten und sie werden auch nicht in gestanzte Lamellenpakete eingeschoben.These profiles can not, and you do not need to widen and they are not inserted into stamped plate packs.
Stattdessen werden zum Beispiel zwischen zwei eng aneinander liegenden Profilen (gängige Abstände beispielweise < 1cm) wie bei Fig. 3 erläutert Blechstreifen, insbesondere Aluminiumblechstreifen gelegt, so dass durch abwechselndes aneinanderlegen von Blechstreifen und Profil ein Wärmetauscherpaket entsteht. Dieses Paket wir dann in einem Lötofen komplett verlötet.Instead, for example, between two closely spaced profiles (common distances, for example, <1cm) explained as in Fig. 3 sheet metal strips, in particular aluminum sheet laid, so that by alternating juxtaposition of sheet metal strip and profile a heat exchanger package is created. This package is then completely soldered in a soldering oven.
Durch die engen Abstände und die kleinen Kanaldurchmesser entsteht ein Wärmetauscher mit einem sehr hohen Lamellenwirkungsgrad und einem sehr geringen Füllvolumen (Kanalinnenseite). Die weiteren Vorteile dieser Technik sind die Vermeidung von Materialpaarungen (Korrosion), das geringe Gewicht (kein Kupfer), die hohe Druckstabilität (ca. 100 bar) sowie die kompakte Bauform (typische Tiefe eines Wärmeaustauschers z.B. 20mm).Due to the narrow distances and the small channel diameter, a heat exchanger with a very high fin efficiency and a very small filling volume (channel inside) is created. The other advantages of this technique are the avoidance of material pairings (corrosion), the low weight (no copper), the high pressure stability (about 100 bar) and the compact design (typical depth of a heat exchanger, for example 20mm).
Im mobilen Einsatz haben sich Microchannelwärmetauscher im Laufe der 90er Jahre etabliert. Das geringe Gewicht, die geringe Blocktiefe sowie die begrenzten Abmessungen, die hier benötigt werden, sind die idealenMicrochannel heat exchangers have become established in mobile use during the 90s. The low weight, the low block depth and the limited dimensions required here are the ideal ones
Voraussetzungen dafür. Autokühler sowie Verflüssiger und Verdampfer für Autoklimaanlagen werden heute fast ausschließlich mit Minichannelwärmeaustauschern realisiert.Requirements for this. Car radiator and condenser and evaporator for Automobile air conditioning systems are today almost exclusively realized with mini-channel heat exchangers.
Im stationären Bereich werden zum einen meist größere Wärmeaustauscher benötigt, zum anderen stehen hier weniger das Gewicht und die Kompaktheit im Vordergrund als vielmehr das optimale Preisleistungsverhältnis. Minichannelwärmeaustauscher waren bisher in den Abmessungen zu begrenzt, um dafür in Frage zu kommen. Es hätten viele kleine Module aufwendig verbunden werden müssen. Hinzu kommt, dass der Aluminiumeinsatz bei den Strangpressprofilen relativ hoch ist, so dass auch vom Materialeinsatz kaum ein Kostenvorteil zu erwarten war.In the stationary area, on the one hand, larger heat exchangers are usually needed; on the other hand, the emphasis here is less on weight and compactness than on the optimal price-performance ratio. Minichannelwärmeaustauscher were previously limited in size to be eligible. Many small modules would have to be connected consuming. In addition, the use of aluminum in the extruded profiles is relatively high, so that hardly a cost advantage was expected from the use of materials.
Aufgrund der hohen Stückzahlen im Automobilsektor haben sich die Herstellprozesse für Minichannelwärmeaustauscher standardisiert und verbessert, so dass man diese Technologie heute als ausgereift bezeichnen kann. Auch die Lötofengröße ist mittlerweile gestiegen, so dass bereits Wärmetauscher in 6er Größe von etwa 1 x 2 m gefertigt werden können. Die anfänglichen Schwierigkeiten mit dem Anschlusssystem sind behoben. Es gibt mittlerweile mehrere patentierte Verfahren, wie die Versteif- und Sammelrohre eingelötet werden können.Due to the high volumes in the automotive sector, the production processes for mini-channel heat exchangers have standardized and improved, so that one can call this technology today as mature. The size of the soldering furnace has meanwhile also increased, so that heat exchangers in the size of 6 can already be made of about 1 x 2 m. The initial difficulties with the connection system are resolved. There are now several patented procedures how the stiffening and header pipes can be soldered.
Vor allem der gegenüber Aluminium stark angestiegene Kupferpreis führt jedoch jetzt dazu, dass diese Technologie auch für den stationären Einsatz zunehmend interessant wird.Above all, however, the price of copper, which has risen sharply compared with aluminum, is now causing this technology to become increasingly interesting for stationary use as well.
Dabei ist es seit langem bekannt, dass durch Verdunsten von Wasser auf luftgekühlten Wärmetauscher Oberflächen zwei- bis dreimal mehr Wärme abgeführt werden kann als durch Konvektion, und dies auf tieferem Temperaturniveau, weil bei Verdunstung die massgebende Lufttemperatur die Feuchtkugeltemperatur ist. Diese Tatsache wird unter anderem, aber nicht nur bei Rückkühlern ausgenutzt. Die Nässung der Wärmetauscheroberfläche erfolgt im Stand der Technik durch Besprühen mittels Düsen vor dem Wärmetauscherblock auf der Luftansaugseite.It has long been known that by evaporating water on air-cooled heat exchanger surfaces two to three times more heat can be dissipated than by convection, and this at a lower temperature level, because in evaporation the decisive air temperature is the wet bulb temperature. This fact is exploited, among others, but not only in dry coolers. The wetting of the heat exchanger surface takes place in the prior art by spraying by means of nozzles in front of the heat exchanger block on the air intake side.
Die vorgängig beschrieben Benetzungsverfahren dürfen übrigens nicht mit der sogenannten Adiabatenkühlung verwechselt werden. Hier wird Wasser vor der Wärmetauscherfläche auf der Ansaugseite derart vernebelt, dass die feinen Wassertropfen von der Luft aufgenommen werden, und infolge der Verdunstung der Tropfen sich die Temperatur der angesaugten Luft bis in die Nähe der Feuchtkugeltemperatur absenkt.Incidentally, the previously described wetting methods should not be confused with the so-called adiabatic cooling. Here, water is so misted in front of the heat exchanger surface on the suction side, that the fine drops of water are absorbed by the air, and due to the evaporation of the drops, the temperature of the sucked air lowers to near the wet bulb temperature.
Dieses Verfahren hat in der Praxis zahlreiche Probleme und ist aus verschiedenen Gründen beim Kunden wenig gefragt.This method has numerous problems in practice and is in little demand by the customer for a variety of reasons.
Einerseits kann bei solchen Hybridkühlern das Kühlwasser nicht effektiv auf die gesamte Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers übertragen werden. Andererseits ist in vielen Anwendungen eine gezielte Beaufschlagung mit Kühlwasser angezeigt. So ist zum Beispiel bei einem Verflüssiger, bei welchem der obere Teil als Erhitzer eingesetzt wird zu berücksichtigen, dass dieser obere Teil wegen der auftretenden hohen Temperaturen nicht benetzt werden darf.On the one hand, in such hybrid coolers, the cooling water can not be effectively transferred to the entire heat exchange surface of the heat exchanger. On the other hand, targeted application of cooling water is indicated in many applications. For example, in a condenser in which the upper part is used as a heater to take into account that this upper part must not be wetted because of the high temperatures occurring.
Das lässt sich jedoch nicht verhindern, wenn wie oben beschrieben, bei den bekannten Verfahren die Nässung der Wärmetauscheroberfläche durch Besprühen mittels Düsen vor dem Wärmetauscherblock auf der Luftansaugseite erfolgt.However, this can not be prevented if, as described above, in the known methods, the wetting of the heat exchanger surface by spraying by means of nozzles takes place in front of the heat exchanger block on the air intake side.
Ein weiteres Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass das zugesetzte Kühlwasser gleichzeitig auch zur Reinigung des Wärmetauschers verwendet wird. Dazu muss bisher jedoch mit acht- bis zehnfachem Wasserüberschuss gearbeitet werden, um eine Verschmutzung des Wärmetauschers wirksam auszuwaschen. Das führt dazu, dass dem Wärmetauscher viel mehr Kühlbzw. Reinigungswasser zugeführt werden muss, als letztlich beim eigentlichen Kühlvorgang verdampft wird. Daher muss das überschüssige Kühlwasser in Auffangwannen gesammelt und aufwendig weiterverarbeitet werden. Ausserdem wird befürchtet, dass über die Auffangwannen Aerosole mit Krankheitserregen in die Atemluft gelangen und so verteilt werden.Another problem arises from the fact that the added cooling water is also used to clean the heat exchanger. For this purpose, however, it has hitherto been necessary to work with eight to ten times the excess water in order to prevent soiling of the heat exchanger wash out. This causes the heat exchanger much more Kühlbzw. Cleaning water must be supplied, as is ultimately evaporated during the actual cooling process. Therefore, the excess cooling water must be collected in drip pans and processed consuming. In addition, it is feared that the drip trays aerosols with pathogens get into the air and be distributed.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Wärmetauscherblock, insbesondere Hybridwärmetauscher bereit zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwindet. Das heisst insbesondere, es soll durch die Erfindung ein Wärmetauscherblock zur Verfügung gestellt werden, mit welchem sehr effektiv und Ressourcen sparend Wärme von einem Wärmetauscher auf ein Transportfluidum, bevorzugt, aber nicht nur auf Luft übertragbar ist, und der gleichzeitig sehr effektiv und umweltschonend gereinigt und betrieben werden kann.The object of the invention is therefore to provide an improved heat exchanger block, in particular hybrid heat exchanger, which overcomes the problems known from the prior art. This means, in particular, it should be made available by the invention, a heat exchanger block with which very effective and resource-saving heat from a heat exchanger to a Transportfluidum, preferably, but not only on air transferable, and at the same time very effective and environmentally friendly cleaned and can be operated.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein besonders effektives Verfahren zur Benetzung eines Wärmetauscherblocks bereit zu stellen.Moreover, it is an object of the invention to provide a particularly effective method for wetting a heat exchanger block.
Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gekennzeichnet.The objects of the invention solving these objects are characterized by the features of independent claims 1 and 13.
Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
Die Erfindung betrifft somit einen Wärmetauscherblock umfassend einen zwischen einer Einströmfläche und einer Ausströmfläche angeordneten Wärmetauscher, so dass zum Austausch von Wärme zwischen einem Transportfluidum und einem den Wärmetauscher im Betriebszustand durchströmenden Wärmemittel, das Transportfluidum über die Einströmfläche einer Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers zuführbar ist, mit der Wärmeaustauschfläche in strömenden Kontakt bringbar ist, und über die Ausströmfläche vom Wärmetauscher wieder wegführbar ist. Erfindungsgemäss ist eine perforierte Kühlmittellanze vorgesehen, so dass ein Kühlmittel über die Kühlmittellanze zwischen zwei Wärmeaustauschflächen des Wärmetauschers einbringbar ist.The invention thus relates to a heat exchanger block comprising a heat exchanger arranged between an inflow surface and an outflow surface, such that heat exchange between a transport fluid and a heat medium flowing through the heat exchanger in the operating state, the transport fluid can be fed via the inflow surface of a heat exchange surface of the heat exchanger, with the heat exchange surface can be brought into flowing contact, and over the Outflow of the heat exchanger is wegführbar again. According to the invention, a perforated coolant lance is provided, so that a coolant can be introduced via the coolant lance between two heat exchange surfaces of the heat exchanger.
Es ist somit eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung, dass derIt is thus an essential realization of the invention that the
Wärmeaustausch zwischen Wärmetauscher und Transportfluidum, also z.B. zwischen dem Wärmetauscher und Luft, die durch den Wärmetauscher geleitet wird, erheblich dadurch verbessert werden kann, dass ein Kühlmittel, das bevorzugt aber nicht notwendig Wasser ist, über eine Kühlmittellanze unmittelbar in das Innere des Wärmetauschers auf dieHeat exchange between heat exchanger and transport fluid, e.g. between the heat exchanger and air, which is passed through the heat exchanger, can be significantly improved by a coolant, which is preferably but not necessarily water, via a coolant lance directly into the interior of the heat exchanger on the
Wärmeaustauschenden Flächen im Wärmetauscher verbracht wird.Heat exchanging surfaces is spent in the heat exchanger.
Dazu wird erfindungsgemäss ein perforiertes Rohr oder ein perforierter oder poröser Schlauch am Wärmetauscherblock vorgesehen, mit welchem das Kühlmittel zwischen zwei Wärmeaustauschflächen des Wärmetauschers einbringbar ist.For this purpose, according to the invention, a perforated tube or a perforated or porous tube is provided on the heat exchanger block, with which the coolant between two heat exchange surfaces of the heat exchanger can be introduced.
Das heisst, durch die Kühlmittellanze können die Wärmeaustauschflächen des Wärmetauschers gezielt und kontrolliert mit Kühlmittel benetzt werden. Je nach dem wie die Kühlmittellanzen im Wärmetauscher platziert werden, kann somit zum Beispiel über den gesamten Wärmetauscher eine sehr gleichmässige Kühlleistung eingestellt werden. In einem anderen Fall, z.B. bei einem Verflüssiger, kann es sinnvoll sein den Wärmetauscherblock nur teilweise mit Kühlmittellanzen zu versehen, so dass zum Beispiel der als Erhitzer betriebene, meist obere Teil des Wärmetauschers, nicht zusätzlich mit dem flüssigen Kühlmittel gekühlt wird, während der übrige, untere Teil über die Kühlmittellanzen mit Kühlmittel versorgt wird.This means that through the coolant lance, the heat exchange surfaces of the heat exchanger can be wetted in a targeted and controlled manner with coolant. Depending on how the refrigerant lances are placed in the heat exchanger, thus, for example, over the entire heat exchanger, a very uniform cooling performance can be adjusted. In another case, e.g. in a condenser, it may be useful to provide the heat exchanger block only partially with refrigerant lances, so that, for example, operated as a heater, usually upper part of the heat exchanger is not additionally cooled with the liquid coolant, while the remaining, lower part on the refrigerant lances is supplied with coolant.
Dabei kann eine nicht gleichmässige Verteilung der Kühlleistung im Wärmetauscherblock natürlich auch durch andere Massnahmen erreicht werden. So ist es zum Beispiel möglich, dass in unterschiedlichen Bereichen des Wärmetauscherblocks unterschiedliche Kühlmittellanzen verwendet werden, die den verschiedenen Bereich unterschiedlich viel Kühlmittel zuführen. So können die unterschiedlichen Kühlmittellanzen z.B. verschieden Perforationen haben, also z.B. verschiedene grosse Lochungen oder Bohrungen haben, durch die das Kühlmittel zwischen die zwei Wärmeaustauschflächen eingebracht wird.Of course, a non-uniform distribution of the cooling capacity in the heat exchanger block can also be achieved by other measures become. It is thus possible, for example, for different coolant lances to be used in different regions of the heat exchanger block, which supply different amounts of coolant to the different regions. For example, the different coolant lances may have different perforations, eg have different large perforations or holes through which the coolant is introduced between the two heat exchange surfaces.
Auch ist es möglich verschiedene dicke Kühlmittellanzen zu verwenden, so dass der Durchsatz an Kühlmittel in verschiedenen Bereichen des Wärmetauschers unterschiedlich ist.It is also possible to use different thick coolant lances, so that the flow rate of coolant in different areas of the heat exchanger is different.
Auch in Abhängigkeit von der Zeit kann die Kühlleistung bei einem erfindungsgemässen Wärmetauscherblock einfach und effizient gesteuert und / oder geregelt werden, indem zum Beispiel in allen oder in bestimmten Kühlmittellanzen der Arbeitsdruck des Kühlmittels in Abhängigkeit von der Zeit und / oder in Abhängigkeit vom Ort gesteuert und / oder geregelt wird.Also, as a function of time, the cooling capacity in a heat exchanger block according to the invention can be controlled and / or regulated simply and efficiently, for example by controlling the working pressure of the coolant as a function of time and / or as a function of location in all or in certain coolant lances / or regulated.
Gleichzeitig ist eine gezielte und sehr effiziente Reinigung des erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks durch Verwendung der Kühlmittellanzen möglich. Da das Kühlmittel in den Wärmetauscher hinein an den Ort verbracht wird, wo es unmittelbar benötigt wird, kann es sehr einfach und effizient dosiert werden, und es braucht insbesondere nicht mit vielfachem Wasserüberschuss gearbeitet zu werden. In vielen Fällen entfällt daher auch eine Auffangwanne, da kein überschüssiges Wasser im Betriebszustand anfällt. Dadurch wird auch die Bildung belasteter Aerosole im wesentlichen verhindert und wertvolles Kühlmittel eingespart. Auch die aufwändige Reinigung von überschüssigem Kühlwasser entfällt.At the same time, a targeted and very efficient cleaning of the heat exchanger block according to the invention is possible by using the coolant lances. Since the coolant is brought into the heat exchanger in the place where it is needed immediately, it can be very easily and efficiently dosed, and it does not need to be worked in particular with multiple excess water. In many cases, therefore, eliminates a drip pan, since no excess water is obtained in the operating condition. As a result, the formation of polluted aerosols is substantially prevented and valuable coolant saved. Even the time-consuming cleaning of excess cooling water is eliminated.
Es ist sogar möglich, dass in Systemen, in denen im Prinzip kein zusätzliches Kühlmittel benötigt wird, trotzdem Kühlmittellanzen gemäss der vorliegenden Erfindung vorzusehen, die dann nur zur Reinigung des Wärmetauscherblocks dienen.It is even possible that in systems where, in principle, no additional coolant is needed, still refrigerant lances according to the present Provide invention, which then serve only to clean the heat exchanger block.
Entweder zur Reinigung während des Betriebes, indem nur mit einer sehr geringen, für die Kühlung irrelevante Menge an Kühlmittel gearbeitet wird. Oder zum Beispiel indem in Betriebspausen die Kühlmittellanzen zur Reinigung des Wärmetauscherblocks verwendet werden.Either for cleaning during operation, by working only with a very small, irrelevant for cooling amount of coolant. Or, for example, by using the refrigerant lances to clean the heat exchanger block during breaks in operation.
Das mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Benetzungsverfahren besteht somit im Speziellen darin, dass zum Beispiel bei einem lamellierten Wärmetauscher eine erste Rohrreihe in Luftrichtung gesehen durch Kühlmittellanzen in Form von Rohren oder porösen Schläuchen ersetzt wird, welche mit kleinen Löchern oder Düsen versehen sind, aus denen das Benetzungswasser, also das Kühlmittel austritt und so in das Lamellenpaket eingebracht wird. Damit sich das Benetzungswasser gut auf den Oberflächen der Lamellen verteilen kann, ist die Lochung der ersten Rohrreihe der Lamellen oder Kragen, das heisst ohne Abstandshalter ausgeführt. Das die Rohre oder Schläuche, die als Kühlmittelanzen verwendet werden, werden bevorzugt nicht aufgeweitet oder sonst irgendwie fixiert, sondern werden lose eingeschoben.Specifically, the wetting method proposed by the present invention is thus that, for example, in a laminated heat exchanger, replacing a first row of tubes in the direction of air by refrigerant lances in the form of tubes or porous tubes provided with small holes or nozzles making up the Wetting water, so the coolant exits and is introduced into the disk pack. So that the wetting water can be distributed well on the surfaces of the lamellae, the perforation of the first row of tubes of the lamellae or collar, that is executed without spacers. The pipes or hoses used as coolant lances are preferably not expanded or otherwise fixed, but are loosely inserted.
Eine Rohrreihe, insbesondere eine erste Rohrreihe des Lamellenpakets des luftgekühlten Wärmetauschers kann beispielweise teilweise oder komplett mit Kühlmittellanzen versehen sein. Eine teilweise Bestückung ist wie bereits erwähnt insbesondere dann sinnvoll, wenn der Wärmetauscher als Verflüssiger eingesetzt wird und der obere Teil desselben als Erhitzer, der wegen der hohen Temperaturen nicht mit Kühlmittel benetzt werden darf. Die Regulierung der Kühlmittelmenge kann, falls erforderlich zum Beispiel über den Arbeitsdruck des Kühlmittels erfolgen. Es versteht sich, dass, anstatt nur die erste Rohrreihe mit Kühlmittellanzen auszurüsten, die Kühlmittellanzen auch in beliebiger, sinnvoller Anordnung im Lamellenpaket platziert werden und mit entsprechender Lochung versehen werden können.A row of tubes, in particular a first row of tubes of the plate pack of the air-cooled heat exchanger can be provided for example partially or completely with coolant lances. Partial assembly is, as already mentioned, particularly useful if the heat exchanger is used as a condenser and the upper part of the same as a heater, which must not be wetted with coolant because of the high temperatures. The regulation of the amount of coolant can be done, if necessary, for example, via the working pressure of the coolant. It is understood that, instead of just equipping the first row of pipes with coolant lances, the coolant lances can also be placed in any meaningful arrangement in the disk pack and can be provided with appropriate perforations.
Anstatt im Lamellenpaket Kühlmittelleitungen zu entfernen und durch Kühlmittellanzen zu ersetzen, was automatisch zu einem Verlust von Wärmeaustauschkapazität führt, können auch separate Bohrungen, bevorzugt ohne Kragen und im Speziellen mit kleinerem Durchmesser an den Lamellen in einer vorgegebenen Anordnung vorgesehen werden.Instead of removing coolant lines in the disk pack and replacing them with coolant lances, which automatically leads to a loss of heat exchange capacity, it is also possible to provide separate bores, preferably without collars and in particular smaller diameter, on the laminations in a predetermined arrangement.
Anstelle der Kühlmittellanzen in Form von Benetzungsrohren mit Löchern oder Düsen, können auch sogenannte Filterschläuche eingesetzt werden, auch manchmal schwitzende Schläuche bezeichnet, welche das Kühlmittel, also zum Beispiel das Benetzungswasser reinigen, wobei der Reinheitsgrad des gefilterten Kühlmittels von der Qualität des Filterschlauchs abhängt. Die Schläuche können auch durch Spülen vom Filtrat gereinigt werden.Instead of the coolant lances in the form of wetting tubes with holes or nozzles, so-called filter hoses can also be used, sometimes called sweating hoses, which clean the coolant, ie for example the wetting water, wherein the degree of purity of the filtered coolant depends on the quality of the filter hose. The hoses can also be cleaned by rinsing off the filtrate.
Je nach Anwendung werden anstelle von gewöhnlichem Wasser spezielle Kühlmittel bzw. Benetzungsflüssigkeiten benutzt, z.B. entmineralisiertes oder destilliertes Wasser oder auf andere Weise speziell verändertes Wasser oder in ganz speziellen Fällen auch andere, dem Fachmann bekannte Kühlmittel.Depending on the application, special coolant or wetting liquids are used instead of ordinary water, e.g. demineralized or distilled water or otherwise specially modified water or, in very special cases, other refrigerants known to those skilled in the art.
Gemäss der vorliegenden Erfindung kann das gleiche Prinzip selbstverständlich auch für die Benetzung und Kühlung von Microchannelwärmetauschern der eingangs beschriebenen Art verwendet werden. Die Besonderheit dabei ist, dass hier bevorzugt, aber nicht notwendig Flachrohre für die Benetzung verwendet werden, die lose zwischen die überstehenden Lamellen nach dem Zusammenlöten desOf course, according to the present invention, the same principle can also be used for the wetting and cooling of microchannel heat exchangers of the type described above. The peculiarity here is that here preferred, but not necessary flat tubes are used for wetting, the loose between the protruding lamellae after soldering the
Microchannelwärmetauschers eingeschoben werden. Würden die als Flachrohre ausgestalteten Kühlmittellanzen gemeinsam mit den MPE-Rohren verlötet, bestünde die Gefahr, dass sich die Löcher der Schlitze des Flachrohrs mit Lot verschliessen und damit nicht mehr für die Benetzung mit Kühlmittel zur Verfügung stünden.Microchannel heat exchanger can be inserted. Would the refrigerant lances configured as flat tubes work together with the MPE tubes soldered, there would be the danger that the holes of the slits of the flat tube would close with solder and thus would no longer be available for the wetting with coolant.
Es versteht sich, dass auch in einem Wärmetauscherblock, der aus Microchannelwärmetauschern gebildet ist, mehr oder weniger runde Rohre oder Schläuche als Kühlmittellanzen verwendet werden können und dass umgekehrt auch in lamellierten Wärmetauschern Flachrohre als Kühlmittellanzen in speziellen Fällen vorteilhaft verwendet werden können.It is understood that even in a heat exchanger block, which is formed from Microchannelwärmetauschern, more or less round tubes or hoses can be used as coolant lances and vice versa that flat tubes can be used advantageously as a coolant lances in special cases in laminated heat exchangers.
Somit ist bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks der Wärmetauscher als lamellierter Wärmetauscher ausgebildet, wobei eine Kühlmittelleitung in einer Ausstanzung einer Kühllamelle vorgesehen ist.Thus, in a particularly preferred embodiment of a heat exchanger block according to the invention, the heat exchanger is designed as a laminated heat exchanger, wherein a coolant line is provided in a punched-out cooling plate.
In einem für die Praxis wichtigen Ausführungsbeispiel ist die Kühlmittelanze in einer separaten Bohrung in der Kühllamelle vorgesehen, so dass die Zahl der Kühlmittelleitungen durch das Einbringen der Kühlmittellanze nicht reduziert wird. Dabei ist es selbstverständlich aber auch möglich, dass eine Kühlmittelleitung entfernt ist und die Kühlmittellanze in der Ausstanzung der Kühllamellen vorgesehen ist.In an embodiment which is important for practice, the coolant lance is provided in a separate bore in the cooling lamella, so that the number of coolant lines is not reduced by the introduction of the coolant lance. It is of course also possible that a coolant line is removed and the coolant lance is provided in the punched-out of the cooling fins.
Es versteht sich, dass in ein und demselben Wärmetauscher zum Teil Kühlmittelleitungen durch Kühlmittellanzen ersetzt sein können und gleichzeitig zusätzliche separate Bohrungen für weitere Kühlmittellanzen vorgesehen sein können.It is understood that in one and the same heat exchanger partly coolant lines can be replaced by coolant lances and at the same time additional separate holes can be provided for more refrigerant lances.
In einem weiteren wichtigen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks ist der Wärmetauscher durch eine Vielzahl von Mikrokanälen als Mikrokanalwärmetauscher ausgebildet. In dem Fall ist die Kühlmittellanze bevorzugt ein in Form von Löchern und / oder Schlitzen perforiertes Rohr, und ist insbesondere in Form eines Flachrohrs vorgesehen. Wie bereits erwähnt kann insbesondere dann, wenn das Kühlmittel eine bestimmte Reinheit haben muss, als Kühlmittellanze ein Filterschlauch vorgesehen sein, so dass das Kühlmittel vor dem Aufbringen auf die Wärmetauschfläche automatisch von bestimmten Verunreinigungen gereinigt wird.In a further important exemplary embodiment of a heat exchanger block according to the invention, the heat exchanger is formed by a multiplicity of microchannels as a microchannel heat exchanger. In that case, the coolant lance is preferably a tube perforated in the form of holes and / or slots, and is provided in particular in the form of a flat tube. As already mentioned, in particular when the coolant has to have a certain purity, a filter hose may be provided as the coolant lance, so that the coolant is automatically cleaned of certain impurities before it is applied to the heat exchange surface.
Für ganz spezielle Anwendungen kann ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock als ein Kombinationsblock aus dem lamellierten Wärmetauscher und dem Mikrokanalwärmetauscher gebildet sein. Das kann zum Beispiel dann sein, wenn mit ein und demselben Wärmetauscherblock an verschiedenen Orten unterschiedliche Bedingungen herrschen und / oder unterschiedliche Wärmeleistungen bereit gestellt werden müssen.For very specific applications, a heat exchanger block according to the invention may be formed as a combination block of the laminated heat exchanger and the microchannel heat exchanger. This may be the case, for example, if different conditions prevail at different locations with one and the same heat exchanger block and / or different heat outputs must be provided.
In an sich bekannte Weise kann selbstverständlich zur Erhöhung einer Wärmeübertragungsrate zwischen dem Wärmemittel und dem Transportfluidum zusätzlich eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Wärmetauschers, insbesondere ein Lüfter zur Erzeugung bzw. Verstärkung eines Gasstroms des Transportfluidums vorgesehen sein.In a manner known per se, of course, in order to increase a heat transfer rate between the heating medium and the transport fluid, a cooling device for cooling the heat exchanger, in particular a fan for generating or amplifying a gas flow of the transport fluid, may additionally be provided.
Zur Steuerung und / oder Regelung des Wärmetauscherblocks, kann vorteilhaft eine an sich bekannte Ansteuereinheit, insbesondere eine Ansteuereinheit mit einer Datenverarbeitungsanlage zur Ansteuerung einer Kühlmaschine und / oder einer Kühleinrichtung und / oder der Zufuhr des Kühlmittels über die Kühlmittellanze und / oder eines Betriebs- oder Zustandsparameters des Wärmemittels und / oder eines anderen Betriebsparameters des Wärmetauscherblocks vorgesehen sein.For controlling and / or regulating the heat exchanger block, advantageously a known control unit, in particular a control unit with a data processing system for controlling a cooling machine and / or a cooling device and / or the supply of the coolant via the coolant lance and / or an operating or state parameter the heating means and / or another operating parameter of the heat exchanger block may be provided.
Bevorzugt ist der Wärmetauscher und / oder der gesamte Wärmetauscherblock, aus einem Metall und / oder einer Metalllegierung gefertigt, insbesondere aus einem einzigen Metall oder einer einzigen Metalllegierung, insbesondere aus Edelstahl, im Speziellen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, und / oder aus einer Metallkombination, z.B. aus Aluminium und Kupfer gefertigt, wobei bevorzugt als Korrosionsschutz ein Opfermetall vorgesehen ist, und / oder wobei der Wärmetauscherblock zumindest teilweise mit einer Schutzschicht, insbesondere mit einer Korrosionsschutzschicht versehen ist.Preferably, the heat exchanger and / or the entire heat exchanger block, made of a metal and / or a metal alloy, in particular of a single metal or a single metal alloy, in particular stainless steel, in particular aluminum or made of a metal alloy, and / or made of a metal combination, for example of aluminum and copper, wherein a sacrificial metal is preferably provided as corrosion protection, and / or wherein the heat exchanger block is at least partially provided with a protective layer, in particular with a corrosion protection layer.
Ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock kann z.B. ein Kühler, ein Kondensator oder ein Verdampfer für eine mobile oder stationäre Heizungsanlage, Kühlanlage oder Klimaanlage ist, insbesondere eine Kühlervorrichtung für eine Maschine, eine Datenverarbeitungsanlage oder für ein Gebäude sein.A heat exchanger block according to the invention may e.g. is a cooler, a condenser or an evaporator for a mobile or stationary heating system, cooling system or air conditioning, in particular a cooler device for a machine, a data processing system or for a building.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Benetzung eines Wärmetauscherblocks umfassend einen zwischen einer Einströmfläche und einer Ausströmfläche angeordneten Wärmetauscher, so dass zum Austausch von Wärme zwischen einem Transportfluidum und einem den Wärmetauscher durchströmenden Wärmemittel das Transportfluidum über die Einströmfläche einer Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers zugeführt wird, mit der Wärmeaustauschfläche in strömenden Kontakt gebracht wird, und über die Ausströmfläche vom Wärmetauscher wieder weggeführt wird. Erfindungsgemäss wird am Wärmetauscherblock eine perforierte Kühlmittellanze vorgesehen, und ein Kühlmittel wird über die Kühlmittellanze zwischen zwei Wärmeaustauschflächen des Wärmetauschers eingebracht.The invention further relates to a method for wetting a heat exchanger block comprising a heat exchanger arranged between an inflow surface and an outflow surface so that the transport fluid is supplied via the inflow surface to a heat exchange surface of the heat exchanger for exchanging heat between a transport fluid and a heat medium flowing through the heat exchanger Heat exchange surface is brought into flowing contact, and is led away over the discharge surface of the heat exchanger again. According to the invention, a perforated coolant lance is provided on the heat exchanger block, and a coolant is introduced via the coolant lance between two heat exchange surfaces of the heat exchanger.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher ein lamellierter Wärmetauscher und / oder ein Mikrokanalwärmetauscher, und es wird eine Regulierung einer Benetzungsmenge des Kühlmittels vorgenommen, und wird bevorzugt durch Einstellung eines Arbeitsdrucks des Kühlmittels vorgenommen. Im Speziellen wird die Benetzung des Wärmetauschers mit Kühlmittel zur Reinigung und / oder zur Erhöhung der Kühlleistung des Wärmetauschers vorgenommen wird.In a preferred embodiment, the heat exchanger is a laminated heat exchanger and / or a microchannel heat exchanger, and a regulation of a wetting amount of the coolant is made, and is preferably carried out by adjusting a working pressure of the coolant. In particular, the wetting of the heat exchanger with coolant for cleaning and / or increasing the cooling capacity of the heat exchanger is made.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In a schematic representation:
Fig. 1 ein aus dem Stand der Technik bekannter lamellierterFig. 1 is a known from the prior art laminated
Wärmetauscher;Heat exchanger;
Fig. 2 der Wärmetauscher gemäss Fig. 1 im Schnitt;FIG. 2 shows the heat exchanger according to FIG. 1 in section; FIG.
Fig. 3 ein aus dem Stand der Technik bekannterFig. 3 is a known from the prior art
Microchannelwärmetauscher;Microchannel heat exchanger;
Fig. 4 ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock mit einem lamellierten Wärmetauscher;4 shows a heat exchanger block according to the invention with a laminated heat exchanger;
Fig. 5 der Wärmetauscher gemäss Fig. 4 im Schnitt;FIG. 5 shows the heat exchanger according to FIG. 4 in section; FIG.
Fig. 6 ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock mit einem6 shows a heat exchanger block according to the invention with a
Microchannelwärmetauscher;Microchannel heat exchanger;
Fig. 7 eine Kühlmittellanze in Form eines Flachrohrs.7 shows a coolant lance in the form of a flat tube.
Die Fig. 1 bis 3, die zwei aus dem Stand der Technik bekannte Wärmetauscher zeigen, wurden eingangs bereits ausführlich diskutiert und brauchen daher im folgenden nicht mehr gesondert betrachtet zu werden. Zur Erinnerung sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Merkmale erfindungsgemässer Ausführungsbeispiele mit Bezugszeichen versehen sind, die kein Hochkomma tragen, während die Bezugzeichen in den Fig. 1 bis Fig. 3, die bekannte Wärmetauscher zeigen, mit Hochkomma versehen sind.FIGS. 1 to 3, which show two heat exchangers known from the prior art, have already been discussed in detail at the beginning and therefore need not be considered separately in the following. As a reminder, it should again be pointed out that the features of exemplary embodiments according to the invention are provided with reference symbols which do not carry an apostrophe, whereas the reference symbols in FIGS. 1 to 3, which show known heat exchangers, are provided with apostrophes.
In Fig. 4 ist in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemässerIn Fig. 4 is a perspective view of an inventive
Wärmetauscherblock mit einem lamellierten Wärmetauscher schematisch dargestellt.Heat exchanger block with a laminated heat exchanger shown schematically.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist von dem erfindungsgemässen Wärmetauscherblock gemäss Fig. 4, der im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, nur ein lamellierter Wärmetauscher 4, 41 dargestellt. Es versteht sich, dass in der Praxis der Wärmetauscherblock 1 in der Regel in an sich bekannter Weise noch weitere Komponenten hat, wie zum Beispiel Lüfter, weitere Wärmetauscher 4, 41 , Sammelleitungen, sowie Zu- und Abfuhrleitungen für ein Wärmemittel 6, das den Wärmetauscher 4, 41 zum Austausch von Wärme durchströmt, usw..For reasons of clarity, only one laminated heat exchanger 4, 41 is represented by the heat exchanger block according to the invention according to FIG. 4, which is designated overall by the reference numeral 1 below. It is understood that in practice, the heat exchanger block 1 usually in a conventional manner has other components, such as fans, other heat exchangers 4, 41, manifolds, as well as supply and discharge lines for a heating means 6, the heat exchanger 4, 41 for the exchange of heat flows through, etc ..
Der erfindungsgemässe Wärmetauscherblock 1 gemäss Fig. 4 umfasst einen zwischen einer Einströmfläche 2 und einer Ausströmfläche 3 angeordneten Wärmetauscher 4, 41 , so dass zum Austausch von Wärme zwischen einem Transportfluidum 5 und einem den Wärmetauscher 4, 41 im Betriebszustand durchströmenden Wärmemittel 6, das Transportfluidum 5 über dieThe inventive heat exchanger block 1 according to FIG. 4 comprises a heat exchanger 4, 41 arranged between an inflow surface 2 and an outflow surface 3, so that the transport fluid 5 is exchanged for heat between a transport fluid 5 and a heat medium 6 flowing through the heat exchanger 4, 41 during operation about the
Einströmfläche 2 einer Wärmeaustauschfläche 7 des Wärmetauschers 4, 41 zuführbar ist, mit der Wärmeaustauschfläche 7 in strömenden Kontakt bringbar ist, und über die Ausströmfläche 3 vom Wärmetauscher 4, 41 wieder wegführbar ist. Dabei umfasst gemäss der vorliegenden Erfindung der Wärmetauscherblock 1 eine perforierte Kühlmittellanze 8, so dass ein Kühlmittel 9 über die Kühlmittellanze 8 zwischen zwei Wärmeaustauschflächen 7 des Wärmetauschers 4, 41 einbringbar ist. In dem speziellen Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist der Wärmetauscher 4 als lamellierter Wärmetauscher 41 ausgebildet. In an sich bekannter Weise sind, wie bereits eingangs bei der Diskussion des Standes der Technik ausführlich beschrieben, Kühlmittelleitungen 411 in Ausstanzungen 412 der Kühllamellen 413 vorgesehen.Inlet surface 2 of a heat exchange surface 7 of the heat exchanger 4, 41 can be fed, can be brought into flowing contact with the heat exchange surface 7, and on the outflow surface 3 from the heat exchanger 4, 41 is again wegführbar. According to the present invention, the heat exchanger block 1 comprises a perforated coolant lance 8, so that a coolant 9 can be introduced via the coolant lance 8 between two heat exchange surfaces 7 of the heat exchanger 4, 41. In the specific embodiment of FIG. 4, the heat exchanger 4 is formed as a laminated heat exchanger 41. In a manner known per se, as already described in detail in the discussion of the prior art, coolant lines 411 are provided in cutouts 412 of the cooling fins 413.
Der lamellierte Wärmetauscher 41 ist somit durch eine Vielzahl von Kühllamellen 413 gebildet, wodurch die Wärmeaustauschfläche 7 massiv erhöht wird. Im Betriebszustand fliesst durch die Kühlmittelleitungen 411 ein Wärmemittel 6, so dass das Wärmemittel 6 hauptsächlich über die Kühllamellen 413 mit der Umgebung, meist mit der Umgebungsluft 5 Wärme austauschen kann, indem die Umgebungsluft 5 als Transportfluidum 5 zum Transport der Wärme zum Beispiel mit Hilfe eines in Fig. 4 nicht dargestellten Lüfters in Richtung des Pfeils 5 durch den Wärmetauscher 41 transportiert wird.The laminated heat exchanger 41 is thus formed by a plurality of cooling fins 413, whereby the heat exchange surface 7 is massively increased. In the operating state flows through the coolant lines 411 a heating means 6, so that the heating means 6 mainly via the cooling fins 413 with the environment, usually with the ambient air 5 can exchange heat by the ambient air 5 as Transportfluidum 5 for transporting the heat, for example by means of a In Fig. 4 fan not shown in the direction of the arrow 5 is transported through the heat exchanger 41.
Im Beispiel der Fig. 4 sind nach einem vorgegebenen Schema ausgewählte Kühlmittelleitungen 411 aus ihren Ausstanzung 412 entfernt worden, bzw. bei der Herstellung des Wärmetauschers 41 erst gar nicht in die zugehörigen Ausstanzungen 412 eingesetzt worden. Stattdessen sind in diesen Ausstanzungen 412 der Kühllamellen 413 Kühlmittellanzen 8 vorgesehen worden, durch welche Kühlmittel 9, in der Praxis häufig Wasser 9, bevorzugt aber nicht notwendig entmineralsiertes Wasser 9, zwischen zwei Wärmeaustauschflächen 7 des lamellierten Wärmetauschers 41 einbringbar ist. Die Kragen 414, mit welchen ein vorgebbarer Abstand zwischen den Kühllamellen 413 einstellbar ist und durch die die Kühlmittelleitungen geführt sind, sind an den Austanzungen 412, durch die die Kühlmittellanzen geführt sind, ebenfalls entfernt worden bzw. bei der Herstellung des Wärmetauschers 41 erst gar nicht eingesetzt worden. Dadurch, dass auf die Kragen 414 an den Kühlmittellanzen 8 verzichtet wird, ist eine optimale Verteilung des Kühlmittels auf den Wärmeaustauschflächen 7 garantiert. Es versteht sich die Kühlmittellanzen 8 auch in einer separaten Bohrung zusätzlich zu den vorhandenen Kühlmittelleitungen 411 in der Kühllamelle 413 vorgesehen sein können. Das hat den grossen Vorteil, dass die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 41 durch das Vorhandensein der Kühlmittellanzen 8 praktisch nicht reduziert wird, da die Zahl derIn the example of FIG. 4 selected coolant lines 411 have been removed from their punched-412 according to a predetermined scheme, or even in the manufacture of the heat exchanger 41 not even in the associated punched 412 has been used. Instead, cooling lances 8 have been provided in these punched-out portions 412 of the cooling fins 413, through which coolant 9, in practice often water 9, but preferably not necessarily demineralized water 9, can be introduced between two heat exchange surfaces 7 of the laminated heat exchanger 41. The collar 414, with which a predeterminable distance between the cooling fins 413 is adjustable and through which the coolant lines are guided, have also been removed from the expansions 412, through which the coolant lances are guided, or not at all during the production of the heat exchanger 41 been used. Because the collars 414 on the coolant lances 8 are dispensed with, an optimal distribution of the coolant on the heat exchange surfaces 7 is guaranteed. It goes without saying that the coolant lances 8 can also be provided in a separate bore in addition to the existing coolant lines 411 in the cooling lamella 413. This has the great advantage that the heat exchange performance of the heat exchanger 41 is practically not reduced by the presence of the coolant lances 8, since the number of
Kühlmittelleitungen 411 durch das Vorhandensein der Kühlmittellanzen 8 in der Packung der Kühllamellen 413 unverändert bleibt.Coolant lines 411 by the presence of the coolant lances 8 in the package of the cooling fins 413 remains unchanged.
Zur Verdeutlichung der Konstruktion des Wärmetauschers 41 gemäss Fig. 4 ist in Fig. 5 noch ein Ausschnitt einer Draufsicht aus Richtung R, wie in Fig. 4 definiert, auf den Wärmetauscher 41 schematisch dargestellt. Wichtig zu bemerken ist, dass an den Austanzungen 412, durch die die Kühlmittellanzen 8 durch die Kühllamellen 413 geführt sind, die Kragen 414 fehlen, während an den Austanzungen 412, durch die die Kühlmittelleitungen 411 geführt sind, die Kragen 414 auch bei dem erfindungsgemässen Wärmetauscherblock 1 noch vorhanden sind, wodurch gewährleistet wird, dass die Kühllamellen 413 einen definierten Abstand d einhalten.In order to clarify the construction of the heat exchanger 41 according to FIG. 4, a detail of a plan view from the direction R, as defined in FIG. 4, is shown schematically on the heat exchanger 41 in FIG. It is important to note that the collars 414 are missing from the bushings 412, through which the coolant lances 8 pass through the cooling fins 413, while the collars 414 are also missing in the heat exchanger block according to the invention at the bushings 412, through which the coolant lines 411 are guided 1 are still present, thereby ensuring that the cooling fins 413 comply with a defined distance d.
Anhand der Fig. 5 ist sehr schön zu erkennen, wie durch die Verwendung der Kühlmittellanzen 8 das Kühlmittel 9 optimal zwischen zwei Wärmeaustauschflächen 7 des Wärmetauschers 41 einbringbar und verteilbar ist.It can be seen very clearly from FIG. 5 how, by using the coolant lances 8, the coolant 9 can be optimally introduced and distributed between two heat exchange surfaces 7 of the heat exchanger 41.
In Fig. 6 ist ein weiteres sehr wichtiges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks 1 teilweise und in perspektivischer Darstellung schematisch dargestellt. Der Wärmetauscher 4 gemäss Fig. 6 ist durch eine Vielzahl von Mikrokanälen 421 als Mikrokanalwärmetauscher 42, wie erwähnt als auch6, another very important embodiment of a heat exchanger block 1 according to the invention is shown partially and in perspective view schematically. The heat exchanger 4 according to FIG. 6 is characterized by a multiplicity of microchannels 421 as microchannel heat exchanger 42, as mentioned as well
Microchannelwärmetauscher 42 bezeichnet, ausgebildet. Anstatt kleiner Rohre werden, wie eingangs erläutert, beim Microchannelwärmetauscher 42 Aluminiumstrangpressprofile verwendet, die sehr viele kleine Kanäle mit einem Durchmesser von z.B. etwa 1 mm haben. Der Wärmetauscherblock 1 der Fig. 6 ist im Prinzip ein solcher an sich bekannter MicroChannel Wärmetauscherblock 1 , wobei sich der in Fig. 6 dargestellte erfindungsgemässe Wärmetauscherblock 1 durch die bekannten Wärmetauscherblöcke V, wie zum Beispiel in Fig. 3 gezeigt, dadurch unterscheidet, dass hier eine in Form eines Flachrohrs 8 ausgestaltete perforierte Kühlmittellanze 8 vorhanden ist, während diese im Stand der Technik bisher unbekannt war.Microchannel heat exchanger 42 referred formed. Instead of small tubes, as explained above, the microchannel heat exchanger 42 uses extruded aluminum sections which have very many small channels with a diameter of, for example, about 1 mm. The heat exchanger block 1 of FIG. 6 is in principle such a per se known MicroChannel heat exchanger block 1, wherein the inventive heat exchanger block 1 shown in Fig. 6 by the known heat exchanger blocks V, as shown for example in Fig. 3, differs in that here there is a perforated coolant lance 8 in the form of a flat tube 8, whereas in the prior art it was previously unknown.
Der MicroChannel Wärmetauscherblock 1 der Fig. 6 ist in an sich bekannter Weise durch zwei oder mehr an sich bekannte Wärmetauscher 42 in Form von Strangpressprofilen 42 gebildet. Gegenüberliegende Strangpressprofile 42 der Fig. 6 sind bevorzugt mit einer wellenförmig ausgebildeten Kühllamelle 413 in Wärmekontakt, so dass das Wärmemittel 6, das durch die Mikrokanäle 421 befördert wird, sein Wärme mit dem Transportfluidum 5, bevorzugt Luft 5, die zum Beispiel mit einem nicht dargestellten Lüfter in Richtung der Pfeile 5 durch den Wärmetauscherblock 1 befördert wird, besser austauschen kann.The MicroChannel heat exchanger block 1 of FIG. 6 is formed in a manner known per se by two or more known heat exchangers 42 in the form of extruded profiles 42. Opposite extruded profiles 42 of FIG. 6 are preferably in thermal contact with a corrugated cooling fin 413 so that the heat medium 6 carried by the microchannels 421 will be heat with the transport fluid 5, preferably air 5, for example, with a non-illustrated Fan is transported in the direction of the arrows 5 through the heat exchanger block 1, can exchange better.
In der Praxis kann dabei ein Wärmetauscherblock 1 , je nach geforderter Wärmeleistung, bereits mit nur einem Paar von Strangpressprofilen 42 als zentrales Wärmeaustauschelement auskommen. Um höhere Wärmeübertragungsleistungen zu erzielen können selbstverständlich in einem einzigen Wärmetauscherblock 1 auch mehrere Strangpressprofile 42 gleichzeitig vorgesehen werden, die in geeigneten Kombinationen zum Beispiel über Zu- und Ableitungen miteinander verbunden, z.B. miteinander verlötet werden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 6 nicht dargestellt ist. Im Wärmetauscherblock 1 der Fig. 6 ist als Kühlmittellanze 8 ein in Form von Löchern 81 und / oder Schlitzen 81 perforiertes Flachrohr 8 vorgesehen, das wie dargestellt zwischen zwei Strangpressprofile eingeschoben ist, so dass Kühlmittel aus dem Flachrohr 8 auf die Wärmeaustauschflächen 7, die wellenförmig zwischen zwei gegenüberliegenden Strangpressprofilen 42 angeordnet sind, aufgebracht werden kann.In practice, a heat exchanger block 1, depending on the required heat output, can already manage with only one pair of extruded profiles 42 as a central heat exchange element. In order to achieve higher heat transfer rates, it is of course also possible to provide a plurality of extruded profiles 42 simultaneously in a single heat exchanger block 1, which are connected to each other in suitable combinations, for example via inlets and outlets, for example soldered together, which is not shown in FIG. 6 for reasons of clarity is. In the heat exchanger block 1 of FIG. 6 is provided as a coolant lance 8 in the form of holes 81 and / or slots 81 perforated flat tube 8, which is inserted as shown between two extruded profiles, so that coolant from the flat tube 8 on the heat exchange surfaces 7, the wavy are arranged between two opposite extruded profiles 42, can be applied.
Zur Verdeutlichung ist ein solches perforiertes Flachrohr 8 in Fig. 7 nochmals separat dargestellt. Da Flachrohr ist an der Seite, die den Wärmeaustauschflächen des Wärmeaustauschblocks 1 im Einbauzustand zugewandt ist, mit einer Vielzahl von Perforationen, also Löchern oderFor clarification, such a perforated flat tube 8 is again shown separately in FIG. Since flat tube is at the side facing the heat exchange surfaces of the heat exchange block 1 in the installed state, with a plurality of perforations, so holes or
Schlitzen versehen, so dass das Kühlmittel 9 im Betriebszustand optimal auf die Wärmeaustauschflächen aufbringbar ist.Slots provided so that the coolant 9 can be optimally applied to the heat exchange surfaces in the operating state.
Es versteht sich, dass in bestimmten Fällen anstelle von perforierten Flachrohren 8 auch perforierte Rundrohre 8, perforierte Schläuche 8 oder aber auch Filterschläuche 8, insbesondere Schwitzschläuche 8, oder jede andre Kühlmittellanze 8 vorteilhaft bei einem erfindungsgemässen Wärmetauscherblock 1 , auch wenn der Wärmetauscherblock 1 aus Microchannelwärmetauschern 42 aufgebaut ist, eingesetzt werden kann.It is understood that in certain cases instead of perforated flat tubes 8 and perforated round tubes 8, perforated tubes 8 or filter tubes 8, especially Schwitzschläuche 8, or any other coolant lance 8 advantageous in a heat exchanger block 1 according to the invention, even if the heat exchanger block 1 from Microchannelwärmetauschern 42 is constructed, can be used.
Es versteht sich, dass die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich exemplarisch zu verstehend sind. Das heisst, die Erfindung ist nicht allein auf die beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind alle geeigneten Kombinationen der vorgestellten speziellen Ausführungsformen durch die Erfindung ebenfalls abgedeckt. It is understood that the embodiments described in the context of this application are to be understood as exemplary only. That is, the invention is not limited solely to the specific embodiments described. In particular, all suitable combinations of the specific embodiments presented are also covered by the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Wärmetauscherblock umfassend einen zwischen einer Einströmfläche (2) und einer Ausströmfläche (3) angeordneten Wärmetauscher (4, 41 , 42), so dass zum Austausch von Wärme zwischen einem Transportfluidum (5) und einem den Wärmetauscher (4, 41 , 42) im Betriebszustand durchströmenden Wärmemittel (6), das Transportfluidum (5) über die Einströmfläche (2) einer Wärmeaustauschfläche (7) des Wärmetauschers (4, 41 , 42) zuführbar ist, mit der Wärmeaustauschfläche (7) in strömenden Kontakt bringbar ist, und über die Ausströmfläche (3) vom Wärmetauscher (4, 41 , 42) wieder wegführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der1 . A heat exchanger block comprising a heat exchanger (4, 41, 42) arranged between an inflow surface (2) and an outflow surface (3) so as to exchange heat between a transport fluid (5) and the heat exchanger (4, 41, 42) in the operating state flowing through the heat medium (6), the Transportfluidum (5) via the inflow surface (2) of a heat exchange surface (7) of the heat exchanger (4, 41, 42) can be fed, with the heat exchange surface (7) can be brought into flowing contact, and the outflow surface (3) from the heat exchanger (4, 41, 42) is again wegführbar, characterized in that the
Wärmetauscherblock eine perforierte Kühlmittellanze (8) umfasst, so dass ein Kühlmittel (9) über die Kühlmittellanze (8) zwischen zwei Wärmeaustauschflächen (7) des Wärmetauschers (4, 41 , 42) einbringbar ist.Heat exchanger block comprises a perforated coolant lance (8), so that a coolant (9) via the coolant lance (8) between two heat exchange surfaces (7) of the heat exchanger (4, 41, 42) can be introduced.
2. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1 , wobei der Wärmetauscher (4) als lamellierter Wärmetauscher (41 ) ausgebildet ist, wobei eine Kühlmittelleitung (41 1 ) in einer Ausstanzung (412) einer Kühllamelle (413) vorgesehen ist.2. Heat exchanger block according to claim 1, wherein the heat exchanger (4) as a laminated heat exchanger (41) is formed, wherein a coolant line (41 1) in a punched-out (412) of a cooling fin (413) is provided.
3. Wärmetauscherblock nach Anspruch 2, wobei die Kühlmittellanze (8) in einer separaten Bohrung in der Kühllamelle (413) vorgesehen ist.3. Heat exchanger block according to claim 2, wherein the coolant lance (8) is provided in a separate bore in the cooling fin (413).
4. Wärmetauscherblock nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Kühlmittelleitung (41 1 ) entfernt ist und die Kühlmittellanze (8) in der Ausstanzung (412) der Kühllamellen (413) vorgesehen ist.4. heat exchanger block according to claim 2 or 3, wherein a coolant line (41 1) is removed and the coolant lance (8) in the punched-out (412) of the cooling fins (413) is provided.
5. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1 , wobei der Wärmetauscher (4) durch eine Vielzahl von Mikrokanälen (421 ) als Mikrokanalwärmetauscher5. Heat exchanger block according to claim 1, wherein the heat exchanger (4) through a plurality of microchannels (421) as a microchannel heat exchanger
(42) ausgebildet ist. (42) is formed.
6. Wärmetauscherblock nach Anspruch 5, wobei als Kühlmittellanze (8) ein in Form von Löchern (81 ) und / oder Schlitzen (81 ) perforiertes Rohr (8), insbesondere Flachrohr (8) vorgesehen ist.6. heat exchanger block according to claim 5, wherein as the coolant lance (8) in the form of holes (81) and / or slots (81) perforated tube (8), in particular flat tube (8) is provided.
7. Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Kühlmittellanze (8) ein Filterschlauch vorgesehen ist.7. heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein a filter tube is provided as a coolant lance (8).
8. Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscherblock als ein Kombinationsblock aus dem lamellierten Wärmetauscher (41 ) und dem Mikrokanalwärmetauscher (42) gebildet ist.8. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger block is formed as a combination block of the laminated heat exchanger (41) and the microchannel heat exchanger (42).
9. Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Erhöhung einer Wärmeübertragungsrate zwischen dem Wärmemittel9. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein to increase a heat transfer rate between the heating means
(6) und dem Transportfluidum (5) eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Wärmetauschers (4, 41 , 42), insbesondere ein Lüfter zur Erzeugung eines Gasstroms vorgesehen ist.(6) and the transport fluid (5) a cooling device for cooling the heat exchanger (4, 41, 42), in particular a fan for generating a gas flow is provided.
10. Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Steuerung und / oder Regelung des Wärmetauscherblocks, eine10. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein for controlling and / or regulating the heat exchanger block, a
Ansteuereinheit, insbesondere eine Ansteuereinheit mit einer Datenverarbeitungsanlage zur Ansteuerung einer Kühlmaschine und / oder einer Kühleinrichtung und / oder der Zufuhr des Kühlmittels (9) über die Kühlmittellanze (8) und / oder eines Betriebs- oder Zustandsparameters des Wärmemittels (6) und / oder eines anderenControl unit, in particular a control unit with a data processing system for controlling a cooling machine and / or a cooling device and / or the supply of the coolant (9) via the coolant lance (8) and / or an operating or state parameter of the heating means (6) and / or a other
Betriebsparameters des Wärmetauscherblocks vorgesehen ist.Operating parameters of the heat exchanger block is provided.
1 1 . Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (4, 41 , 42) und / oder der gesamte Wärmetauscherblock, aus einem Metall und / oder einer Metalllegierung gefertigt ist, insbesondere aus einem einzigen Metall oder einer einzigen1 1. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (4, 41, 42) and / or the entire heat exchanger block is made of a metal and / or a metal alloy, in particular of a single metal or a single
Metalllegierung, insbesondere aus Edelstahl, im Speziellen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, und / oder aus einer Metallkombination, z.B. aus Aluminium und Kupfer gefertigt wobei bevorzugt als Korrosionsschutz ein Opfermetall vorgesehen ist, und / oder wobei der Wärmetauscherblock zumindest teilweise mit einer Schutzschicht, insbesondere mit einer Korrosionsschutzschicht versehen ist.Metal alloy, in particular made of stainless steel, in particular made of aluminum or an aluminum alloy, and / or from a Metal combination, for example made of aluminum and copper is preferably provided as a corrosion protection sacrificial metal, and / or wherein the heat exchanger block is at least partially provided with a protective layer, in particular with a corrosion protection layer.
12. Wärmetauscherblock nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscherblock ein Kühler, ein Kondensator oder ein Verdampfer für eine mobile oder stationäre Heizungsanlage, Kühlanlage oder Klimaanlage ist, insbesondere eine Kühlervorrichtung für eine Maschine, eine Datenverarbeitungsanlage oder für ein Gebäude ist.12. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger block is a cooler, a condenser or an evaporator for a mobile or stationary heating system, cooling system or air conditioning, in particular a cooler device for a machine, a data processing system or for a building.
13. Verfahren zur Benetzung eines Wärmetauscherblocks (1 ) umfassend einen zwischen einer Einströmfläche (2) und einer Ausströmfläche (3) angeordneten Wärmetauscher (4, 41 , 42), so dass zum Austausch von Wärme zwischen einem Transportfluidum (5) und einem den Wärmetauscher (4, 41 , 42) durchströmenden Wärmemittel (6) das13. A method for wetting a heat exchanger block (1) comprising a heat exchanger (4, 41, 42) arranged between an inflow surface (2) and an outflow surface (3), such that for exchanging heat between a transport fluid (5) and the heat exchanger (4, 41, 42) flowing through the heating means (6)
Transportfluidum (5) über die Einströmfläche (2) einer Wärmeaustauschfläche (7) des Wärmetauschers (4, 41 , 42) zugeführt wird, mit der Wärmeaustauschfläche (7) in strömenden Kontakt gebracht wird, und über die Ausströmfläche (3) vom Wärmetauscher (4, 41 , 42) wieder weggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass amTransport fluid (5) via the inflow surface (2) of a heat exchange surface (7) of the heat exchanger (4, 41, 42) is supplied with the heat exchange surface (7) is brought into flowing contact, and via the outflow surface (3) from the heat exchanger (4 , 41, 42) is led away again, characterized in that on
Wärmetauscherblock (1 ) eine perforierte Kühlmittellanze (8) vorgesehen wird, und ein Kühlmittel (9) über die Kühlmittellanze (8) zwischen zwei Wärmeaustauschflächen (7) des Wärmetauschers (4, 41 , 42) eingebracht wird.Heat exchanger block (1) a perforated coolant lance (8) is provided, and a coolant (9) via the coolant lance (8) between two heat exchange surfaces (7) of the heat exchanger (4, 41, 42) is introduced.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Wärmetauscher (4) ein lamellierter Wärmetauscher (41 ) und / oder ein Mikrokanalwärmetauscher (42) ist, und eine Regulierung einer Benetzungsmenge des Kühlmittels (9) vorgenommen wird, bevorzugt durch Einstellung eines Arbeitsdrucks des Kühlmittels (9) vorgenommen wird.14. The method of claim 13, wherein the heat exchanger (4) is a laminated heat exchanger (41) and / or a microchannel heat exchanger (42), and a regulation of a wetting amount of the coolant (9). is made, preferably by adjusting a working pressure of the coolant (9) is made.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Benetzung des15. The method according to claim 13 or 14, wherein the wetting of the
Wärmetauschers (4, 41 , 42) mit Kühlmittel (9) zur Reinigung und / oder zur Erhöhung der Kühlleistung des Wärmetauschers (4, 41 , 42) vorgenommen wird. Heat exchanger (4, 41, 42) with coolant (9) for cleaning and / or increasing the cooling capacity of the heat exchanger (4, 41, 42) is made.
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