CH394553A

CH394553A - Heat exchangers for heating air, in particular for the passenger compartment of motor vehicles

Info

Publication number: CH394553A
Application number: CH895460A
Authority: CH
Inventors: Ernst Dr Techn Fiala
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1960-08-08
Filing date: 1960-08-08
Publication date: 1965-06-30

Description

  

      Wärmeaustauscher    zur     Luftaufheizung,     insbesondere für den Fahrgastraum von     Kraftfahrzeugen       Die     Erfindung    betrifft einen     Wärmeaustauscher     zur     Luftaufheizung,    insbesondere für den Fahrgast  raum von Kraftfahrzeugen, mit von der Luft     beauf-          schlagten,    wasserdurchströmten Rohr- oder Spalt  bündeln, die an ihren beiden Kopfenden in je einen  Wasserkasten münden.  



       Wärmeaustauscher,    die vom wärmeabgebenden  Medium, beispielsweise Wasser, von der einen zur  anderen Seite durchströmt werden, haben eine vom  Zulauf nach dem Ablauf fallende Oberflächentem  peratur. Dementsprechend ist auch die Lufterwär  mung an der Oberfläche des     Wärmeaustauschers     ungleichmässig.

   Zur     Vergleichmässigung    der Lufter  wärmung wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass  ein Wasserkasten mindestens mit einem     Zufluss-          stutzen    und einem     Abflussstutzen    für das wärme  abgebende Wasser und mit mindestens einer das  zuströmende und abströmende Wasser trennenden       Schottwand    versehen ist, die so im Wasserkasten  angeordnet ist, dass ein in Strömungsrichtung des  Wassers grösser werdender     Strömungsquerschnitt    er  reicht wird, wodurch das wärmeabgebende Wasser  im Zustand höherer Temperatur gezwungen wird,  schneller zu fliessen als im Zustand tieferer Tempe  ratur,

   so dass in jedem Rohr- oder Spaltbündel des  Wärmetauschers eine ungefähr gleiche nach aussen  abgegebene Wärmemenge erzielt wird.  



  Durch die     erfindungsgemässe    Ausgestaltung des  Wasserkastens des     Wärmeaustauschers    ist eine weit  gehend gleichmässige     Luftaufheizung    über den gesam  ten     Wärmeaustauscher    erreicht. Dadurch, dass das  wärmeabgebende Mittel gezwungen wird, im Zustand  höherer Temperatur schneller zu fliessen als im Zu-    stand tieferer Temperatur, ist in jedem Bereich des       Wärmeaustauschers    eine ungefähr gleiche, nach aus  sen abgegebene Wärmemenge garantiert.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.  Die Abbildung zeigt einen     Rohrbündelwärmeaus-          tauscher    mit zwei     Rohrbündeln    1 und 2, die von der  aufzuheizenden Luft     beaufschlagt    werden. Die beiden  Rohrbündel 1, 2 münden an ihren Kopfenden in je  einen Wasserkasten 3, 4. Anstelle der Rohrbündel  können auch     Lamellenpakete    eingebaut werden, die  ebenfalls zwischen den beiden Wasserkästen 3 und 4       Durchflusskanäle    für das Wasser bilden. Der Wasser  kasten 3 ist durch die     Schottwand    5 in zwei Teil  räume 6, 7 unterteilt.

   Am Teilraum 6 sind der Ein  trittsstutzen 8 und am Teilraum 7 der     Austrittsstutzen     9 angeschlossen.  



  Das z. B. vom Fahrzeugmotor aufgeheizte Wasser  tritt gemäss Pfeil 10 über den Eintrittsstutzen 8 in  den Teilraum 6 des Wasserkastens 3 ein und fliesst  dann durch das untere Rohrbündel 1 gemäss den       Pfeilen    11 in den gegenüberliegenden Wasserkasten 4,  in dem es nach Pfeil 12 in seiner Strömungsrichtung  um 180 Grad umgelenkt wird. Es durchströmt dann  das Rohrbündel 2 entsprechend den Pfeilen 13, um  anschliessend in den zweiten Teilraum 7 des Wasser  kastens 3 zu gelangen, den es über den Austrittsstutzen  9 gemäss Pfeil 14 verlässt.  



  Da der Teilraum 6 der Wasserkastens 3 senkrecht  zur Längsrichtung der Rohrbündel eine geringere  Länge als der Teilraum 7 aufweist, muss das Rohr  bündel 1 entsprechend kleiner sein, d. h. der Strö  mungsquerschnitt des Rohrbündels 1 ist geringer als      der des Rohrbündels 2. Die     Durchströmgeschwindig-          keit    des Wassers durch die Rohre des Rohrbündels 1  ist demnach aufgrund der Tatsache, dass durch alle  Strömungsquerschnitte die gleiche Wassermenge     flies-          sen    muss, grösser als die     Durchströmgeschwindigkeit     des Wassers im Rohrbündel 2.

   Die an sich höhere  Wärmeabgabe im Bereich des Rohrbündels 1 auf  grund der höheren Temperatur des     Wärmeübertra-          gungsmittels    im Rohrbündel 1 wird durch die höhere  Geschwindigkeit, d. h. durch die kürzere     Verweilungs-          zeit    des Mediums im Rohrbündel 1     herabgesetzt,     gleichzeitig wird die an sich geringere Wärmeabgabe  im Rohrbündel 2 aufgrund der relativ tieferen Tem  peratur durch die grössere     Verweilungszeit    des Me  diums im Rohrbündel 2 erhöht, so dass insgesamt  eine nahezu gleiche Wärmeabgabe in den Bereichen  der Rohrbündel 1 und 2 erzielt wird.  



  Es wäre natürlich auch möglich, anstelle von nur  zwei Rohrbündeln mehrere Rohrbündel vorzusehen,  wobei dann entsprechend mehrere     Schottwände    und  mehrere Zu- bzw. Abflussstutzen vorgesehen sein  könnten. So könnte z. B. das in der Abbildung mit  1 bezeichnete Rohrbündel in zwei Teile aufgeteilt  werden, die beidseits des Rohrbündels 2 angeordnet  sind.     In    diesem Fall wären dann zwei     Schottwände    5  und zwei     Zuflussstutzen    8 aber nur ein Abflussstutzen  9 notwendig.



      Heat exchanger for air heating, in particular for the passenger compartment of motor vehicles The invention relates to a heat exchanger for air heating, in particular for the passenger compartment of motor vehicles, with a pipe or gap through which the air flows and through which water flows, each of which is placed in a water tank at both ends flow out.



       Heat exchangers through which the heat-emitting medium, for example water, flows from one side to the other, have a surface temperature that falls from the inlet to the outlet. Accordingly, the air heating on the surface of the heat exchanger is also uneven.

   To even out the air warming, it is proposed according to the invention that a water tank is provided with at least one inlet connection and one outlet connection for the heat-emitting water and with at least one bulkhead separating the inflowing and outflowing water, which is arranged in the water tank so that an in Direction of flow of the water, the flow cross-section becomes larger, whereby the heat-emitting water is forced to flow faster in a state of higher temperature than in a state of lower temperature,

   so that an approximately equal amount of heat released to the outside is achieved in each tube or gap bundle of the heat exchanger.



  The inventive design of the water tank of the heat exchanger a largely uniform air heating over the total th heat exchanger is achieved. Because the heat-emitting agent is forced to flow faster in the state of higher temperature than in the state of lower temperature, approximately the same amount of heat emitted to the outside is guaranteed in every area of the heat exchanger.



  An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing. The figure shows a tube bundle heat exchanger with two tube bundles 1 and 2 to which the air to be heated is applied. The two tube bundles 1, 2 open at their head ends into a water tank 3, 4. Instead of the tube bundles, lamella packs can also be installed, which also form flow channels for the water between the two water tanks 3 and 4. The water tank 3 is divided by the bulkhead 5 into two sub-spaces 6, 7.

   At the subspace 6, the inlet port 8 and the subspace 7 of the outlet port 9 are connected.



  The Z. B. from the vehicle engine heated water enters according to arrow 10 via the inlet port 8 in the subspace 6 of the water tank 3 and then flows through the lower tube bundle 1 according to the arrows 11 in the opposite water tank 4, in which it is according to arrow 12 in its flow direction Is deflected 180 degrees. It then flows through the tube bundle 2 according to the arrows 13 in order to then get into the second compartment 7 of the water box 3, which it leaves via the outlet connection 9 according to the arrow 14.



  Since the subspace 6 of the water tank 3 perpendicular to the longitudinal direction of the tube bundle has a shorter length than the subspace 7, the tube bundle 1 must be correspondingly smaller, ie. H. The flow cross-section of tube bundle 1 is smaller than that of tube bundle 2. The flow speed of the water through the tubes of tube bundle 1 is therefore greater than the flow speed of the water due to the fact that the same amount of water must flow through all flow cross-sections in the tube bundle 2.

   The actually higher heat dissipation in the region of the tube bundle 1 due to the higher temperature of the heat transfer medium in the tube bundle 1 is caused by the higher speed, i.e. H. reduced by the shorter dwell time of the medium in the tube bundle 1, at the same time the lower heat output in the tube bundle 2 due to the relatively lower temperature is increased by the longer dwell time of the medium in the tube bundle 2, so that overall almost the same heat output in the Areas of the tube bundle 1 and 2 is achieved.



  It would of course also be possible to provide several tube bundles instead of only two tube bundles, in which case several bulkheads and several inflow and outflow nozzles could be provided accordingly. So could z. B. in the figure with 1 designated tube bundle can be divided into two parts, which are arranged on both sides of the tube bundle 2. In this case, two bulkheads 5 and two inflow nozzles 8, but only one outflow nozzle 9, would then be necessary.

Claims

PATENT CLAIM Heat exchangers for air heating, in particular for the passenger compartment of motor vehicles, with air-loaded, water-flowed tube or gap bundles, each of which ends in a water tank, characterized in that a water tank (3) has at least one inlet connection (8) and a drain connection (9) for the heat emitting water and with at least one of the inflowing and outflowing water separating the bulkhead (5) is provided, which is arranged in the water box (3),

that a flow cross-section that increases in the direction of flow of the water is achieved, whereby the heat-emitting water is forced to flow faster in the state of higher temperature than in the state of lower temperature, so that in each tube or gap bundle of the heat exchanger an approximately equal amount of heat is released to the outside is achieved. SUBClaims 1. Heat exchanger according to claim, characterized in that the bulkhead (5) is installed so that the cross section for the return flow is approximately 1.3 times the cross section for the outward flow of the water.

2. Heat exchanger according to claim, characterized in that the bulkhead is arranged horizontally. 3. Heat exchanger according to claim, characterized in that the bulkhead is arranged vertically.