CN107110609A - 具有用于热交换器的相变材料的储存器的管 - Google Patents

具有用于热交换器的相变材料的储存器的管 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有用于热交换器的热交换束(100)的相变材料的储存器的管(1)，所述具有相变材料的储存器的管(1)，包括：‑两个流动板(3)，其构造成以流体密封的方式相互组装并形成至少一个管道(31)，其中第一传热流体在所述流动板(3)之间流动，‑至少一个包括腔(51)的储存器板(5)，所述储存器板(5)构造成使得其可以流体密封的方式组装在两个流动板(3)之一的外表面上，以便封闭所述腔(51)并形成用于相变材料的壳体，所述腔(51)从储存器板(5)的外表面突出，使得第二传热流体可以在所述腔(51)之间循环。

Description

具有用于热交换器的相变材料的储存器的管
技术领域
本发明涉及具有用于热交换器的热交换束的相变材料的储存器的管，特别地在机动车辆中的热控制领域中。
背景技术
热交换器通常包括由包含第一传热流体的板形成的平行管束，所述第一传热流体为例如在空调回路蒸发器的情况下的冷却剂流体。第二传热流体还穿过所述管束，例如用于乘客室的空气流动，扫过所述管，其表面区域通过在所述管之间加入干扰或中间元件而增加，优化热交换。
已知向这些热交换器提供与用于循环第一传热流体的管束相关联的相变材料的储存器。在空调回路的蒸发器的情况下，例如，这种交换能够使车辆的乘客室的冷却维持一给定时间，特别是当车辆的发动机停止且更长时间地驱动使冷却剂流体循环的压缩机时，特别是在设置有用于在车辆短暂停止期间自动停止发动机的系统的车辆中。在发动机停止的这些时期，相变材料从通过蒸发器的空气中捕获热能，以使其冷却。
因此，具体地，已知一种车辆空调回路蒸发器，其包括：热交换束，该热交换束包括用于使冷却剂流体循环的一组管；存储与所述管接触的相变材料的储存器；以及设置在所述管和冷藏储存器之间的空气通道，特别是在后者之间形成的突起和凹陷。在这种交换器中，其中冷却剂流体循环的管和相变材料的储存器之间的热传递一方面由于存在在每个管的大面积上延伸的所述突起和凹陷另一方面由涉及与将热量从所述管传递到储存器的材料的厚度而减少。事实上，后者的厚度包括所述管的壁和所述储存器的壁。
发明内容
本发明的一个目的是要至少部分地补救现有技术的缺陷，并提出一种具有相变材料的储存器的管，其被改进用于更有效地用在热交换器的热交换束中。
因此，本发明涉及一种具有用于热交换器的热交换束的相变材料的储存器的管，所述具有相变材料的储存器的管，包括：
-两个流动板，其构造成以流体密封的方式相互组装并形成至少一个管道，其中第一传热流体在所述流动板之间流动，
-包括腔的至少一个储存器板，所述储存器板被构造成使得其能够以流体密封的方式组装在两个流动板之一的外表面上，以便封闭所述腔并形成用于所述相变材料的壳体，所述腔从储存器板的外表面突出，使得第二传热流体可以在所述腔之间循环。
因此，仅一些不同类型的板用来制作具有相变材料的储存器的管，即两个循环板和至少一个储存器板。这使得可以将制造限制在这两个类型的板，这可以节省制作成本。此外，这种减少的板类型的数目简化了组装。
具有相变材料的储存器的管的另外的优点是相变材料与循环板直接接触，这促进并改善了第一传热流体和相变材料之间的热能量的交换。
根据本发明的一个方面，具有相变材料的储存器的管在其与第二传热流体接触的外表面之一上包括单个的储存器板。
根据本发明的另一方面，所述管在其与第二传热流体接触的每个外表面上包括具有相变材料的储存器的存储器板。
根据本发明的另一方面，具有相变材料的储存器的管包括用于填充两个储存器板的突出腔的公共孔口。
根据本发明的另一方面，突出腔是圆顶形的。
根据本发明的另一方面，突出腔具有围绕储存器板的纵向轴线的“V”分布。
根据本发明的另一方面，突出腔的顶部是平坦的，以便与在热交换束中面向其的换热管接触。
根据本发明的另一方面，循环板是相同的。
根据本发明的另一方面，至少一个循环板包括用于存储相变材料的中空部。
根据本发明的另一方面，每个中空部与另一个循环板接触。
根据本发明的另一方面，所述中空部被布置成梅花形(quincunx)。
本发明还涉及一种用于热交换器的热交换束，包括具有如上所述的相变材料的储存器的至少一个管。
本发明还涉及一种包括至少一个如上所述的热交换束的热交换器。
附图说明
在阅读以下通过非限制性的说明性示例给出的描述和从附图中，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：
-图1是具有相变材料的储存器的管的示意性分解透视图；
-图2是当组装时来自图1的具有相变材料的储存器的管的示意性透视图；
-图3是根据一个具体实施例的具有相变材料的储存器的管的示意性透视图；
-图4是具有相变材料的储存器的管的一部分的示意性截面图；
-图5是根据另一实施例的具有相变材料的储存器的管的一部分的示意性截面图；
-图6是根据图5实施例的具有相变材料的储存器的管的示意性透视图；
-图7是热交换束中的管组件的示意透视图；
-图8是热交换器束的示意图。
在各图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
如图1所示，具有相变材料的储存器的管1包括两个循环板3和至少一个储存器板5。
这两个循环板3被构造成以流体密封的方式彼此组装并且形成至少一个管道31，其中第一传热流体在循环板3之间循环。两个循环板3优选地是相同的并相对于彼此设置成“镜像”构造，这使得可以仅制作一个类型的循环板3，因此可以实现制作节省。
对于其而言，对于其的至少一个储存器板5包括腔51，并且构造成以流体密封的方式组装到两个循环板3中的一个的外表面，以便封闭腔51并形成用于相变材料的壳体。这些腔51在储存器板5的外表面上突出，使得第二传热流体，例如空气流，可以在所述腔51之间循环。
只有两种不同类型的板用于制作具有相变材料的储存器的管1，即两个循环板3和至少一个储存器板5。这种设计使得可以限制该类型的储存器管的制作到这两种类型的板材，从而节省制作成本。此外，通过这种少量类型的板来简化组装。
具有相变材料的储存器的管1的另外的优点是相变材料与循环板3直接接触，这促进并改善了第一传热流体和相变材料之间的热能量的交换。
如图1,4和5所示，循环板3还可以包括优选地通过拉伸制作并且在整个循环板3上均匀分布的中空部32。循环板3具有外表面，该外表面用来朝向储存器板5或用于与第二传热流体(例如波纹板)进行热交换的元件取向。每个循环板3具有与外表面相反的内表面，并且每个中空部32从该内表面延伸，使得其顶部与相邻的循环板3接触。根据一个优选但非限制性的实施例，中空部32以梅花形分布在循环板3上。由于这种分布，每个中空部32的内表面在由管道31限定的第一流体的流动路径中，而外表面可以形成相变材料的局部储存，从而改善与其的热交换。
因为循环板3的外表面包括中空部32，后者形成相变材料的互补储存，使得对于给定的整体尺寸，具有包括这种类型的中空部32的相变材料的储存器5的管能够存储更多量的相变材料。该效果是要增加相变材料与第二流体交换热能的时间。
此外，考虑到中空部32与相邻的循环板3形成附加的连接，因此具有相变材料的储存器的管1的机械强度增加。因此，具有相变材料储存器的这种管1可以用在蒸发器类型的热交换器中，该热交换器适于接收压力为约15巴的标称值的冷却剂流体。
如图2所示，具有相变材料的储存器的管1在与第二传热流体接触的其一个外表面上包括单个储存器板5。其另一面与波纹板接触，用于与第二传热流体交换热量，这种波纹板有时被称为分离器或带翅片的。
然而，根据变型实施例，管1可在其与第二传热流体接触的每个外表面上包括具有相变材料的储存器的储存器板1，如图3所示的。为了便于在该实施例中的突出腔51的填充，具有相变材料的储存器的管1可以包括两个储存器板5的突出腔51共用的填充孔(未示出)。
根据图4中所示的第一实施例，突出腔51是圆顶形的。这些圆顶更特别地设置成梅花形，使得第二传热流体可在它们之间循环。
根据图5中所示的第二实施例，突出腔51具有长方形形状。然后，如图6所示的，突出腔51相对于储存器板5的纵向轴线A以“V”形构造分布。该形状和该特定的分布使得具有相变材料的储存器的管1能够包含比圆顶形状更大量的相变材料，并且还可以限制第二传热流体的热损失，当它在突出腔51之间通过时。
在第一或第二实施例中，突出腔51具有圆柱形和多边形的平坦顶部55，例如大致梯形的截面。这样的顶部55用来与如图7所示的热交换束100内的面对的交换管30接触。
交换管30可以是包括微通道的管，这种管是通过平面板和波纹板的叠加获得的，后者有时称为内部分离器，所述波纹板然后设置在两个相邻的平面板以形成微通道。
根据变型实施例，交换管30可以更具体地包括如上所述的以流体密封方式相互组装的两个循环板3。
图8示出了热交换束100，其包括具有相变材料的储存器的管1，以便最终形成热交换器。这里，热交换束100包括三个管1，其具有在其整个长度上分布的相变材料的储存器。具有相变材料的储存器的这些管1中的两个在它们的每个外表面上包括与第二传热流体接触的储存器板5。对于其而言，具有相变材料的储存器的第三管1在其外表面之一上仅包含一个与第二传热流体接触的储存器板5。存在于热交换束100中的具有相变材料的储存器和储存器板5的管1的总数是其尺寸和长度的函数。热交换束100越长，纳米该数目越大，以便连续地冷却所述第二传热流体，即使第一传热流体不再在所述束中循环，例如如果压缩机停止。
因此，清楚的是，由于它由两个循环板3和至少一个储存器板5组成，具有相变材料的储存器的管1能够以相对低的成本进行简单的制造和组装。此外，相变材料与循环板3直接接触，这促进和改善第一传热流体和相变材料之间的热能量的交换。

Claims (13)

1.一种具有用于热交换器的热交换束(100)的相变材料的储存器的管(1)，所述具有相变材料的储存器的管(1)包括：
-两个流动板(3)，该两个流动板被构造成以流体密封的方式相互组装并形成至少一个管道(31)，其中第一传热流体在所述流动板(3)之间流动，
-至少一个包括腔(51)的储存器板(5)，所述储存器板(5)被构造成使得它能够以流体密封的方式被组装在两个流动板(3)中的一个的外表面上，以便封闭所述腔(51)并形成用于相变材料的壳体，所述腔(51)从储存器板(5)的外表面突出，使得第二传热流体能够在所述腔(51)之间循环。
2.根据权利要求1中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，它在它的与所述第二传热流体接触的一个外表面上包括单个的储存器板(5)。
3.根据权利要求1中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，它在它的与所述第二传热流体接触的每个外表面上包括具有相变材料的储存器的储存器板。
4.根据前述权利要求中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述具有相变材料的储存器的管(1)包括用于填充所述两个储存器板(5)的突出腔(51)的公共孔口。
5.根据前述权利要求中任一项所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述突出腔(51)是圆顶形的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述突出腔(51)具有围绕所述储存器板(5)的纵向轴线(A)的“V”分布。
7.根据权利要求5中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述突出腔(51)的顶部(55)是平坦的，以便与在热交换束(100)中面向它的交换管(30)进行接触。
8.根据前述权利要求中任一项所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述循环板(3)是相同的。
9.根据前述权利要求中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述循环板(3)中的至少一个包括用于储存相变材料的中空部(32)。
10.根据前述权利要求中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，每个中空部(32)与另一个循环板(3)接触。
11.根据权利要求9或10中所述的相变材料储存器管(1)，其特征在于，所述中空部(32)布置成梅花形的。
12.一种用于热交换器的热交换束(100)，包括至少一个具有如前述权利要求中任一项所述的相变材料的储存器的管(1)。
13.一种热交换器，包括至少一个如前述权利要求中所述的热交换束(100)。
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