CZ2013278A3 - Výměník tepla - Google Patents

Výměník tepla Download PDF

Info

Publication number
CZ2013278A3
CZ2013278A3 CZ2013-278A CZ2013278A CZ2013278A3 CZ 2013278 A3 CZ2013278 A3 CZ 2013278A3 CZ 2013278 A CZ2013278 A CZ 2013278A CZ 2013278 A3 CZ2013278 A3 CZ 2013278A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
hsu
tank
storage unit
filled
heat exchanger
Prior art date
Application number
CZ2013-278A
Other languages
English (en)
Inventor
Guillaume Hebert
Zbyněk Straňák
Jiří Bazala
Original Assignee
Halla Visteon Climate Control Corporation
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 Halla Visteon Climate Control Corporation filed Critical Halla Visteon Climate Control Corporation
Priority to CZ2013-278A priority Critical patent/CZ2013278A3/cs
Priority to US14/246,209 priority patent/US20140305609A1/en
Priority to KR20140043814A priority patent/KR20140123026A/ko
Publication of CZ2013278A3 publication Critical patent/CZ2013278A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0004—Particular heat storage apparatus
    • F28D2020/0013—Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in elements attached to or integral with heat exchange conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/16—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Abstract

Výměník tepla je určený zejména pro vozidla se spalovacím motorem a sestává z izolované nádrže (1), zapojené do chladícího okruhu vozidla, uvnitř které je uspořádána tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem (4) s fázovou přeměnou (PCM). Tepelná akumulační jednotka (HSU) je tvořena soustavou vedle sebe uspořádaných hliníkových protlačovaných profilů (2), jejichž konce, opatřené koncovými čepičkami pro umožnění jejich plnění materiálem (4) s fázovou přeměnou, jsou ukotveny v čelních stěnách (5) nádrže (1). Hliníkový protlačovaný profil (2) je opatřený nejméně jedním vnitřním žebrem (3) a má tvar čtverce, obdélníku, kruhové výseče, nebo jiný známý tvar.

Description

Vynález se týká výměníku tepla, určeného zejména pro vozidla se spalovacím motorem a sestávajícího z izolované nádrže, zapojené do chladícího okruhu vozidla, uvnitř které je uspořádána tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem s fázovou přeměnou (PCM).
Dosavadní stav techniky
V současné době je ze spisu EPč. 111 487 znám výměník tepla, sestávající z nádrže, zapojené do chladícího okruhu spalovacího motoru, uvnitř které je upravena tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem s fázovou přeměnou (PCM).
Účelem takového výměníku tepla je využití tepla, získaného během provozu spalovacího motoru a naakumulovaného v materiálu s fázovou přeměnou, kterým muže být např. natrium-hydrogen-phosphat, k ohřátí chladící kapaliny, motorového nebo převodového oleje, před následujícím (studeným) nastarováním spalovacího motoru.
Nevýhodou tohoto technického řešení je zejména složitost a výrobní náročnost tepelné akumulační jednotky (HSU), tvořené soustavou vzájemně propojených trubek s lamelami, která je vytvarována tak, aby co nej optimálněji vyplnila vnitřní prostor zpravidla kruhovité nebo tvarově kruhu příbuzné nádrže výměníku.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje výměník tepla, určený zejména pro vozidla se spalovacím motorem, sestávající z izolované nádrže, zapojené do chladícího okruhu vozidla, uvnitř které je uspořádána tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem s fázovou přeměnou (PCM), podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tepelná akumulační jednotka (HSU) je tvořena soustavou vedle sebe uspořádaných hliníkových protlačovaných profilů, jejichž konce, opatřené koncovými čepičkami pro umožnění jejich plnění materiálem s fázovou přeměnou, jsou ukotveny v čelních stěnách nádrže, přičemž hliníkový protlačovaný profil, opatřený nejméně jedním vnitřním žebrem, má tvar čtverce, obdélníku, kruhové výseče, nebo jiný známý tvar.
Za podstatné pro tuto konstrukci je nutno považovat též to, že nádrž má izolaci ve formě vakua.
Výhodou výměníku tepla podle tohoto vynálezu je zejména jednoduchost jeho konstrukce, levná výrobní technologie protlačovaných hliníkových profilů s vysokou tepelnou vodivostí, která umožňuje rychlý převod tepla z materiálu s fázovou přeměnou (PCM) do chladícího media nebo obráceně, a potřeba pouze jediného nástroje pro výrobu potřebného profilu, ze kterého se následně vytváří požadovaný tvar tepelné akumulační jednotky (HSU). Vzhledem k omezenému počtu jednotlivých komponent a jednoduchému výrobnímu postupu pak zaručuje tato konstrukce i nízkou poruchovost.
Přehled obrázků na výkresech
Příklady možných provedení výměníku tepla podle tohoto vynálezu jsou uvedeny na připojených výkresech, na nichž Obr. 1 znázorňuje jednak boční pohled na výměník tepla mající v příčném řezu tvar obdélníku a jednak řez rovinou A-A, vedený výměníkem tepla v místě jednoho jeho připojovacího — 3 — nátrubku, a Obr. 2 jednak boční pohled na výměník tepla mající v příčném řezu tvar kruhu a jednak řez rovinou A-A, vedený výměníkem tepla v místě jednoho jeho připojovacího nátrubku.
Příklady provedení vynálezu
Jak je patrné z Obr. 1 a Obr. 2 výměník tepla sestává z připojovacími nátrubky 6 opatřené nádrže 1 , která má v příčném řezu výhodně tvar obdélníku nebo kruhu. Je ale též možné vytvořit nádrž 1 s jakýmkoliv jiným známým tvarem v příčném řezu, a to v závislosti na požadavcích zákazníka. Uvnitř nádrže 1 je uspořádána tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem 4 s fázovou přeměnou (PCM). Tepelná akumulační jednotka (HSU) je přitom tvořena soustavou vedle sebe s mezerami 7 uspořádaných hliníkových protlačovaných profilů 2, které mají v jednom případě (Obr. 1) v příčném řezu obdéníkový (nebo^vercový) průřez, a ve druhém případě (Obr. 2) průřez ve tvaru mezikruhové výseče. Každý hliníkový protlačovaný profil 2 má řadu žeber 3 a jeho konce jsou opatřeny uzavíracími a těsnícími koncovými čepičkami (neznázoměno), prostřednictvím nichž je možné naplnit jednotlivé profily 2 materiálem 4 s fázovou přeměnou (např. natriumhydrogen-phosphat).
Konce jednotlivých profilů 2 jsou ukotveny (neznázoměno), některým ze známých způsobů, v čelních stěnách 5 nádrže 1 . Jedním z možných a jednoduchých způsobů je např. ten, při kterém jsou konce profilů 2 těsně upevněny ve tvarově odpovídajících otvorech, vytvořených v čelních stěnách 5 nádrže 1 . Toto uspořádání vytváří zejména dostatečný prostor pro předpokládanou tepelnou expanzi profilů 2 , která je rozdílná od pláště nádrže 1 . Velmi přesné vymezení postavení profilů 2 a tím i chladících mezer 7 pak umožňuje rovnoměrné chlazení celého obvodu profilů 2 s
-4minimálním poklesem tlaku na chladící straně.
Použitá žebra 3 pak spolu s materiálovým vytvořením profilů 2 zvyšují transfer tepla a tudíž i rychlost nabití (vybití) tepelné akumulační jednotky (HSU).
Ve výhodném provedení je pak nádrž 1 opatřena známým způsobem vnější izolací (neznázoměno) ve formě vakua.
Hliníkový profil 2 tak bude, při zapojení nádrže 1 pomocí připojovacích nátrubků 6 do chladícího okruhu spalovacího motoru, přenášet tepelnou energii z chladící kapaliny do materiálu 4 s fázovou přeměnou (PCM) při zahřátém motoru a vracet ji v průběhu následujících cca 12 hodin zpět do chladící kapaliny při studeném startu motoru. V důsledku toho se pak spalovací motor po studeném startu ohřeje na provozní teplotu rychleji, čímž se sníží tření, spotřeba paliva, ale i emise CO2. Při použití elektrického čerpadla v chladícím okruhu vozidla pak bude možné i zahřátí motoru před jeho samotným startem.
Nádrž 1 může být přitom zařazena i do okruhu pro cirkulaci převodového nebo motorového oleje, za účelem jejich rychlejšího zahřátí a tím snížení třecích ztrát motoru.
- nádrž
- profil
- žebro
- materiál
- čelní stěna
- připojovací nátrubek
- mezera
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Výměník tepla, určený zejména pro vozidla se spalovacím motorem, sestávající z izolované nádrže (1), zapojené do chladícího okruhu vozidla, uvnitř které je uspořádána tepelná akumulační jednotka (HSU) naplněná materiálem (4) s fázovou přeměnou (PCM), vyznačující se tím, že tepelná akumulační jednotka (HSU) je tvořena soustavou vedle sebe uspořádaných hliníkových protlačovaných profilů (2), jejichž konce, opatřené koncovými čepičkami pro umožnění jejich plnění materiálem (4) s fázovou přeměnou, jsou ukotveny v čelních stěnách (5) nádrže (1), přičemž hliníkový protlačovaný profil (2), opatřený nejméně jedním vnitřním žebrem (3), má tvar čtverce, obdélníku, kruhové výseče, nebo jiný známý tvar.
  2. 2. Výměník tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (1) má izolaci ve formě vakua.
CZ2013-278A 2013-04-11 2013-04-11 Výměník tepla CZ2013278A3 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-278A CZ2013278A3 (cs) 2013-04-11 2013-04-11 Výměník tepla
US14/246,209 US20140305609A1 (en) 2013-04-11 2014-04-07 Heat exchanger
KR20140043814A KR20140123026A (ko) 2013-04-11 2014-04-11 열 교환기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-278A CZ2013278A3 (cs) 2013-04-11 2013-04-11 Výměník tepla

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2013278A3 true CZ2013278A3 (cs) 2014-10-22

Family

ID=51685974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-278A CZ2013278A3 (cs) 2013-04-11 2013-04-11 Výměník tepla

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140305609A1 (cs)
KR (1) KR20140123026A (cs)
CZ (1) CZ2013278A3 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306847B6 (cs) * 2015-08-25 2017-08-09 Halla Visteon Climate Control Corporation Termoregulační systém, zejména pro automobily

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102506851B1 (ko) 2016-12-14 2023-03-08 현대자동차주식회사 연료전지 냉각수용 열교환 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
KR102518536B1 (ko) 2016-12-15 2023-04-07 현대자동차주식회사 연료전지 냉각수용 열교환 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409075A (en) * 1965-08-20 1968-11-05 Union Carbide Corp Matrix heat exchange cores
NL168929C (nl) * 1978-03-23 1982-05-17 Stichting Bouwcentrum Zonnewarmte-inrichting en warmteaccumulatie-middelen ten gebruike daarin.
US4200148A (en) * 1978-04-03 1980-04-29 Rockwell International Corporation Storing and extracting latent heat
JPS56160208A (en) * 1980-05-13 1981-12-09 Nissan Motor Co Ltd Spot heater for vehicle
US4457136A (en) * 1981-03-23 1984-07-03 Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Metal hydride reactor
DE3368724D1 (en) * 1982-01-13 1987-02-05 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Internal combustion supercharged motor with heat exchanger of the combustion air
US4807696A (en) * 1987-12-10 1989-02-28 Triangle Research And Development Corp. Thermal energy storage apparatus using encapsulated phase change material
JP2746943B2 (ja) * 1988-10-03 1998-05-06 工業技術院長 蓄熱器
US4976308A (en) * 1990-02-21 1990-12-11 Wright State University Thermal energy storage heat exchanger
US5165466A (en) * 1991-12-11 1992-11-24 Morteza Arbabian Modular heat exchanger having delayed heat transfer capability
SE502710C2 (sv) * 1994-11-24 1995-12-11 Valeo Engine Cooling Ab Anordning vid en förbränningsmotors insugningsrör
US5746269A (en) * 1996-02-08 1998-05-05 Advanced Mobile Telecommunication Technology Inc. Regenerative heat exchanger
US6131644A (en) * 1998-03-31 2000-10-17 Advanced Mobile Telecommunication Technology Inc. Heat exchanger and method of producing the same
US7069975B1 (en) * 1999-09-16 2006-07-04 Raytheon Company Method and apparatus for cooling with a phase change material and heat pipes
US7431756B2 (en) * 2002-05-09 2008-10-07 Ovonic Hydrogen Systems Llc Modular metal hydride hydrogen storage system
KR101620112B1 (ko) * 2008-02-22 2016-05-11 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 열 에너지 저장 물질
JP2012516980A (ja) * 2009-02-04 2012-07-26 パーデュ リサーチ ファンデーション 金属水素化物格納システムのための熱交換器
US8636836B2 (en) * 2009-02-04 2014-01-28 Purdue Research Foundation Finned heat exchangers for metal hydride storage systems
TWI472698B (zh) * 2012-09-06 2015-02-11 Univ Nat Central 儲氫裝置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306847B6 (cs) * 2015-08-25 2017-08-09 Halla Visteon Climate Control Corporation Termoregulační systém, zejména pro automobily
US10167759B2 (en) 2015-08-25 2019-01-01 Hanon Systems Integration of exhaust gas recirculation (EGR), exhaust heat recovery (EHRS), oil thermal conditioning and latent heat storage in a complete exhaust thermal management module

Also Published As

Publication number Publication date
US20140305609A1 (en) 2014-10-16
KR20140123026A (ko) 2014-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100051227A1 (en) Thermal energy storage
US9366486B2 (en) Heat exchanger
KR102167189B1 (ko) 상 변화 물질을 이용하는 축열식 열 교환기 구조
KR102038207B1 (ko) 열교환기를 위한 상변화 물질의 저장소를 갖는 튜브
US20180331401A1 (en) Energy storage device
KR20160120293A (ko) 축전지 배터리의 수동 온도 조절
RU2015153402A (ru) Устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного
US20160137019A1 (en) Tube Having A Container Of Phase Change Material For A Heat Exchange Bundle, In Particular For An Evaporator Of An Air Conditioning System Of A Vehicle
CZ2013278A3 (cs) Výměník tepla
CN102623771A (zh) 一种电池冷却板结构
US20160363387A1 (en) Phase-change material heat exchanger
CN203731913U (zh) 储热换热器
CN104219934A (zh) 一种设备
JP5931086B2 (ja) 太陽熱利用温水器
CN106785236B (zh) 圆柱体电池组的热管理系统和方法
US20150198386A1 (en) Tube-fin thermal storage evaporator
GB2532485A (en) An apparatus for storage of sensible heat
CN201238048Y (zh) Cpu散热器
CN103594757B (zh) 电动汽车电池加热装置及其散热器
CN203572287U (zh) 板翅式相变换热器
CN110822969B (zh) 一种储热装置
JP5501494B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
CN104124490A (zh) 一种平板散热器
CN202483671U (zh) 箱式机油散热器
JP6410527B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ