CZ2013278A3 - Výměník tepla - Google Patents
Výměník tepla Download PDFInfo
- 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
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. 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. Výměník tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (1) má izolaci ve formě vakua.
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)
| 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)
| 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)
| 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 |
| WO1983002481A1 (en) * | 1982-01-13 | 1983-07-21 | Tholen, Paul | 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 |
| US8201615B2 (en) * | 2008-02-22 | 2012-06-19 | Dow Global Technologies Llc | Heat storage devices |
| US8636836B2 (en) * | 2009-02-04 | 2014-01-28 | Purdue Research Foundation | Finned heat exchangers for metal hydride storage systems |
| US8778063B2 (en) * | 2009-02-04 | 2014-07-15 | Purdue Research Foundation | Coiled and microchannel heat exchangers for metal hydride storage systems |
| TWI472698B (zh) * | 2012-09-06 | 2015-02-11 | Univ Nat Central | 儲氫裝置 |
-
2013
- 2013-04-11 CZ CZ2013-278A patent/CZ2013278A3/cs unknown
-
2014
- 2014-04-07 US US14/246,209 patent/US20140305609A1/en not_active Abandoned
- 2014-04-11 KR KR20140043814A patent/KR20140123026A/ko not_active Ceased
Cited By (2)
| 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 | |
| CN101529194B (zh) | 热交换装置 | |
| US9366486B2 (en) | Heat exchanger | |
| KR102167189B1 (ko) | 상 변화 물질을 이용하는 축열식 열 교환기 구조 | |
| CN106813517A (zh) | 一种换热器及具有该换热器的换热系统 | |
| KR102038207B1 (ko) | 열교환기를 위한 상변화 물질의 저장소를 갖는 튜브 | |
| RU2015153402A (ru) | Устройство для хранения и транспортирования свежих или замороженных продуктов, в частности для термоизолированных контейнеров или подобного | |
| EP2554804A3 (en) | Energy storage system with an intermediate storage tank and method for storing thermoelectric energy | |
| CN103904267A (zh) | 基于毛细抽吸两相流体环路和相变材料耦合热控技术的电池热管理系统 | |
| CN102623771A (zh) | 一种电池冷却板结构 | |
| US20160363387A1 (en) | Phase-change material heat exchanger | |
| CZ2013278A3 (cs) | Výměník tepla | |
| CN104219934A (zh) | 一种设备 | |
| CN101561210A (zh) | 一种波浪形翅片式蓄冷热交换器 | |
| GB2532485A (en) | An apparatus for storage of sensible heat | |
| CN203731913U (zh) | 储热换热器 | |
| KR20140072764A (ko) | 축냉모듈, 다수 축냉모듈을 장착한 냉동 컨테이너, 그리고 냉동 컨테이너 차량 | |
| CN104124489B (zh) | 车辆电池系统 | |
| JP5931086B2 (ja) | 太陽熱利用温水器 | |
| US20150198386A1 (en) | Tube-fin thermal storage evaporator | |
| CN106785236B (zh) | 圆柱体电池组的热管理系统和方法 | |
| CN208862064U (zh) | 电池包结构 | |
| CN113758337B (zh) | 蓄能装置、充冷蓄冷系统、蓄冷供冷系统及冷链运输箱 | |
| CN206834296U (zh) | 一种新型动力电池散热装置 | |
| CN203572287U (zh) | 板翅式相变换热器 |