DE10054158A1 - Multi-chamber pipe with circular flow channels - Google Patents

Multi-chamber pipe with circular flow channels

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DE10054158A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kondensator und insbesondere ein Rohr dafür, welches besonders dafür geeignet ist, in Kondensatoren eingesetzt zu werden, die mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar betrieben werden. Ein erfindungsgemäßer Kondensator ist insbesondere ein sogenannter Flachrohrkondensator, bei dem zwischen Sammelrohren Rohre mit im Wesentlichen flachen Querschnitt verlaufen, zwischen denen wiederum Kühlrippen angeordnet sind, die sich an den flachen Oberflächen der Rohre abstützen. DOLLAR A Erfindungsgemäß hat ein Rohr 10 einen im Wesentlichen flachen Querschnitt und mehrere nebeneinander angeordnete Strömungskanäle. Die Strömungskanäle sind im Wesentlichen rund und haben einen hydraulischen Durchmesser von 1,10 mm bis 1,30 mm. Eine weiter vorteilhafte Wirkung erzielt ein Rohr mit Strömungskanälen, die einen hydraulischen Durchmesser von 1,14 mm bis 1,26 mm aufweisen und weiter bevorzugt ist ein Durchmesser von 1,18 mm bis 1,22 mm. Die besten Ergebnisse erzielt ein Rohr mit einem hydraulischen Durchmesser von etwa 1,20 mm. DOLLAR A Weiter wurde gefunden, dass Rohre mit flachem Querschnitt und runden, in Reihe angeordneten Strömungskanälen von besonders vorteilhafter Wirkung in Mäanderstromkondensatoren arbeiten.The invention relates to a condenser and in particular a tube therefor, which is particularly suitable for use in condensers which are operated at operating pressures of approximately 20 bar. A condenser according to the invention is, in particular, a so-called flat tube condenser, in which tubes with an essentially flat cross section run between collecting tubes, between which in turn cooling fins are arranged, which are supported on the flat surfaces of the tubes. DOLLAR A According to the invention, a tube 10 has a substantially flat cross section and a plurality of flow channels arranged next to one another. The flow channels are essentially round and have a hydraulic diameter of 1.10 mm to 1.30 mm. A further advantageous effect is achieved by a tube with flow channels which have a hydraulic diameter of 1.14 mm to 1.26 mm and more preferably a diameter of 1.18 mm to 1.22 mm. A tube with a hydraulic diameter of approximately 1.20 mm achieves the best results. DOLLAR A Furthermore, it was found that tubes with a flat cross section and round flow channels arranged in a row, which have a particularly advantageous effect, work in meandering flow condensers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator und insbesondere ein Rohr dafür, welches besonders dafür geeignet ist, in Kondensatoren eingesetzt zu werden, die mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar betrieben werden. Ein erfindungsgemäßer Kondensator ist insbesondere ein sogenannter Flachrohrkondensator, bei dem zwischen Sammelrohren Rohre mit im wesentlichen flachen Querschnitt verlaufen, zwischen denen wiederum Kühlrippen angeordnet sind, die sich an den flachen Oberflächen der Rohre abstützen. Mit einer derartigen Anordnung soll die Wärme vom im Kondensator zirkulierenden Kältemedium an ein den Kondensator im wesentlichen durchströmendes Kühlmedium, meistens Luft, abgegeben werden.The invention relates to a condenser and in particular a tube therefor is particularly suitable for use in capacitors with Operating pressures of about 20 bar can be operated. An inventive The condenser is in particular a so-called flat tube condenser, in which pipes with a substantially flat cross-section run between manifolds, between which in turn cooling fins are arranged, which are located on the flat Support the surfaces of the pipes. With such an arrangement, the heat from the cooling medium circulating in the condenser to a condenser in the essential cooling medium flowing through, mostly air.

Im US-Patent 5 307 870 sind Sammelrohre für Flachrohrkondensatoren mit im Querschnitt bogenförmigen Sammelrohren beschrieben. Zwischen diesen Sammelrohren verlaufen parallele Rohre derart, dass ein Parallelstromkondensator gebildet wird. D. h., dass Kältemitteldampf in eines der Sammelrohre eingeführt wird, durch die parallelen Rohre geführt wird, darin kondensiert, zu dem anderen Sammelrohr geführt wird und dann den Kondensator verlässt. In einer Ausführungsform beschreibt diese Druckschrift Rohre mit darin ausgebildeten parallelen Strömungskanälen mit rundem Querschnitt. Ein derartiger Kondensator ist gemäß dem US-Patent für Hochdruckkondensatoren vorgesehen.In US Pat. No. 5,307,870, collecting tubes for flat tube condensers with im Cross-section of arcuate manifolds described. Between these Collecting tubes run parallel tubes in such a way that a parallel current capacitor is formed. That is, refrigerant vapor is introduced into one of the header pipes, passed through the parallel tubes, condensed therein, to the other Collecting pipe is guided and then leaves the condenser. In a Embodiment describes this document tubes with formed therein parallel flow channels with a round cross-section. Such a capacitor is according to the US patent for high pressure condensers.

Die deutsche Offenlegungsschrift 198 45 336 betrifft einen Wärmeübertrager, der mit hohen Betriebsdrücken bis zu 100 bar mit CO2 als Kältemittel betrieben wird. Darin findet ein Mehrkammer-Flachrohr Verwendung, welches als geradliniges Rohr für einen Parallelstromkondensator oder als serpentinenförmig gebogenes Rohr für einen Parallelstromkondensator ausgebildet ist. Die Kanäle in dem Rohr sind bevorzugt mit ovalem und auch mit rundem Querschnitt versehen. Der kreisrunde Querschnitt wird als für eine hohe Druckfestigkeit geeignet offenbart. Um ein hohes Wärmeübertragungsvermögen zu erhalten, sind ferner bei runden Querschnitten der Kanäle die beiden Flachrohrbreitseiten wellenlinienförmig profiliert. German Offenlegungsschrift 198 45 336 relates to a heat exchanger which is operated at high operating pressures of up to 100 bar with CO 2 as the refrigerant. A multi-chamber flat tube is used therein, which is designed as a straight tube for a parallel flow condenser or as a serpentine bent tube for a parallel flow condenser. The channels in the tube are preferably provided with an oval and also with a round cross section. The circular cross section is disclosed as being suitable for high compressive strength. In order to obtain a high heat transfer capacity, the two flat tube broad sides are also profiled with wavy lines in the case of round cross sections of the channels.

Es finden darüber hinaus Flachrohre in Parallelstrom- bzw. Serpentinenstrom Wärmetauschern Verwendung, deren Strömungskanäle rechteckige oder dreieckige Querschnitte aufweisen. Hierzu wird beispielhaft auf die GB-A-2 133 525, JP-A-59- 13877, US-A-3 689 972, US-A-2 136 641, GB-A-1 601 954, JP-A-57-66389, JP-A-58- 221390 oder die EP-A-583 851 verwiesen. Vielfach sind die Oberflächen der Strömungskanäle durch geeignete Maßnahme, wie Rippen und Nuten, vergrößert, um eine höhere Wärmeübertragung zu erzielen (vgl. JP-A-59-13877, JP-A-57-66389 bzw. JP-A-58-221390). In der JP-A-114145 sind gegenüber diesen Formen rhombische Strömungskanäle dargestellt, die einen besseren Kontakt des gasförmigen Kältemittels mit den Wänden der Strömungskanäle und einen besseren Abfluss von Kondensat gewährleisten sollen.There are also flat tubes in parallel flow or serpentine flow Use heat exchangers whose flow channels are rectangular or triangular Have cross sections. For example, GB-A-2 133 525, JP-A-59- 13877, US-A-3 689 972, US-A-2 136 641, GB-A-1 601 954, JP-A-57-66389, JP-A-58- 221390 or EP-A-583 851. The surfaces of the Flow channels enlarged by suitable measures, such as ribs and grooves, to achieve higher heat transfer (see JP-A-59-13877, JP-A-57-66389 or JP-A-58-221390). In JP-A-114145 are against these forms rhombic flow channels are shown, the better contact of the gaseous refrigerant with the walls of the flow channels and a better one Ensure drainage of condensate.

Weiterhin sind sogenannte Mäanderstromkondensatoren bekannt, bei denen ein Kältemittel mehrfach zwischen zwei mit Trennwänden versehenen Sammelrohren durch verschiedene Rohrgruppen hin- und hergeführt werden, vgl. die EP-A-255 131. Die dafür verwendeten Rohre haben ausschließlich Strömungskanäle mit quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitten.So-called meandering current capacitors are also known, in which a Refrigerant several times between two header pipes provided with partitions are brought back and forth through different pipe groups, cf. EP-A-255 131. The pipes used for this have only flow channels square or rectangular cross sections.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Rohr für einen Kondensator mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar und einen ebenfalls verbesserten Kondensator, insbesondere Mäanderstromkondensator, bereitzustellen.The present invention has for its object an improved pipe for a condenser with operating pressures of about 20 bar and one too to provide an improved capacitor, in particular a meandering current capacitor.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.This object is achieved with the features of the claims.

Der Anmelder hat überraschend gefunden, dass ein Rohr mit im wesentlichen flachem Querschnitt und mehreren nebeneinander angeordneten Strömungskanälen für einen Kondensator mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar besonders wirkungsvoll arbeitet, wenn die Strömungskanäle im wesentlichen rund sind und einen hydraulischen Durchmesser von 1,10 mm bis 1,30 mm aufweisen. Eine weiter vorteilhafte Wirkung erzielt ein Rohr mit Strömungskanälen, die einen hydraulischen Durchmesser von 1,14 mm bis 1,26 mm aufweisen, und weiter bevorzugt ist ein Durchmesser von 1,18 mm bis 1,22 mm. Die besten Ergebnisse erzielt ein Rohr mit einem hydraulischem Durchmesser von etwa 1,20 mm. The applicant has surprisingly found that a tube with essentially flat cross section and several flow channels arranged side by side particularly effective for a condenser with operating pressures of around 20 bar works when the flow channels are essentially round and one have hydraulic diameters from 1.10 mm to 1.30 mm. Another one A tube with flow channels that have a hydraulic effect has an advantageous effect Have diameters from 1.14 mm to 1.26 mm, and more preferred is one Diameters from 1.18 mm to 1.22 mm. A pipe achieves the best results with a hydraulic diameter of about 1.20 mm.  

Weiter wurde gefunden, dass Rohre mit flachem Querschnitt und runden, in Reihe angeordneten Strömungskanälen von besonders vorteilhafter Wirkung in Mäanderstromkondensatoren arbeiten. Dies ist in besonders bemerkenswerter Weise in Kondensatoren der Fall, wie sie noch später in bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden. Dies wird darauf zurückgeführt, dass der Druckabfall bei den - im Vergleich zu Parallelstromkondensatoren - insgesamt in Mäanderstromkondensatoren vom Kältemittel längeren zurückzulegenden Wegen geringer ist. Damit wird erreicht, dass grössere Mengen an Kältemittel pro Zeiteinheit mit insgesamt gleichem energetischen Aufwand durch den Kondensator geführt werden können. Weiterhin wird offenbar ein besserer Wärmeübergang gegenüber Strömungswegen in bekannten Mäanderstromkondensatoren erzielt.It was also found that pipes with a flat cross section and round, in series arranged flow channels of particularly advantageous effect in Meandering current capacitors work. This is particularly noteworthy Way in capacitors as later in the preferred ones Embodiments are described. This is attributed to the fact that the Pressure drop across the - compared to parallel flow condensers - in Meandering flow condensers from the refrigerant have to cover longer distances is less. This ensures that larger amounts of refrigerant per unit of time passed through the capacitor with the same overall energy expenditure can be. Furthermore, a better heat transfer is apparently compared Flow paths achieved in known meandering flow condensers.

Darüberhinaus ist die Fertigung derartiger Rohre weniger aufwendig und damit kostengünstiger, was gerade in der Massenfertigung eine große Rolle spielt. Die Herstellung erfolgt durch Extrusion, wobei die Form der Strömungskanäle durch entsprechend gestaltete Matrizen erzeugt wird. Runde Matrizen haben sich als vorteilhaft erwiesen, da der Verzug beim Auskühlen minimal und relativ gleichmäßig ist und die Matrizen im Gegensatz zu eckigen Matrizen wesentlich weniger Verschleiß zeigen. Der Verschleiß tritt bei herkömmlichen eckigen Matrizen insbesondere an den Ecken auf.In addition, the manufacture of such pipes is less expensive and therefore less expensive, which is particularly important in mass production. The Manufactured by extrusion, with the shape of the flow channels appropriately designed matrices are generated. Round matrices have turned out to be proven to be advantageous because the delay in cooling is minimal and relatively even and the matrices are significantly less than square matrices Show wear. The wear occurs with conventional angular dies especially at the corners.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:In the following, preferred embodiments of the invention are exemplary explained with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht auf einen bevorzugten Mäanderstromkondensator, Fig. 1 is a front view of a preferred Mäanderstromkondensator,

Fig. 2 eine Seitenansicht von rechts auf den Kondensator gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a right side view of the capacitor according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Unteransicht auf den Kondensator gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a bottom view of the capacitor according to Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Rohrund Fig. 4 shows a cross section through a preferred Rohrund

Fig. 5 eine Einzelheit des rechten Endes des Querschnitts gemäß Fig. 4 mit einer 20-fach vergrößerten Darstellung Fig. 5 is a detail of the right end of the cross section of FIG. 4 with a 20-fold enlarged display

Fig. 1 stellt eine Vorderansicht eines bevorzugten Mäanderstromkondensators 20 im zusammengesetzten Zustand dar. Dieser Kondensator 20 weist ein erstes Sammelrohr 21 und ein zweites Sammelrohr 22 auf, die vorzugsweise parallel angeordnet sind. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist ein Kältemitteleinlass 24 und ein Kältemittelauslass 25 mit dem ersten Sammelrohr 21 verbunden. Da das Kältemittel im wesentlichen im gasförmigen Zustand eintritt und in flüssigem Zustand austritt, hat der Kältemitteleinlass 24 einen größeren Querschnitt als der Kältemittelauslass 25. Von dem Kältemitteleinlass 24 führt ein Zuleitungsrohr in den in der dargestellten Ansicht oberen Teil des ersten Sammelrohrs 21. Kurz vor dem Eintritt in das erste Sammelrohr 21 ist vorteilhafterweise ein Überdruckventil vorgesehen. Weiter bevorzugt ist ein oberer Teil des Sammelrohrs 21 durch eine Trennwand 27a im ersten Sammelrohr 21 abgetrennt. Zwischen dem ersten Sammelrohr 21 und dem zweiten Sammelrohr 22 verlaufen mehrere Rohre 10 beabstandet und parallel zueinander. Diese Rohre 10 stehen mit dem Inneren der Sammelrohre 21, 22 in dichter Verbindung. Links oben in Fig. 1 sind Kühlrippen 23 angedeutet, die sich im wesentlichen wellenlinienförmig oder parallel zwischen den Rohren 10 erstrecken. Die Rohre haben einen im wesentlichen flachen Querschnitt, wie noch nachfolgend weiter ausgeführt wird. In der in Fig. 1 dargestellten Ansicht, sieht man lediglich auf die relativ geringe Höhe der Rohre 10, die in der Richtung senkrecht zur Papierebene eine größere Breite haben als die dargestellte Höhe (vergleiche ebenfalls Fig. 4). Die Kühlrippen 23 stützen sich jeweils an den flachen Oberflächen benachbarter Rohre ab und sind damit bevorzugt verbunden. Dies ermöglicht einen guten Wärmeübergang zwischen den Rohren 10 und den Kühlrippen 23 und insgesamt eine gute strukturelle Steifigkeit des Kondensators 20. Fig. 1 illustrates a front view of a preferred Mäanderstromkondensators 20 in the assembled state. This capacitor 20 includes a first manifold 21 and second manifold 22, which are preferably arranged in parallel. In a further preferred embodiment, a refrigerant inlet 24 and a refrigerant outlet 25 are connected to the first header pipe 21 . Since the refrigerant essentially enters in the gaseous state and exits in the liquid state, the refrigerant inlet 24 has a larger cross section than the refrigerant outlet 25 . A supply pipe leads from the refrigerant inlet 24 into the upper part of the first collecting pipe 21 shown in the view. Shortly before entering the first manifold 21 , a pressure relief valve is advantageously provided. An upper part of the collecting pipe 21 is further preferably separated by a partition 27 a in the first collecting pipe 21 . Between the first manifold 21 and the second manifold 22 , a plurality of tubes 10 run spaced apart and parallel to one another. These tubes 10 are tightly connected to the interior of the collecting tubes 21 , 22 . Cooling fins 23 are indicated at the top left in FIG. 1, which extend essentially in a wavy line or parallel between the tubes 10 . The tubes have a substantially flat cross section, as will be explained further below. In the view shown in FIG. 1, one only sees the relatively small height of the tubes 10 , which have a greater width in the direction perpendicular to the paper plane than the height shown (also compare FIG. 4). The cooling fins 23 are each supported on the flat surfaces of adjacent tubes and are preferably connected to them. This enables good heat transfer between the tubes 10 and the cooling fins 23 and overall good structural rigidity of the condenser 20 .

Das im oberen Bereich des ersten Sammelrohrs 21 befindliche, im wesentlichen gasförmig vorliegende Kältemittel strömt durch einen ersten Satz Rohre 10a zum zweiten Sammelrohr 22. Dies wird dadurch gewährleistet, daß vom Kühlmitteleinlass 24, bedingt durch die Trennwand 27a, lediglich Kältemittel in den ersten Satz Rohre 10a strömen kann, die mit dem oberen, abgetrennten Bereich des ersten Sammelrohrs 21 verbunden sind. Auf dem Weg vom ersten Sammelrohr 21 zum zweiten Sammelrohr 22 findet ein erster Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem senkrecht zur Papierebene strömenden Kühlmittel statt. Ein derartiger Kondensator findet vorzugsweise Einsatz in Klimaanlagen von Automobilen. Durch den Kondensator 20, d. h. durch die Rohre 10 und die Kühlrippen 23, strömt dabei normalerweise Luft als Kühlmittel. Der dargestellte Aufbau soll einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel gewährleisten. Auf diese Weise findet ein erster Wärmeaustausch und auch eine erste Kondensation des Kältemittels im ersten Satz Rohre 10a statt.The essentially gaseous refrigerant located in the upper region of the first header pipe 21 flows through a first set of pipes 10 a to the second header pipe 22 . This is ensured by the fact that from the coolant inlet 24 , due to the partition 27 a, only refrigerant can flow into the first set of pipes 10 a, which are connected to the upper, separated area of the first header pipe 21 . On the way from the first manifold 21 to the second manifold 22 , a first heat exchange takes place between the refrigerant and the coolant flowing perpendicular to the paper plane. Such a condenser is preferably used in air conditioning systems in automobiles. Air flows as coolant through the condenser 20 , ie through the tubes 10 and the cooling fins 23 . The structure shown is intended to ensure the best possible heat transfer between the refrigerant and the coolant. In this way, a first heat exchange and also a first condensation of the refrigerant takes place in the first set of tubes 10 a.

Im zweiten Sammelrohr 22 angekommen, ist das Kältemittel in der Lage bis zur ersten Trennwand 26a im zweiten Sammelrohr 22 zu strömen. Wie die Trennwand 27a, bildet diese Trennwand 26a für das Kältemittel eine Barriere, so daß das Kältemittel nicht über die Trennwand 26a im zweiten Sammelrohr 22 hinaus in der dargestellten Ansicht nach unten strömen kann. Statt dessen wird es gezwungen, durch einen zweiten Satz Rohre 10b zurück zum ersten Sammelrohr 21 zu strömen. Hierbei findet ein weiterer Wärmeaustausch und eine weitere Kondensation statt.Arrived in the second header 22 , the refrigerant is able to flow up to the first partition 26 a in the second header 22 . Like the dividing wall 27 a, this dividing wall 26 a forms a barrier for the refrigerant, so that the refrigerant cannot flow downward over the dividing wall 26 a in the second header 22 in the view shown. Instead, it is forced by a second set of tubes 10 b back to the first manifold 21 to flow. Here, further heat exchange and condensation take place.

Eine weitere Trennwand 27b im ersten Sammelrohr 21 zwingt das Kältemittel dann durch einen dritten Satz Rohre 10c abermals in das zweite Sammelrohr 22. Durch weitere Trennwände 26b im zweiten Sammelrohr und 27c im ersten Sammelrohr wird dann das Kältemittel abermals wieder zum ersten Sammelrohr 21, dann zum zweiten Sammelrohr 22 und zurück zum ersten Sammelrohr durch einen vierten Satz Rohre 10d, einen fünften Satz Rohre 10e beziehungsweise einen sechsten Satz Rohre 10f geführt. Vom untersten Bereich des ersten Sammelrohrs 21, abgetrennt durch die dritte Trennwand 27c, führt dann ein Rohr zum Kältemittelauslass 25.Another partition 27 b in the first header 21 then forces the refrigerant through a third set of tubes 10 c again into the second header 22 . Through further partitions 26 b in the second header and 27c in the first header, the refrigerant is again again the first header 21 , then the second header 22 and back to the first header through a fourth set of tubes 10 d, a fifth set of tubes 10 e and one sixth set of pipes 10 f led. A tube then leads from the lowest region of the first header pipe 21 , separated by the third partition wall 27 c, to the refrigerant outlet 25 .

Die vorstehende Beschreibung macht deutlich, warum ein derartiger Kondensator auch "Mäanderstromkondensator" genannt wird, da nämlich das Kältemittel durch mehrere Schleifen bzw. Mäander durch den Kondensator geführt wird. Damit wird der durch das Kältemittel im Kondensator zurückgelegte Weg im Vergleich zu einem Parallelstromkondensator, abhängig von der Anzahl an Sätzen von Rohren, vervielfacht.The above description makes clear why such a capacitor is also called "meandering flow condenser", because the refrigerant through several loops or meanders is passed through the capacitor. So that will the distance covered by the refrigerant in the condenser compared to one Parallel current condenser, depending on the number of sets of pipes, multiplied.

Besonders bevorzugt ist die dargestellte Ausführungsform mit insgesamt sechs Mäandern, die also das Kältemittel sechsmal die wirksame Breite des Kondensators durchströmen läßt. Weiter bevorzugt nimmt die Zahl der Rohre 10 zwischen einem Satz Rohre 10a bis 10e und einem weiteren, stromabwärts benachbarten Satz Rohre 10b bis 10f ab, oder bleibt zumindest gleich. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine degressive Schaltung der Rohrsätze erreicht. The embodiment shown is particularly preferred with a total of six meanders, which therefore allows the refrigerant to flow through six times the effective width of the condenser. More preferably, the number of tubes 10 between a set of tubes 10 a to 10 e and another, downstream set of tubes 10 b to 10 f decreases, or at least remains the same. This advantageously achieves a degressive switching of the tube sets.

In besonders bevorzugter Ausführungsform umfaßt der erste Satz Rohre 10a 17 Rohre, der zweite Satz Rohre 10b 10 Rohre, der dritte Satz Rohre 10c 7 Rohre, der vierte Satz Rohre 10d 6 Rohre, der fünfte Satz Rohre 10e 4 Rohre und der sechste Satz Rohre 10f ebenfalls 4 Rohre. Auf diese Weise wird erreicht, daß dem anfangs noch überwiegend gasförmigen Kältemedium vergleichsweise mehr Oberfläche und Querschnitt zum Wärmetausch zur Verfügung gestellt wird als dem stromabwärts immer mehr in flüssiger Form vorliegenden Kältemittel.In a particularly preferred embodiment, the first set of tubes 10a comprises 17 tubes, the second set of tubes 10b 10 tubes, the third set of tubes 10c 7 tubes, the fourth set of tubes 10d 6 tubes, the fifth set of tubes 10e 4 tubes and the sixth set of tubes 10 f also 4 pipes. In this way it is achieved that the initially predominantly gaseous refrigerant is provided with a comparatively larger surface area and cross section for heat exchange than the refrigerant which is more and more downstream in liquid form.

Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher hat vorzugsweise eine Breite von 300 bis 1000 mm und besonders bevorzugt von etwa 400 bis 700 mm und weiter bevorzugt etwa 560 bis 600 mm. Die Bauhöhe beträgt weiter bevorzugt von 200 bis 700 mm, weiter bevorzugt von 400 von 550 mm und besonders bevorzugt von 460 bis 500 mm. Eine Ausführungsform, die insbesondere für die oben genannte Anzahl von Rohren in den einzelnen Sätzen an Rohren bevorzugt ist, weist eine wirksame Stirnfläche von etwa 27,8 dm2 auf, das ergibt eine wirksame Breite des durchströmten Kondensators von etwa 580 mm und eine wirksame Höhe von etwa 480 mm. Eine bevorzugte Dichte an Rippen beträgt 75 Rippen pro dm. Fig. 1 zeigt ebenfalls Elemente zum Verankern des Kondensators im Motorraum eines Fahrzeugs. Darauf soll jedoch nicht weiter eingegangen werden.A heat exchanger according to the invention preferably has a width of 300 to 1000 mm and particularly preferably of approximately 400 to 700 mm and further preferably approximately 560 to 600 mm. The overall height is more preferably from 200 to 700 mm, more preferably from 400 to 550 mm and particularly preferably from 460 to 500 mm. One embodiment, which is particularly preferred for the above-mentioned number of tubes in the individual sets of tubes, has an effective end face of approximately 27.8 dm 2 , which gives an effective width of the flowed-through condenser of approximately 580 mm and an effective height of about 480 mm. A preferred density of ribs is 75 ribs per dm. Fig. 1 also shows elements for anchoring the capacitor in the engine compartment of a vehicle. However, this will not be discussed further.

In bevorzugter Ausführungsform sind die zuvor erläuterten Elemente des Kondensators miteinander verlötet, gelb chromatiert und schwarzpulverlackiert, um den Wärmeaustausch noch weiter zu optimieren.In a preferred embodiment, the previously explained elements of the Capacitor soldered together, chromated yellow and black powder coated to optimize the heat exchange even further.

Wie in der Beschreibungseinleitung bereits erörtert, wird ein derartiger Kondensator üblicherweise mit einem Betriebsdruck von 20 bar betrieben. Eine bevorzugte Ausführungsform eines in derartigen Kondensatoren verwendeten Rohres oder Flachrohres 10 ist in Fig. 4 vergrößert dargestellt. Ein derartiges Rohr hat besonders bevorzugt eine Breite von etwa 12 bis 20 mm, weiter bevorzugt 15 bis 17 mm und besonders bevorzugt etwa 16 mm. Die Höhe H beträgt vorzugsweise 1 bis 3 mm, weiter bevorzugt 1,5 bis 2,1 mm und besonders bevorzugt etwa 1,8 mm. Derartige Außendimensionen ermöglichen eine relativ geringe Stirnfläche des Rohrs, so daß der Druckabfall der den Kondensator durchströmenden Luft nicht zu groß wird. Auf der anderen Seite wird die wirksame Oberfläche insbesondere hin zu den Kühlrippen (in Fig. 4 die oben und unten dargestellten Außenseiten) optimiert.As already discussed in the introduction to the description, such a capacitor is usually operated at an operating pressure of 20 bar. A preferred embodiment of a tube or flat tube 10 used in such condensers is shown enlarged in FIG. 4. Such a tube particularly preferably has a width of approximately 12 to 20 mm, more preferably 15 to 17 mm and particularly preferably approximately 16 mm. The height H is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1.5 to 2.1 mm and particularly preferably about 1.8 mm. Such external dimensions enable a relatively small end face of the tube, so that the pressure drop in the air flowing through the condenser does not become too great. On the other hand, the effective surface is optimized, in particular towards the cooling fins (the outer and upper sides shown in FIG. 4).

Fig. 4 stellt den Flachrohrquerschnitt mit elf kreisrunden Strömungskanäle 11, die dazwischen liegenden Stege 12 und die mit den Außenwänden gebildeten Wandungen 13 dar. Eine bevorzugte Mindeststärke der Stege 12 beträgt S = 0,20 mm. Die Mindeststärke der Wandungen 13 beträgt vorteilhafterweise W = 0,30 mm. Die Strömungskanäle 11 haben erfindungsgemäß einen im wesentlichen runden Querschnitt und einen hydraulischen Durchmesser von 1,10 bis 1,30 mm. Der hydraulische Durchmesser entspricht bei einem kreisrunden Querschnitt dem Kreisdruchmesser. Weiter bevorzugt beträgt der hydraulische Durchmesser 1,14 bis 1,26 mm, noch weiter bevorzugt 1,18 mm bis 1,22 mm und am meisten bevorzugt etwa 1,20 mm. Es wurde gefunden, dass ein derartiger hydraulischer Durchmesser in besonderer Weise bei einem Einsatz eines Rohrs 10 in Mäanderstromkondensatoren einen optimalen, dimensionsbedingten Wärmeübergang ermöglicht. Fig. 5 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 4, insbesondere die der Luft zugewandten Seite des Rohrs 10. Es wurde gefunden, daß bei einer Abschrägung X von der Mitte des Rohrs bis zum oberen bzw. unteren Ende des Rohrs bei den genannten Größenordnungen um etwa 0,3 mm und ein Radius R von etwa 0,2 mm einen optimalen Strömungsverlauf des Kühlmittels Luft gewährleisten. Ein besonders bevorzugter Wärmeübergang zwischen dem am weitesten außen gelegenen Strömungskanal 11 und dieser vorderen Fläche ergibt sich bei einem wirksamen Abstand Y von dem Strömungskanal 11 zur Vorderfläche, der bevorzugt etwa 0,38 mm beträgt. Fig. 4 illustrates the flat tube cross-section having eleven circular flow channels 11, the intervening ribs 12 and the walls 13 formed by the outer walls. A preferred minimum thickness of the webs 12 is S = 0.20 mm. The minimum thickness of the walls 13 is advantageously W = 0.30 mm. The flow channels 11 according to the invention have an essentially round cross section and a hydraulic diameter of 1.10 to 1.30 mm. With a circular cross-section, the hydraulic diameter corresponds to the circular diameter. More preferably, the hydraulic diameter is 1.14 to 1.26 mm, still more preferably 1.18 mm to 1.22 mm, and most preferably about 1.20 mm. It has been found that such a hydraulic diameter enables an optimal, dimensionally dependent heat transfer in a special way when a tube 10 is used in meandering flow condensers. FIG. 5 shows a detail from FIG. 4, in particular the side of the tube 10 facing the air. It has been found that with a bevel X from the center of the tube to the upper or lower end of the tube in the above-mentioned order of magnitude by approximately 0.3 mm and a radius R of approximately 0.2 mm, an optimal flow of the coolant air is ensured , A particularly preferred heat transfer between the outermost flow channel 11 and this front surface results at an effective distance Y from the flow channel 11 to the front surface, which is preferably approximately 0.38 mm.

Ein erfindungsgemäßes Rohr wird vorzugsweise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung extrudiert. Dabei werden die runden Strömungskanäle durch im wesentlichen runde Matrizen im Extrusionswerkzeug erzeugt. Eine runde Ausbildung der Strömungkanäle ermöglicht nicht nur einen optimierten Wärmeübergang, insbesondere bei der Verwendung der Rohre in Mäanderstromkondensatoren, sondern hat ebenfalls große Vorteile bei der Fertigung der Rohre. Der Verzug beim Extrudieren ist gleichmäßig und minimal und der Verschleiß der runden Matrizen ist wesentlich geringer, als würden Matrizen mit eckiger Kontur, wie im Stand der Technik, eingesetzt. Damit ergeben sich, durch die Form der Strömungskanäle bedingt, gleich mehrere Vorteile gleichzeitig.A pipe according to the invention is preferably made of aluminum or one Extruded aluminum alloy. The round flow channels are in essentially round matrices created in the extrusion tool. A well-rounded education the flow channels not only enable an optimized heat transfer, especially when using the tubes in meandering capacitors, but also has great advantages in the manufacture of the pipes. The delay in Extrusion is uniform and minimal and the wear of the round dies is minimal much less than if matrices with an angular contour, as in the prior art Technology. This results from the shape of the flow channels conditionally, several advantages at the same time.

Claims (23)

1. Rohr für einen Kondensator mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar, mit:
  • a) einem Querschnitt, dessen Breite grösser ist als die Höhe,
  • b) einem in Höhenrichtung im wesentlichen flachen Querschnitt,
  • c) einer Reihe von in Breitenrichtung nebeneinander angeordneten Strömungskanälen (11),
  • d) wobei die Strömungskanäle (11) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen und
  • e) die Strömungskanäle (11) einen hydraulischen Durchmesser von 1,10 bis 1,30 mm aufweisen.
1. Pipe for a condenser with operating pressures of approximately 20 bar, with:
  • a) a cross section whose width is greater than the height,
  • b) a cross section which is essentially flat in the vertical direction,
  • c) a series of flow channels ( 11 ) arranged side by side in the width direction,
  • d) wherein the flow channels ( 11 ) have a substantially round cross section and
  • e) the flow channels ( 11 ) have a hydraulic diameter of 1.10 to 1.30 mm.
2. Rohr, nach Anspruch 1, wobei benachbarte Strömungskanäle (11) durch einen durchgehenden Steg (12) zwischen den Strömungskanälen voneinander getrennt sind.2. Pipe according to claim 1, wherein adjacent flow channels ( 11 ) are separated from one another by a continuous web ( 12 ) between the flow channels. 3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rohr (10) in Breitenrichtung nebeneinander angeordnete Strömungskanäle (11) aufweist.3. Pipe according to claim 1 or 2, wherein the tube ( 10 ) has flow channels ( 11 ) arranged next to one another in the width direction. 4. Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (11) einen hydraulischen Durchmesser von 1,14 mm bis 1,26 mm aufweisen.4. Pipe according to one of the preceding claims, wherein the flow channels ( 11 ) have a hydraulic diameter of 1.14 mm to 1.26 mm. 5. Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (11) einen hydraulischen Durchmesser von 1,18 mm bis 1,22 mm aufweisen.5. Pipe according to one of the preceding claims, wherein the flow channels ( 11 ) have a hydraulic diameter of 1.18 mm to 1.22 mm. 6. Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (11) einen hydraulischen Durchmesser von etwa 1,20 mm aufweisen.6. Pipe according to one of the preceding claims, wherein the flow channels ( 11 ) have a hydraulic diameter of about 1.20 mm. 7. Rohr nach Anspruch 6, wobei der Querschnitt des Rohres (10) eine Breite von etwa 16 mm, eine Höhe von etwa 1,8 mm, eine Mindeststärke (W) einer Wandung (13) zwischen den Strömungskanälen (11) und einer Aussenwand des Rohres etwa 0,30 mm und eine Mindeststärke (S) der Stege (12) zwischen den Strömungskanälen etwa 0,20 mm beträgt.7. Pipe according to claim 6, wherein the cross section of the tube ( 10 ) has a width of about 16 mm, a height of about 1.8 mm, a minimum thickness (W) of a wall ( 13 ) between the flow channels ( 11 ) and an outer wall of the tube is approximately 0.30 mm and a minimum thickness (S) of the webs ( 12 ) between the flow channels is approximately 0.20 mm. 8. Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Rohr (10) 11 parallele Strömungskanäle (11) in einer Reihe aufweist.8. Pipe according to one of the preceding claims, wherein the tube ( 10 ) has 11 parallel flow channels ( 11 ) in a row. 9. Kondensator mit Betriebsdrücken von etwa 20 bar mit mindestens einem Rohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.9. condenser with operating pressures of about 20 bar with at least one tube ( 10 ) according to any one of the preceding claims. 10. Kondensator nach Anspruch 9, ferner mit:
  • a) zwei Sammelrohren (21, 22), zwischen denen mehrere Rohre (10) nach einem der Ansprüche 1-8 beabstandet angeordnet sind,
  • b) wobei das Innere der Rohre (10) mit dem Inneren der Sammelrohre (21, 22) in dichter Verbindung steht, und
  • c) Kühlrippen (23), die zwischen benachbarten Rohren (10) angeordnet sind.
10. The capacitor of claim 9, further comprising:
  • a) two manifolds ( 21 , 22 ), between which a plurality of tubes ( 10 ) are arranged spaced apart according to one of claims 1-8,
  • b) the interior of the tubes ( 10 ) being in tight connection with the interior of the header tubes ( 21 , 22 ), and
  • c) cooling fins ( 23 ) which are arranged between adjacent tubes ( 10 ).
11. Kondensator nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Sammelrohre (21, 22) einen im wesentlichen runden Querschnitt haben und sich die Rohre (10) durch geeignete Öffnungen in die Sammelrohre (21, 22) erstrecken und damit fest verbunden sind.11. A condenser according to claim 9 or 10, wherein the manifolds ( 21 , 22 ) have a substantially round cross section and the tubes ( 10 ) extend through suitable openings in the manifolds ( 21 , 22 ) and are firmly connected thereto. 12. Kondensator nach einem der Ansprüche 9-11, wobei das erste Sammelrohr (21) mit einem Kältemitteleinlass (24) und das zweite Sammelrohr (22) mit einem Kältemittelauslass (25) verbunden ist.12. A condenser according to any one of claims 9-11, wherein the first manifold ( 21 ) with a refrigerant inlet ( 24 ) and the second manifold ( 22 ) is connected to a refrigerant outlet ( 25 ). 13. Kondensator nach Anspruch 12, wobei der Kältemitteleinlass (24) mit dem ersten Sammelrohr (21) im wesentlichen an einem ersten Ende und der Kältemittelauslass (25) mit dem zweiten Sammelrohr (22) im wesentlichen an einem zweiten Ende verbunden ist, das von dem dem ersten Ende des ersten Sammelrohrs (21) gegenüberliegenden Ende des zweiten Sammelrohrs (22) entfernt ist. 13. The condenser of claim 12, wherein the refrigerant inlet ( 24 ) is connected to the first manifold ( 21 ) substantially at a first end and the refrigerant outlet ( 25 ) is connected to the second manifold ( 22 ) substantially at a second end, which of the end of the second collecting pipe ( 22 ) opposite the first end of the first collecting pipe ( 21 ) is removed. 14. Kondensator nach Anspruch 12, wobei der Kältemitteleinlass (24) mit dem ersten Sammelrohr (21) an einem Ende und der Kältemittelauslass (25) mit dem anderen Ende des ersten Sammelrohrs (21) verbunden ist.14. The condenser of claim 12, wherein the refrigerant inlet ( 24 ) is connected to the first manifold ( 21 ) at one end and the refrigerant outlet ( 25 ) is connected to the other end of the first manifold ( 21 ). 15. Kondensator nach einem der Ansprüche 9-14, wobei die Sammelrohre (21, 22) und die Rohre (10) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass das Kältemittel zunächst durch einen ersten Satz Rohre (10a) von dem ersten Sammelrohr (21) zu dem zweiten Sammelrohr (22) geführt wird, sodann durch einen zweiten Satz Rohre (10b) von dem zweiten Sammelrohr (22) zu dem ersten Sammelrohr (21) zurückgeführt wird und sich dieser Verlauf gegebenenfalls wiederholt, so dass ein mehrflutiger Mäanderstrom-Kondensator gebildet wird.15. A condenser according to any one of claims 9-14, wherein the header tubes ( 21 , 22 ) and the tubes ( 10 ) are designed and arranged such that the refrigerant is first of all through a first set of tubes ( 10 a) from the first header tube ( 21 is) supplied to the second collecting tube (22), then through a second set of tubes (10 b) of the second header (22) is returned to the first header (21) and this course is repeated, if appropriate, so that a multi-flow Mäanderstrom- Capacitor is formed. 16. Kondensator nach Anspruch 15, wobei im zweiten Sammelrohr (22) für jedes Zurückführen des Kältemittels durch einen Satz Rohre (10a, c, e) zum ersten Sammelrohr (21) eine Trennwand (26) stromabwärts hinter dem letzen Rohr (10) dieses Satzes (10a, c, e) vorgesehen ist und gegebenfalls im ersten Sammelrohr (21) für jedes Zurückführen des Kältemittels durch einen weiteren Satz Rohre (10b, d, f) zum zweiten Sammelrohr (22) eine Trennwand (27) stromabwärts hinter dem letzten Rohr (10) dieses weiteren Satzes (10b, d, f) vorgesehen ist.16. The condenser of claim 15, wherein in the second header ( 22 ) for each return of the refrigerant through a set of tubes ( 10 a, c, e) to the first header ( 21 ), a partition ( 26 ) downstream behind the last tube ( 10 ) this set ( 10 a, c, e) is provided and, if necessary, a partition ( 27 ) downstream in the first header ( 21 ) for each return of the refrigerant through a further set of tubes ( 10 b, d, f) to the second header ( 22 ) behind the last tube ( 10 ) of this further set ( 10 b, d, f) is provided. 17. Kondensator nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Zahl der Rohre (10) zwischen einem Satz Rohre (10a-e) und einem weiteren, stromabwärts benachbarten Satz Rohren (10b-f) abnimmt oder zumindest gleich bleibt.17. A condenser according to claim 15 or 16, wherein the number of tubes ( 10 ) between a set of tubes ( 10 a-e) and another, downstream set of tubes ( 10 b-f) decreases or at least remains the same. 18. Kondensator nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei 6 Sätze Rohren (10a-f) vorgesehen sind und der erste Satz (10a), der von dem Kältemitteleinlass (24) wegführt, 17 Rohre aufweist, der zweite (10b) dem ersten stromabwärts benachbarte Satz 10 Rohre, der dritte (10c) dem zweiten stromabwärts benachbarte Satz 7 Rohre, der vierte (10d) dem dritten stromabwärts benachbarte Satz 6 Rohre, der fünfte (10e) dem vierten stromabwärts benachbarte Satz 4 Rohre und der sechste (10f) dem fünften stromabwärts benachbarte Satz 4 Rohre umfasst.18. Condenser according to one of claims 15 to 17, wherein 6 sets of tubes ( 10 a-f) are provided and the first set ( 10 a), which leads away from the refrigerant inlet ( 24 ), has 17 tubes, the second ( 10 b) first downstream set of 10 pipes, the third ( 10 c) the second downstream set of 7 pipes, the fourth ( 10 d) the third downstream set of 6 pipes, the fifth ( 10 e) the fourth downstream set of 4 pipes and the sixth ( 10 f) the fourth downstream set of 4 pipes. 19. Kondensator nach einem der Ansprüche 9-18, wobei der Kältemitteleinlass (24) für den Einlass von im wesentlichen Kältemitteldampf, die Sammelrohre (21, 22) und die Rohre (10) für das Kondensieren von Kältemitteldampf und der Kältemittelauslass (25) für den Auslass von im wesentlichen Kältemittelkondensat geeignet ist.19. A condenser according to any one of claims 9-18, wherein the refrigerant inlet ( 24 ) for the inlet of substantially refrigerant vapor, the manifolds ( 21 , 22 ) and the tubes ( 10 ) for condensing refrigerant vapor and the refrigerant outlet ( 25 ) for the outlet of essentially refrigerant condensate is suitable. 20. Verfahren zum Herstellen eines Rohres (10) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Rohr (10) extrudiert wird.20. A method of manufacturing a tube ( 10 ) according to any one of claims 1-8, wherein the tube ( 10 ) is extruded. 21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Rohr (10) aus Aluminium bzw. einer Legierung davon extrudiert wird.21. The method according to claim 20, wherein the tube ( 10 ) is extruded from aluminum or an alloy thereof. 22. Verwendung eines Rohrs (10) für einen Mäanderstromkondensator, insbesondere nach einem der Ansprüche 15-19, wobei das Rohr die folgenden Merkmale aufweist:
  • a) einen Querschnitt, dessen Breite grösser ist als die Höhe,
  • b) einen in Höhenrichtung im wesentlichen flachen Querschnitt und
  • c) eine Reihe von in Breitenrichtung nebeneinander angeordneten Strömungskanälen (11),
  • d) wobei die Strömungskanäle (11) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen.
22. Use of a tube ( 10 ) for a meandering flow condenser, in particular according to one of claims 15-19, wherein the tube has the following features:
  • a) a cross section whose width is greater than the height,
  • b) a cross section which is essentially flat in the vertical direction and
  • c) a series of flow channels ( 11 ) arranged side by side in the width direction,
  • d) wherein the flow channels ( 11 ) have a substantially round cross section.
23. Verwendung eines Rohrs (10) nach einem der Ansprüche 1-8 für einen Kondensator nach einem der Ansprüche 15-19.23. Use of a tube ( 10 ) according to any one of claims 1-8 for a condenser according to any one of claims 15-19.
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