DE102008028370A1

DE102008028370A1 - heat exchangers

Info

Publication number: DE102008028370A1
Application number: DE200810028370
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Janssen; Nicola Kimiaie; Martin Dr. Müller; Detlef Hagen
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-17
Also published as: EP2304373A1; WO2009149681A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, der Kanäle zur Durchleitung eines ersten Mediums (B) zur Kühlung bzw. Aufheizung eines zweiten Mediums (A) aufweist, und der ferner eine an den Wärmeaustauscher angeordnete Strömungsmaschine (1) zur Förderung des ersten Mediums (B) durch die Kanäle des Wärmetauschers aufweist, wobei der Wärmeaustauscher wenigstens zwei Teile umfasst, zwischen denen die Strömungsmaschine angeordnet ist. Durch die Integration der Strömungsmaschine zwischen einzelnen Teilen (Segmenten) des Wärmeaustauschers kann einerseits die Bauweise kompakt gehalten werden und anderseits fungiert der Wärmeaustauscher als Schalldämpfer für die Strömungsmaschine, die zum Durchleiten des Kühl- bzw. Heizmittels durch den Wärmetauscher benötigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen bzw. Aufheizen eines zweiten Mediums (A) durch ein erstes Medium (B) ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium (A) in einem Wärmeaustauscher an wenigstens zwei Seiten einer Strömungsmaschine vorbeigeleitet wird, durch die das erste Medium (B) geleitet wird.The invention relates to a heat exchanger, the channels for the passage of a first medium (B) for cooling or heating of a second medium (A), and further comprising a heat exchanger arranged on the flow machine (1) for conveying the first medium (B) having the channels of the heat exchanger, wherein the heat exchanger comprises at least two parts, between which the turbomachine is arranged. By integrating the turbomachine between individual parts (segments) of the heat exchanger on the one hand, the construction can be kept compact and on the other hand, the heat exchanger acts as a muffler for the turbomachine, which is required for passing the cooling or heating means through the heat exchanger. The method according to the invention for cooling or heating up a second medium (A) by a first medium (B) is characterized in that the second medium (A) is conducted past in a heat exchanger on at least two sides of a turbomachine, through which the first medium ( B) is passed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere einen mit Luft gekühlten Wärmeaustauscher.The Invention relates to a heat exchanger, in particular a cooled with air Heat exchanger.

Stand der TechnikState of the art

Ein Wärmeaustauscher oder auch Wärmeübertrager ist ein Apparat, der Wärme bzw. thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen überträgt. Je nach Wärmeübertragung unterscheidet man zwischen der direkten Wärmeübertragung, die auf dem Vorgang der kombinierten Wärme- und Stoffübertragung bei trennbaren Stoffströmen beruht, der indirekten Wärmeübertragung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stoffströme räumlich durch eine wärmedurchlässige Wand getrennt werden, und der halbdirekten Wärmeübertragung, die die Eigenschaften eines Wärmespeichers nutzt, und bei der beide Stoffe zeitversetzt mit dem Wärmespeicher in Kontakt gebracht werden.One heat exchangers or heat exchangers is an apparatus that has heat or transfers thermal energy from one stream to another. Depending on heat transfer a distinction is made between the direct heat transfer that occurs on the process the combined heat and mass transfer with separable material flows based, the indirect heat transfer, which is characterized in that the material flows through spatially a heat-permeable wall be separated, and the semi-direct heat transfer, the properties a heat storage uses, and in the two substances with a time lag with the heat storage be brought into contact.

Ferner lassen sich die Funktionsweisen eines Wärmeaustauschers nach der Art der Strömungsführung der beteiligten Medien unterscheiden.Further can the functioning of a heat exchanger according to the type the flow of the different media involved.

Beim Gegenstromprinzip werden die Stoffe so geführt, dass sie entgegenkommend aneinander vorbei strömen. Idealerweise werden die Temperaturen der Stoffströme getauscht, das heißt, dass das ursprünglich kalte Medium die Temperatur des ursprünglich heißen Mediums erreicht und umgekehrt. Da in der Regel die Wärmekapazitätsströme auf beiden Seiten des Wärmeübertragers nicht gleich sind, wird dies in der Praxis jedoch höchstens näherungsweise möglich. Im Gleichstrom werden die Stoffe derart geführt, dass sie nebeneinander in gleicher Richtung strömen. Idealerweise werden beide Stofftemperaturen angeglichen und liegen im Endergebnis immer zwischen den Ausgangstemperaturen. Die dritte Variante, der Kreuzstrom, führt die Stoffströme so, dass sich ihre Richtungen kreuzen. Diese Stoffführung liegt im Ergebnis zwischen Gegen- und Gleichstrom. Es sind aber auch beliebige Kombinationen dieser drei prinzipiellen Strömungsführungen möglich. Eine beliebte Kombination ist das Kreuzgegenstrom-Prinzip. Dabei werden die Stoffe insgesamt entgegenkommend aneinander vorbei geführt, wobei sie sich auf ihrem Weg immer wieder kreuzen. Idealerweise werden die Temperaturen der Stoffströme wie beim Gegenstrom getauscht.At the Counterflow principle, the substances are conducted so that they are responsive stream past each other. Ideally, the temperatures of the material streams are exchanged, this means, that originally cold medium reaches the temperature of the originally hot medium and vice versa. There usually the heat capacity flows on both Sides of the heat exchanger are not the same, but in practice this is at most approximately possible. In direct current, the substances are guided so that they are next to each other to flow in the same direction. Ideally, both fabric temperatures will be equalized and in line in the end result always between the starting temperatures. The third Variant, the cross current, leads the material flows like that, that their directions cross. This material handling lies in the result between Counter and direct current. But there are also any combinations of these three basic flow guides possible. A popular combination is the cross-countercurrent principle. It will be the fabrics in total, responsive to each other passed, where they to cross each other on their way. Ideally, the Temperatures of the material flows like exchanged at countercurrent.

Eine gute Effizienz für einen Wärmeaustauscher ist immer dann gegeben, wenn das Material, das die Medien trennt, eine gute Wärmeleitung und eine große Oberfläche aufweist. Ferner sollte der Wärmeübergang zwischen der Oberfläche und den strömenden Medien möglichst gut sein. Dies ist regelmäßig bei einer turbulenten Strömung gegeben, welche häufig bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten, bzw. bei einer hohen Reynoldszahl auftritt.A good efficiency for a heat exchanger is always given when the material that separates the media, a good heat conduction and a big one surface having. Furthermore, the heat transfer should between the surface and the streaming Media as possible be good. This is regular at a turbulent flow given, which often at high flow rates, or occurs at a high Reynolds number.

Allerdings erhöht sich mit steigender Strömungsgeschwindigkeit im Wärmeübertrager auch der Strömungswiderstand und die Effizienz reduziert sich nachteilig wieder. Ein erhöhter Strömungswiderstand bedeutet auch einen erhöhten Energieaufwand, um die Medien durch den Wärmeaustauscher zu führen. Zur Förderung eines Kühlmediums, z. B. Luft werden üblicherweise Strömungsmaschinen eingesetzt.Indeed elevated with increasing flow velocity in the heat exchanger also the flow resistance and the efficiency is reduced disadvantageously again. An increased flow resistance also means an elevated one Energy expenditure to guide the media through the heat exchanger. to advancement a cooling medium, z. B. Air are usually Turbomachinery used.

Insbesondere bei einer Wärmeübertragung, bei denen ein Medium eine Flüssigkeit, das andere Medium ein Gas, z. B. Luft ist, unterscheidet sich die Wärmekapazität je Volumen der Medien sehr stark. Daher muss in solchen Fällen volumenmäßig weit mehr Gas als Flüssigkeit durch den Wärmeaustauscher strömen. Zudem ist es häufig notwendig, die Fläche für den Wärmeübergang an das Gas zu erhöhen. Dies erfolgt beispielsweise durch Rippen, Lamellen oder gefaltete Bleche, z. B. bei Hochtemperatur-Heizkörpern, den Kühlschlangen an der Rückseite eines Kühlschrankes oder einer Klimaanlage und dem Kühler des Autos.Especially in a heat transfer, in which a medium is a liquid, the other medium is a gas, e.g. As air is, the heat capacity per volume differs the media very strong. Therefore, in such cases much more volumetrically Gas as a liquid through the heat exchanger stream. It is also common necessary, the area for the Heat transfer to increase the gas. This is done for example by ribs, slats or folded Sheets, z. As in high-temperature radiators, the cooling coils at the back a refrigerator or an air conditioner and the radiator of the car.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Strömungsmaschinen, die zur Förderung von Kühlluft durch Kühlluftkanäle eines Wärmeübertragers eingesetzt werden, werden in der Regel von außen an den Wärmeübertrager angeschlossen. Hierbei ergeben sich die beiden Möglichkeiten, die Strömungsmaschine saugend oder drückend anzuordnen. Die Bauformen der Strömungsmaschinen zur Kühlluftförderung sind üblicherweise so genannte Axial- oder Diagonallüfter. Diese Lüfter fördern bei einer vergleichsweise geringen Baugröße einen verhältnismäßig großen Luftmengenstrom bei jedoch gerin gem Druckaufbau. Die Geometrie der Kühlkanäle des Wärmeaustauschers muss diesbezüglich ausgelegt werden.The known from the prior art turbomachines for the promotion of cooling air through cooling air channels of a Heat exchanger used are usually from the outside to the heat exchanger connected. This results in the two possibilities, the turbomachine sucking or oppressive to arrange. The types of turbomachines for cooling air conveying are common so-called axial or diagonal fans. These fans help with a comparatively small size a relatively large amount of air flow but at the rate of pressure build-up. The geometry of the cooling channels of the heat exchanger must in this regard be interpreted.

Das Anflanschen der Strömungsmaschine an einen Wärmeaustauscher kann jedoch im Betrieb zu einer hohen Geräuschentwicklung führen. Je nach Anordnung der Strömungsmaschine am Wärmeübertrager ist mit lauten Ausblas- bzw. Ansauggeräuschen zu rechnen. Als Gegenmaßnahme können zwar Schalldämpfer auf der Saug- oder Druckseite angeordnet werden, dies ist jedoch im Allgemeinen mit einem zusätzlichen Kosten- und Leistungsaufwand verbunden und benötigt zusätzlichen Bauraum.The Flanging the turbomachine on a heat exchanger However, it can lead to a high level of noise during operation. ever after arrangement of the turbomachine at the heat exchanger is to be expected with loud exhaust or Ansauggeräuschen. As a countermeasure, though silencer be arranged on the suction or pressure side, but this is generally with an additional Cost and effort associated and requires additional space.

Gegebenenfalls muss für den Anschluss der Strömungsmaschine an den Wärmeübertrager eine komplizierte, und/oder strömungstechnisch ungünstige Anschlussgeometrie vorgesehen werden, die ebenfalls zusätzliche Kosten verursacht und Bauraum benötigt.Possibly must for the connection of the turbomachine to the heat exchanger a complicated, and / or fluidic unfavorable Connection geometry are provided, which also additional Costs caused and space required.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher mit einer Strömungsmaschine für ein fluides Medium zur Verfügung zu stellen, welcher die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet, und insbesondere kompakt aufgebaut ist und schallreduziert arbeitet.Of the Invention is based on the object, a heat exchanger with a turbomachine for a fluid medium available which overcomes the aforementioned disadvantages of the prior art, and in particular has a compact design and works sound reduced.

Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch einen Wärmeaustauscher mit der Gesamtheit an Merkmalen gemäß Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den jeweils rückbezogenen Ansprüchen.The Objects of the invention are achieved by a heat exchanger with the totality of features according to the main claim. Advantageous embodiments the device will become apparent from the respective back claims.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Idee, eine Strömungsmaschine derart in einen Wärmeaustauscher zu integrieren, dass die Nachteile bezüglich der Geräuschentwicklung weitgehend vermieden werden können, und dennoch eine strömungstechnisch sinnvolle, kompakte, Platz sparende Ausführungsform erreicht wird.Of the The basic idea of the invention is based on the idea of a turbomachine such in a heat exchanger to integrate that the disadvantages regarding the noise development can be largely avoided and yet a fluidic meaningful, compact, space-saving embodiment is achieved.

Dazu sieht die Erfindung vor, den Wärmeübertrager (Wärmeaustauscher) in wenigstens zwei Segmente zu unterteilen, zwischen denen wenigstens eine Strömungsmaschine angeordnet ist. Bei dem Wärmeübertrager handelt es sich insbesondere um einen Rekuperator, bei dem die Wärme aufnehmenden bzw. abgebenden Medien räumlich durch eine wärmedurchlässige Wand getrennt sind. Die wenigstens zwei Segmente des Wärmeübertragers, insbesondere die Kühlkanäle des Wärmeaustauschers wirken dabei vor und hinter der Strömungsmaschine vorteilhaft wie saug- und druckseitige Schalldämpfer.To provides the invention, the heat exchanger (Heat exchanger) into at least two segments, between which at least a turbomachine is arranged. At the heat exchanger it is in particular a recuperator in which absorb the heat or donating media spatially through a heat-permeable wall are separated. The at least two segments of the heat exchanger, in particular, the cooling channels of the heat exchanger act while advantageous in front of and behind the turbomachine like suction and pressure side silencers.

Bei der Wirkungsweise von Schalldämpfern lassen sich zwei Arten unterscheiden. Der Reflexionsschalldämpfer enthält mehrere, insbesondere vier Kammern, um das Prinzip der Schallreflexion zu nutzen. Beim mehrfachen Durchlaufen der Innenräume kommt es zu einer Mittelung der Schalldruckamplitude, was eine Reduzierung der Schalldruckspitzen zur Folge hat. Reflexionen werden in einem Schalldämpfer durch Prallwände, Querschnittserweiterungen und -verengungen erzeugt. In Abhängigkeit von der Konstruktionsweise kann sich jedoch bei einem solchen Gas durchströmten Schalldämpfer der Gasgegendruck erhöhen. Durch die Reflexion werden im Schalldämpfer hauptsächlich die tiefen Frequenzen gedämpft.at let the effect of mufflers There are two different types. The reflection silencer contains several, in particular four chambers to use the principle of sound reflection. When passing through the interiors several times, it is an averaging the sound pressure amplitude, which reduces the sound pressure peaks Episode has. Reflections are made in a muffler by baffles, cross-sectional extensions and constrictions generated. Dependent on however, the construction may be such a gas perfused silencer increase the gas back pressure. Due to the reflection in the silencer mainly the subdued low frequencies.

Demgegenüber enthält ein Absorptionsschalldämpfer in seinem Inneren ein poröses Material, im Regelfall Steinwolle oder Glaswolle. Das Material absorbiert die Schallenergie teilweise und wandelt sie dabei in Wärme um. Der Effekt der Schallabsorption wird durch die Mehrfachreflexion verstärkt. Es ist eine Reduzierung um 50 dB(A) möglich, was einer Verringerung des Schalldrucks um den Faktor 300 entspricht. Durch Absorption werden im Schalldämpfer hauptsächlich die oberen Frequenzen gedämpft.In contrast, contains an absorption silencer in a porous one inside Material, usually rock wool or glass wool. The material absorbs The sound energy partially and converts it into heat. The effect of sound absorption is due to the multiple reflection strengthened. It a reduction of 50 dB (A) is possible, which is a reduction corresponds to the sound pressure by a factor of 300. By absorption be in the muffler mainly the upper frequencies are muted.

Im Regelfall können beide Verfahren kombiniert werden, wie es bei Autoabgasen der Fall ist. Hier liegen üblicherweise zwei getrennte Schalldämpfer (Mittel- und Endschalldämpfer) oder ein kombinierter Schalldämpfer vor. Der Vorteil liegt in der Abdeckung eines möglichst breiten Frequenzspektrums.in the Usually can Both methods are combined, as is the case with car exhausts is. Here are usually two separate silencers (Middle and rear silencer) or a combined silencer in front. The advantage lies in the coverage of the widest possible frequency spectrum.

Ein mit Rippen, Lamellen oder gefalteten Blechen ausgestalteter Wärmeaustauscher, bzw. dessen Kühl-, bzw. Heizkanäle weisen ebenfalls viele kammerartige Räume auf, in denen der von der Strömungsmaschine erzeugte Schall vorteilhaft mehrfach reflektiert, und damit regelmäßig auch reduziert wird. Dies trifft nicht nur für die Saug- und Druckgeräusche des strömenden Mediums, sondern auch auf das eigentliche Motorengeräusch der Strömungsmaschine zu.One heat exchangers designed with ribs, lamellas or folded sheets, or its cooling, or heating channels also have many chamber-like spaces in which of the flow machine generated sound advantageous multiply reflected, and thus regularly too is reduced. This not only applies to the suction and pressure sounds of the flowing Medium, but also on the actual engine noise of the Turbomachine too.

Unter geeigneten Strömungsmaschinen im Sinne dieser Erfindung sind sowohl Maschinen für die Weiterleitung von gasförmigen, als auch von flüssigen Medien, d. h. allgemein von Fluiden zu verstehen. Typische Vertreter wären beispielsweise axial oder radial betriebene Lüfter oder auch Pumpen. Die vorteilhafte Wirkung der Schallreduzierung tritt, wenn auch unterschiedlich stark ausgeprägt, sowohl bei gasförmigen, als auch bei flüssigen Medien auf.Under suitable turbomachines For the purposes of this invention are both machines for forwarding of gaseous, as well as liquid Media, d. H. generally to be understood by fluids. Typical representatives would be for example axial or radial fan or pumps. The beneficial effect of sound reduction occurs, albeit to varying degrees, both in gaseous, as well as liquid Media on.

Die Integration der Strömungsmaschine innerhalb des Wärmeaustauschers weist ferner den Vorteil auf, dass bewegliche Teile der Strömungsmaschine, wie beispielsweise rotierende Lüfterflügel innerhalb des Wärmeaustauschersystems besser geschützt sind und zudem eine Verletzungsgefahr durch sich schnell bewegende Teile deutlich reduziert werden kann.The Integration of the turbomachine inside the heat exchanger further has the advantage that moving parts of the turbomachine, such as rotating fan blades within of the heat exchanger system better protected and there is also a risk of injury from fast-moving Parts can be significantly reduced.

Die wenigstens eine Strömungsmaschine ist dabei derart in den Wärmeübertrager eingebunden, dass die Kanäle der Strömungsmaschine Bestandteil der Kühl- bzw. Heizkanäle des Wärmeaustauschers sind. Die Strömungsmaschine muss dazu gegenüber den Räumen, durch die das zu kühlende, bzw. das aufzuheizende Medium geführt wird, entsprechend abgedichtet sein.The at least one turbomachine is doing so in the heat exchanger involved that the channels the turbomachine Part of the cooling or heating channels of the heat exchanger are. The turbomachine must be opposite to that rooms through which the to be cooled or the medium to be heated is performed, sealed accordingly be.

In einer speziellen Ausgestaltung werden die wenigstens zwei Segmente des Wärmeaustauschers über eine Umlenkung derart miteinander verbunden, dass dasselbe zu kühlende, bzw. aufzuheizende Medium an beiden Seiten der Strömungsmaschine vorbeigeführt wird. Dazu wird an einer Seite eine Umlenkvorrichtung angeordnet, die der Strom des zu kühlenden, bzw. aufzuheizenden Mediums um die Strömungsmaschine herumleitet.In a special embodiment, the at least two segments of the heat exchanger are connected to one another via a deflection in such a way that the same medium to be cooled or heated is conducted past on both sides of the turbomachine. For this purpose, a deflection device is arranged on one side, which is the flow of cooling, or medium to be heated herumleitet around the turbomachine.

Als Einsatzgebiet für die erfinderischen Wärmeaustauscher sind insbesondere mobile Anwendungen zu nennen, bei denen es neben einer kompakten Bauweise, auch auf eine möglichst geringe Schallemission ankommt. Eine typische Anwendung waren beispielsweise Brennstoffzellen, bzw. Brennstoffzellenstapel, insbesondere Direkt-Methanol-Brennstoffzellenstapel, die als Alternativen zu Akkumulatoren in mobilen Anwendungen, zum Beispiel in Laptops, eingesetzt werden.When Field of application for the innovative heat exchangers are in particular mobile applications to call, in which it next a compact design, even on the lowest possible sound emission arrives. A typical application was, for example, fuel cells, or fuel cell stack, in particular direct methanol fuel cell stack, the as alternatives to accumulators in mobile applications, for example in Laptops, to be used.

Das Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher umfasst folgende Schritte. Ein zu kühlendes, bzw. aufzuheizendes Medium wird an einem ersten Segment eines Wärmetauschers vorbeigeleitet, durch dessen Kühl-, bzw. Heizkanäle ein Kühl-, bzw. Heizmittel geleitet wird. Das zu kühlende, bzw. aufzuheizende Medium wird anschließend direkt durch eine benachbart zum ersten Segment angeordnete, Strömungsmaschine geführt, um direkt weiter an einem, benachbart zur Strömungsmaschine angeordneten, zweiten Segment des Wärmetauschers vorbeigeleitet zu werden, durch dessen Kühl- bzw. Heizkanäle ebenfalls ein Kühl- bzw. Heizmittel geleitet wird. Das erste und das zweite Segment des Wärmeaustauschers können dabei vom selben Kühl- bzw. Heizmedium durchflossen werden (mit Umleitung) oder aber von verschiedenen. Entsprechend können die Fließrichtungen des Kühl- bzw. Heizmediums in den Segmenten sowohl gleichgerichtet, als auch unterschiedlich gerichtet sein, in jedem Fall aber nahezu senkrecht zur Fließrichtung des zu kühlenden, bzw. aufzuheizenden Mediums.The Method for operating the heat exchangers according to the invention comprises the following Steps. A chilling, or medium to be heated is applied to a first segment of a heat exchanger bypassed by the cooling, or heating channels a cooling, or heating medium is passed. The to be cooled, or to be heated Medium will follow directly passed through an adjacent to the first segment arranged turbomachine to directly further to a, arranged adjacent to the turbomachine, second segment of the heat exchanger to be guided past, through its cooling or heating channels also a cooling or heating medium is passed. The first and the second segment of the heat exchanger can do it from the same cooling or heating medium be traversed (with diversion) or from different. Correspondingly the flow directions of the Cooling or Heating medium in the segments both rectified, and different be directed, but in any case almost perpendicular to the flow direction of the to be cooled or to be heated medium.

Aus Sicht des Kühl- bzw. Heizmediums ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Kühl- bzw. Heizmedium in einem Wärmeaustauscher an wenigsten zwei Seiten einer Strömungsmaschine vorbeigeleitet wird, durch die das zu kühlende bzw. aufzuheizende Medium geleitet wird.Out View of the cooling or heating medium, the method is characterized in that the cooling or heating medium in a heat exchanger At least two sides of a turbomachine are guided past becomes, through which the to be cooled or to be heated medium is passed.

Für den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher sind dabei alle gängigen Ausführungsformen denkbar, insbesondere:

– gas/gas Wärmeübertrager,
– flüssig/flüssig Wärmeübertrager,
– flüssig (zu kühlendes Medium)/gas (Kühlmedium),
– gas (zu kühlendes Medium)/flüssig (Kühlmedium),
– kondensierende Atmosphäre mit und ohne Inertgasanteil (zu kühlendes Medium)/flüssig (Kühlmedium), entspricht einem flüssiggekühlten Kondensator,
– kondensierende Atmosphäre mit und ohne Inertgasanteil (zu kühlendes Medium)/gas (Kühlmedium), entspricht einem gasgekühlter Kondensator.

For the heat exchanger according to the invention, all common embodiments are conceivable, in particular:

- gas / gas heat exchanger,
- liquid / liquid heat exchanger,
- liquid (medium to be cooled) / gas (cooling medium),
- gas (medium to be cooled) / liquid (cooling medium),
- Condensing atmosphere with and without inert gas (to be cooled medium) / liquid (cooling medium), corresponds to a liquid-cooled condenser,
- Condensing atmosphere with and without inert gas (to be cooled medium) / gas (cooling medium), corresponds to a gas-cooled condenser.

Die Erfindung verbindet in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauweise eines Wärmetauschers mit einer schalldämpfenden Funktion einer für den Wärmetauscher benötigten Strömungsmaschine.The Invention advantageously combines a compact design a heat exchanger with a sound-absorbing Function of a for the heat exchanger required Flow machine.

Spezieller BeschreibungsteilSpecial description part

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass die Erfindung dadurch darauf beschränkt wird.following The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments, without that the invention is limited thereto.

Die 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung mit einem zweiteiligen Wärmetauscher mit einem Segment 2a und einem Segment 2b in Form eines Kreuzstromwärmeübertragers. Der Wärmetauscher dient hierbei zum Abkühlen des Mediums A mit Hilfe des Kühlmediums B, beispielsweise Luft. Die Trennwände zwischen dem zu kühlenden Medium A und dem Kühlmedium B sind nicht eingezeichnet. Zwischen den beiden Segmenten des Wärmetauschers ist die Strömungsmaschine 1 angeordnet. Diese Anordnung bewirkt neben der Geräuschreduzierung auch eine kompakte, Platz sparende Bauweise dieses Gesamtsystems.The 1 shows schematically an embodiment of the invention with a two-part heat exchanger with a segment 2a and a segment 2 B in the form of a cross-flow heat exchanger. The heat exchanger serves to cool the medium A with the aid of the cooling medium B, for example air. The partitions between the medium to be cooled A and the cooling medium B are not shown. Between the two segments of the heat exchanger is the turbomachine 1 arranged. This arrangement causes not only the noise reduction but also a compact, space-saving design of this overall system.

In einer speziellen Ausgestaltung, wie in 2 zu sehen, ist an einer Seite des Systems ein Umlenkkasten (3) für das zu kühlende Medium A angeordnet, so dass das zu kühlende Medium um die Strömungsmaschine herumgeführt wird und wenigstens zweimal an den Kühlkanälen (saug- und druckseitig) vorbeigeführt wird. Bezüglich der Strömungsführung handelt es sich hierbei um einen Kreuzgleichstromwärmeübertrager. Die Strömungsführung des Kühlmediums B bleibt gegenüber der Ausführung in 1 unverändert.In a special embodiment, as in 2 to see is on one side of the system a deflection box ( 3 ) arranged for the medium to be cooled A, so that the medium to be cooled is guided around the turbomachine and at least twice past the cooling channels (suction and pressure side). With regard to the flow guidance, this is a cross-DC heat exchanger. The flow guidance of the cooling medium B remains opposite to the embodiment in 1 unchanged.

Eine weitere spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers gemäß 3 zeigt die Integration von zwei Strömungsmaschinen 1a, 1b zwischen drei Segmenten eines Wärmeaustauschers 2a, 2b, 2c. In dieser Ausführung verlaufen die drei Strömungen des zu kühlenden Mediums A in derselben Richtung. Dies ist aber erfindungsgemäß nicht darauf eingeschränkt. Das Kühlmedium B durchläuft nacheinander beide Strömungsmaschinen 1a, 1b.A further specific embodiment of the heat exchanger according to the invention 3 shows the integration of two turbomachines 1a . 1b between three segments of a heat exchanger 2a . 2 B . 2c , In this embodiment, the three flows of the medium to be cooled A run in the same direction. However, this is not limited to this according to the invention. The cooling medium B passes successively through both turbomachines 1a . 1b ,

Die 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der, ähnlich wie in 3 dargestellt, das Kühlmedium B nacheinander zwei Strömungsmaschinen 1a, 1b durchläuft. In dieser Version wird aber das abzukühlende Medium durch zweifache Umleitung an beiden Strömungsmaschinen vorbeigeführt. Denkbar ist eine Strömungsführung des zu kühlenden Mediums als Kreuzgleichstrom (nicht dargestellt) oder auch als Kreuzgegenstrom.The 4 shows a further embodiment of the invention, in which, similar to in 3 shown, the cooling medium B successively two turbomachines 1a . 1b passes. In this version, however, the medium to be cooled is passed by two bypasses on both turbomachines. It is conceivable flow guidance of the medium to be cooled as a cross-DC current (not shown) or as a cross countercurrent.

Einem Fachmann kann es überlassen werden, für ein vorgegebenes Kühlproblem (Medium, Volumenstrom, Temperaturdifferenz, etc.) eine geeignete Strömungsführung und die Anzahl an dazu benötigten Strömungsmaschinen zu ermitteln und entsprechend vorzusehen, ohne selbst erfinderisch tätig zu werden.a Professional can leave it be, for a given cooling problem (Medium, volume flow, temperature difference, etc.) a suitable Flow guidance and the number of required ones Turbomachinery and to provide for it without being inventive.

Claims

Heat exchanger - with channels for the passage of a first medium (B) for cooling or heating of a second medium (A) and - with a turbomachine arranged on the heat exchanger ( 1 ) for conveying the first medium (B) through the channels of the heat exchanger, characterized in that the heat exchanger comprises at least two parts, between which the turbomachine is arranged.

heat exchangers according to claim 1, with a pump as turbomachine.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 2, with ribs, slats or folded sheets.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 3, with a turbomachine to promote a gaseous one first medium.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 4, wherein the heat exchanger exists in at least three parts, between each of which one flow machine is arranged.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 5, in which the parts of the heat exchanger the turbomachine or the turbomachinery completely surrounded.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 6, wherein at least one turbomachine is a fan.

heat exchangers according to one of the claims 1 to 7 at which the heat exchanger Having lamellae.

Method of cooling or heating a second medium (A) by a first medium (B), characterized in that the second medium (A) in a heat exchangers passed on at least two sides of a turbomachine through which the first medium (B) is passed.

The method of claim 9, wherein the turbomachine a pump is.

Method according to one of claims 9 to 10, wherein the heat exchange via ribs or lamellae takes place.

Method according to one of claims 9 to 11, wherein a gaseous first Medium (B) is used.

Method according to one of claims 9 to 11, wherein a liquid first Medium (B) is used.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein a liquid second Medium (A) is used.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein a gaseous second Medium (A) is used.

Method according to one of claims 9 to 15, wherein the second Medium (A) first on a first side of the turbomachine is passed by, and then by deflection at the second Side of the turbomachine is bypassed.

Method according to one of claims 9 to 16, wherein the second Medium (A) by the first medium (B) is heated.

Method according to one of claims 9 to 16, wherein the second Medium (A) through the first medium (B) is cooled.