DE102012109625A1

DE102012109625A1 - Thermischer Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs-, Klimaanlage

Info

Publication number: DE102012109625A1
Application number: DE102012109625A
Authority: DE
Inventors: Lakhi Nandlal Goenka
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-05-02
Also published as: US9242530B2; US20130105126A1

Abstract

Es wird ein thermischer Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage offenbart, wobei der thermische Energietauscher eine Vielzahl von ersten Röhren zum Aufnehmen eines Fluids darin umfasst, die mit einer Vielzahl von zweiten Röhren verschränkt sind, wobei mindestens ein Teil von mindestens einer der zweiten Röhren ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaregelungsanlage für ein Fahrzeug und genauer gesagt einen thermischen Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug umfasst typischerweise eine Klimaregelungsanlage, die eine Temperatur in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs auf einem angenehmen Niveau hält, indem sie Heizung, Kühlung und Lüftung bereitstellt. Der Komfort im Fahrgastraum wird durch einen integrierten Mechanismus aufrechterhalten, der in der Technik als Heizungs-, Lüftungs- und Klima-(HLK) Anlage bezeichnet wird. Die HLK-Anlage klimatisiert die Luft, die durch diese hindurch strömt und verteilt die klimatisierte Luft im ganzen Fahrgastraum.
Typischerweise stellt ein Kompressor einer Kühlanlage eine Strömung eines Fluids, das eine gewünschte Temperatur aufweist, einem Verdampfer bereit, der in der HLK-Anlage angeordnet ist, um die Luft zu klimatisieren. Der Kompressor wird im Allgemeinen von einem kraftstoffbetriebenen Motor des Fahrzeugs angetrieben. In den letzten Jahren wurden jedoch Fahrzeuge mit verbessertem Kraftstoffverbrauch gegenüber dem kraftstoffbetriebenen Motor und andere Fahrzeuge immer beliebter, da die Kosten für herkömmlichen Kraftstoff zunehmen. Der verbesserte Kraftstoffverbrauch ist auf bekannte Technologien zurückzuführen, wie etwa Rückgewinnungsbremsung, Unterstützung durch einen Elektromotor und Betrieb bei ausgeschaltetem Motor. Obwohl die Technologien den Kraftstoffverbrauch verbessern, funktionieren die Zubehörteile, die von dem kraftstoffbetriebenen Motor betrieben werden, nicht mehr, wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist. Ein Hauptzubehörteil, das nicht funktioniert, ist der Kompressor der Kühlanlage. Daher klimatisiert der Verdampfer, der in der HLK-Anlage angeordnet ist, ohne die Verwendung des Kompressors nicht die Luft, die durch diesen hindurch strömt, und die Temperatur des Fahrgastraums steigt auf einen Punkt über einer gewünschten Temperatur an.
Entsprechend haben Fahrzeughersteller einen thermischen Energietauscher verwendet, der in der HLK-Anlage angeordnet ist, um die Luft zu klimatisieren, die durch diesen hindurch strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist. Ein derartiger thermischer Energietauscher, der auch als Kältespeicher bezeichnet wird, wird in dem US-Patent Nr. 6,854,513 mit dem Titel „VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM WITH COLD ACCUMULATOR” beschrieben, das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird. Der Kältespeicher umfasst ein Phasenänderungsmaterial, das auch als Kältespeichermaterial bezeichnet wird und auf diesem angeordnet ist. Das Kältespeichermaterial absorbiert Wärme aus der Luft, wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist. Das Kältespeichermaterial wird dann durch die klimatisierte Luftaufgeladen, die aus dem Kühlungswärmetauscher strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor in Betrieb ist.
In dem US-Patent Nr. 6,691,527 mit dem Titel „AIR-CONDITIONER FOR A MOTOR VEHICLE”, das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, wird ein thermischer Energietauscher offenbart, auf dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist. Das Phasenänderungsmaterial des thermischen Energietauschers klimatisiert eine Luftströmung durch die HLK-Anlage, wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist. Das Phasenänderungsmaterial wird durch eine Strömung eines Fluids aus der Kühlanlage durch dieses hindurch aufgeladen.
Obwohl die HLK-Anlagen nach dem Stand der Technik angemessene Leistung erbringen, ist es wünschenswert, einen thermischen Energietauscher, auf dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist, für eine HLK-Anlage zu erzeugen, wobei seine Wirksamkeit und Effizienz maximiert sind.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit und gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise ein thermischer Energietauscher für eine HLK-Anlage gefunden, auf dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist, wobei seine Wirksamkeit und Effizienz maximiert sind.
Bei einer Ausführungsform umfasst der thermische Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage ein Hauptgehäuse mit einem hohlen Innenraum; eine Vielzahl von ersten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und dazwischen offene Flächen bilden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid darin aufnimmt; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei die zweiten Röhren mit den ersten Röhren verschränkt sind, wobei mindestens ein Teil von mindestens einer der zweiten Röhren ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der thermische Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage ein hohles Hauptgehäuse, das einen ersten Einlass und einen ersten Auslass umfasst, wobei der erste Einlass und der erste Auslass mit einer Quelle gekühlten Fluids in Fluidverbindung stehen, wobei das Gehäuse ferner einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass umfasst, wobei der zweite Einlass und der zweite Auslass mit einem Wärmetauscher in Fluidverbindung stehen, der in einem Steuermodul einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage angeordnet ist; eine Vielzahl von ersten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und dazwischen offene Flächen bilden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids darin aufnimmt und die offenen Flächen ein zweites Fluid aus dem Wärmetauscher darin aufnehmen; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei mindestens eine der zweiten Röhren ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der thermische Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage ein hohles Hauptgehäuse, das einen ersten Einlass und einen ersten Auslass umfasst, wobei der erste Einlass und der erste Auslass mit einer Quelle gekühlten Fluids in Fluidverbindung stehen, wobei das Gehäuse ferner einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass umfasst, wobei der zweite Einlass und der zweite Auslass mit einem Wärmetauscher in Fluidverbindung stehen, der in einem Steuermodul der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage angeordnet ist; eine Vielzahl von ersten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und den ersten Einlass und den ersten Auslass fluidtechnisch verbinden, wobei die ersten Röhren offene Flächen dazwischen bilden, wobei die offenen Flächen den zweiten Einlass und den zweiten Auslass fluidtechnisch verbinden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids darin aufnimmt und die offenen Flächen ein zweites Fluid aus dem Wärmetauscher darin aufnehmen; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei mindestens eine der zweiten Röhren abwechselnde erste Röhren umgibt, die dazwischen einen Zwischenraum bilden, wobei der Zwischenraum ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann nach dem Durchlesen der nachstehenden ausführlichen Beschreibung diverser Ausführungsformen der Erfindung ohne Weiteres hervorgehen, wenn sie angesichts der beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:
1 eine schematisches Teilablaufdiagramm einer HLK-Anlage, das eine schematische Querschnittsansicht eines thermischen Energietauschers umfasst, in dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Teilaufrissansicht im Querschnitt eines thermischen Energietauschers, in dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
3 eine schematische Teilaufrissansicht im Querschnitt eines thermischen Energietauschers, in dem ein Phasenänderungsmaterial angeordnet ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern diverse Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen und zu verwenden, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung in irgendeiner Art und Weise einzuschränken.
1 zeigt eine Heizungs-, Lüftungs- und Klima-(HVAC) Anlage 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die HLK-Anlage 10 stellt typischerweise Heizung, Lüftung und Klimatisierung für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) bereit. Die HLK-Anlage 10 umfasst ein Steuermodul 12, um mindestens eine Temperatur des Fahrgastraums zu steuern. Das abgebildete Modul 12 umfasst ein hohles Hauptgehäuse 14 mit einer darin gebildeten Luftstromleitung 15. Das Gehäuse 14 umfasst einen Einlassabschnitt 16, einen Misch- und Klimatisierungsabschnitt 18 und einen Auslass- und Verteilungsabschnitt (nicht gezeigt). Bei der gezeigten Ausführungsform ist ein Lufteinlass 22 in dem Einlassabschnitt 16 gebildet. Der Lufteinlass 22 steht in Fluidverbindung mit einer Luftversorgung (nicht gezeigt). Die Luftversorgung kann beispielsweise von außerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt werden, vom Fahrgastraum des Fahrzeugs aus zurückgeführt werden, oder es kann sich um eine Mischung von beiden Möglichkeiten handeln. Der Einlassabschnitt 16 ist dazu geeignet, ein Gebläselaufrad (nicht gezeigt) darin aufzunehmen, um Luft dazu zu veranlassen, durch den Lufteinlass 22 zu strömen. Je nach Bedarf kann ein Filter (nicht gezeigt) oberhalb oder unterhalb des Einlassabschnitts 16 bereitgestellt werden.
Der Misch- und Klimatisierungsabschnitt 18 des Gehäuses 14 ist dazu geeignet, um einen Verdampferkörper 24 und mindestens eines von einem Wärmetauscher 26 und einem Heizkörper 28 darin aufzunehmen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind der Wärmetauscher 26 und der Heizkörper 28 unterhalb einer Mischtür 29 angeordnet. Die Mischtür 29 ist dazu geeignet, um selektiv eine Luftströmung durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 hindurch zu erlauben, wenn die HLK-Anlage 10 nicht in einer Verminderungsbetriebsart funktioniert. Je nach Bedarf kann ein Filter (nicht gezeigt) auch oberhalb des Verdampferkörpers 24 bereitgestellt werden.
Der Verdampferkörper 24 steht über eine Leitung 36 in Fluidverbindung mit einer Quelle gekühlten Fluids 30, wie beispielsweise mit einer Kühlanlage. Der Verdampferkörper 24 ist dazu geeignet, um thermische Energie zu absorbieren und die Luft abzukühlen, die durch diesen hindurch strömt, wenn ein kraftstoffbetriebener Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist.
Der Wärmetauscher 26 steht über eine Leitung 40 in Fluidverbindung mit einem thermischen Energietauscher 38. Die Leitung 40 umfasst eine Pumpe 42 und ein Ventil 44, das darin angeordnet ist. Die Pumpe 42 ist dazu geeignet, um ein Fluid (nicht gezeigt), das darin angeordnet ist, dazu zu veranlassen, durch die Leitung 40 zu fließen. Das Ventil 44 wirkt selektiv einer Strömung des Fluids durch dieses hindurch entgegen. Es versteht sich, dass das Fluid ein beliebiges herkömmliches Fluid sein kann, wie beispielsweise ein Motorkühlmittel. Das Fluid ist dazu geeignet, um thermische Energie zu absorbieren und die Luft abzukühlen, die durch den Wärmetauscher 26 strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist.
Der thermische Energietauscher 38 steht auch über eine Leitung 46 in Fluidverbindung mit der Quelle gekühlten Fluids 30. Die Leitung 46 kann ein Ventil 48 umfassen, das darin angeordnet ist, um selektiv einer Strömung des gekühlten Fluids durch dieses hindurch entgegenzuwirken.
Der Heizkörper 28 steht über eine Leitung 52 in Fluidverbindung mit einer Quelle erhitzten Fluids 50. Die Quelle erhitzten Fluids 50 kann eine beliebige herkömmliche Quelle erhitzten Fluids sein, wie beispielsweise der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs, und das erhitzte Fluid kann ein beliebiges herkömmliches Fluid sein, wie beispielsweise ein Motorkühlmittel. Ein Ventil 54 kann in der Leitung 52 angeordnet sein, um selektiv einer Strömung des erhitzten Fluids durch dieses hindurch entgegenzuwirken. Der Heizkörper 28 ist dazu geeignet, um thermische Energie abzugeben und die Luft zu erhitzen, die durch diesen hindurch strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist. Es versteht sich, dass die Quelle erhitzten Fluids 50 je nach Bedarf in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher 26 stehen kann, ohne Umfang und Geist der Erfindung zu verlassen.
Bei der gezeigten Ausführungsform weist der thermische Energietauscher 38 eine Querstromkonfiguration auf und umfasst ein Hauptgehäuse 60 mit einem hohlen Innenraum. Das Hauptgehäuse 60 kann aus herkömmlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise aus Polypropylen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Hauptgehäuse 60 im Allgemeinen rechteckig geformt. Es versteht sich, dass das Hauptgehäuse 60 je nach Bedarf andere Formen aufweisen kann, wie beispielsweise zylindrisch. Das Hauptgehäuse 60 umfasst einen ersten Einlass 64, einen zweiten Einlass 66, einen ersten Auslass 68 und einen zweiten Auslass 70, die darin gebildet sind. Die Einlässe 64, 66 und die Auslässe 68, 70 sind gebildet, um sich seitlich von dem Hauptgehäuse 60 aus nach außen zu erstrecken. Der erste Einlass 64 und der erste Auslass 68 stehen über die Leitung 46 in Fluidverbindung mit der Quelle gekühlten Fluids 30. Der zweite Einlass 66 und der zweite Auslass 70 stehen über die Leitung 40 in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher 26. Ein Isoliermaterial (nicht gezeigt) kann auf einer Außenfläche des Hauptgehäuses 60 angeordnet werden, um dem Verlust thermischer Energie von diesem aus entgegenzuwirken.
Der erste Einlass 64 und der erste Auslass 68 sind durch einen ersten Einlassverteiler 72, einen zweiten Auslassverteiler 73 und eine Vielzahl von ersten Röhren 74, die sich dazwischen erstrecken, fluidtechnisch verbunden. Die Verteiler 72, 73 und die ersten Röhren 74 sind in dem hohlen Innenraum des thermischen Energietauschers 38 angeordnet und nehmen das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch diesen hindurch auf. Die Verteiler 72, 73 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 60 im Wesentlichen parallel zu einer Strömung des Fluids aus der Quelle des gekühlten Fluids 30 in den ersten Einlass 64 und aus dem ersten Auslass 68 gebildet.
Die ersten Röhren 74 sind im Wesentlichen zueinander parallel und sind beabstandet, um eine Reihe von offenen Flächen 78 dazwischen zu bilden. Die Strömung des Fluids durch die ersten Röhren 74 ist im Wesentlichen rechtwinklig zu der Strömung des Fluids aus der Quelle des gekühlten Fluids 30 durch den ersten Einlass 64, den ersten Auslass 68 und die Verteiler 72, 73. Die ersten Röhren 74 können eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich davon radial nach außen erstrecken, und/oder ein Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich darin radial nach innen erstrecken, umfassen, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 und dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 zu verbessern. Die ersten Röhren 74 und die Rippen werden aus einem thermisch leitfähigen Material angefertigt, wie beispielsweise aus Kupfer. Der zweite Einlass 66 und der zweite Auslass 70 sind durch die offenen Flächen 78, die durch die ersten Röhren 74 definiert werden, fluidtechnisch verbunden. Die offenen Flächen 78 nehmen das Fluid aus dem Wärmetauscher 26 durch diese hindurch auf. Die Strömung des Fluids durch die offenen Flächen 78 ist im Wesentlichen parallel zu der Strömung des Fluids aus dem Wärmetauscher 26 durch den zweiten Einlass 66 und den zweiten Auslass 70 und im Wesentlichen rechtwinklig zu der Strömung von Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch die ersten Röhren 74.
Wie in 1 abgebildet, umfasst der thermische Energietauscher 38 ferner einen dritten Verteiler 80, einen vierten Verteiler 82 und eine Vielzahl von zweiten Röhren 84, die sich zwischen den Verteilern 80, 82 und durch die Verteiler 72, 73 erstrecken. Jeder der Verteiler 80, 82 und der zweiten Röhren 84 umfasst ein Phasenänderungsmaterial 86, das darin angeordnet ist. Das Phasenänderungsmaterial 86 kann ein beliebiges Material sein, das auf vorherbestimmten Temperaturen schmilzt und erstarrt, wie beispielsweise Paraffinwachs, Alkohol, Wasser und eine beliebige Kombination davon, und in der Lage ist, thermische Energie zu speichern und abzugeben. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Phasenänderungsmaterial 86 dazu geeignet, um thermische Energie des Fluids zu absorbieren, das durch die offenen Flächen 78 strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist, und um thermische Energie an das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 abzugeben, das durch die ersten Röhren 74 strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor in Betrieb ist.
Wie gezeigt, sind die Verteiler 80, 82 auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 60 neben einer Außenfläche jeweils der Verteiler 72, 73 gebildet, eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 86 zu verbessern. Mindestens einer der Verteiler 80, 82 kann eine Öffnung (nicht gezeigt) umfassen, die darin gebildet ist, um ein Füllen der Verteiler 80, 82 und der zweiten Röhren 84 zu erleichtern. Bei bestimmten Ausführungsformen wird das Phasenänderungsmaterial 86 über seinen Schmelzpunkt erhitzt, um das Phasenänderungsmaterial 86 zu verflüssigen. Das flüssige Phasenänderungsmaterial 86 wird dann in die Öffnung gegossen, wodurch die Verteiler 80, 82 und die zweiten Röhren 84 gefüllt werden. Ein Deckel (nicht gezeigt) kann über der Öffnung angeordnet sein, um einem Auslaufen des Phasenänderungsmaterials 86 daraus entgegenzuwirken.
Die zweiten Röhren 84 sind im Wesentlichen parallel zueinander und in den offenen Flächen 78 angeordnet, die durch die ersten Röhren 74 definiert werden. Wie gezeigt, sind die zweiten Röhren 84 mit den ersten Röhren 74 verschränkt, um gegebenenfalls die Übertragung thermischer Energie zwischen den Fluiden und dem Phasenänderungsmaterial 86 weiter zu verbessern. Es versteht sich, dass die zweiten Röhren 84 eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich davon radial nach außen erstrecken, und/oder ein Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich radial nach innen erstrecken, umfassen können, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 86 zu verbessern.
Wenn im Gebrauch der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch die Leitungen 36, 46. Entsprechend fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch den Verdampferkörper 24 und den thermischen Energietauscher 38. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in den Verdampferkörper 24, wo die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Der klimatisierte Luftstrom verlässt dann den Verdampferkörper 24. Wenn die HLK-Anlage 10 nicht in der Verminderungsbetriebsart funktioniert, erlaubt es die Mischtür 29 der Luft aus dem Verdampferkörper 24 selektiv, durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt zu strömen. Das Fluid, das durch die Leitung 46 fließt, strömt in und durch die ersten Röhren 74 des thermischen Energietauschers 38. Das Fluid, das durch die Leitung 46 fließt, absorbiert thermische Energie aus dem Phasenänderungsmaterial 86, das in den Verteilern 80, 82 und den zweiten Röhren 84 angeordnet ist. Die Übertragung thermischer Energie kühlt das Phasenänderungsmaterial 86 ab und lässt es erstarren. Zudem kühlt das Phasenänderungsmaterial 86 das Fluid, das durch die Leitung 40 und den Wärmetauscher 26 fließt, indem es davon thermische Energie absorbiert. Die thermische Energie, die von dem Phasenänderungsmaterial 86 absorbiert wird, wird dann auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 übertragen.
Wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 nicht durch die Leitungen 36, 46. Entsprechend fließt das Fluid nicht durch den Verdampferkörper 24 oder den thermischen Energietauscher 38. Die Pumpe 42 veranlasst das Fluid, das in dem Wärmetauscher 26 angeordnet ist, durch die Leitung 40 und den thermischen Energietauscher 38 zu fließen. Das Fluid fließt in und durch die offenen Flächen 78 des thermischen Energietauschers 38, wobei es thermische Energie an das Phasenänderungsmaterial 86 abgibt, das in den Verteilern 80, 82 und den zweiten Röhren 84 derselben angeordnet ist. Entsprechend wird das Fluid durch das Phasenänderungsmaterial 86 abgekühlt. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in und durch den Verdampferkörper 24, wo seine Temperatur unverändert bleibt. Die Luft verlässt dann den Verdampferkörper 24 und kann selektiv durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 strömen.
Im Wärmetauscher 26 wird die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid, das durch diesen hindurch fließt, auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt. Das Fluid absorbiert und überträgt die thermische Energie von der Luft auf das Phasenänderungsmaterial 86, das in den Verteilern 80, 82 und den zweiten Röhren 84 des thermischen Energietauschers 38 angeordnet ist. Somit wird das Phasenänderungsmaterial 86 zum Schmelzen gebracht. Die klimatisierte gekühlte Luft verlässt dann den Wärmetauscher 26 und strömt durch den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt.
2 zeigt einen thermischen Energietauscher 138 zur Verwendung in der HLK-Anlage 10 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Der thermische Energietauscher 138 weist eine Konfiguration mit Kreuzströmung auf und umfasst ein Hauptgehäuse 160 mit einem hohlen Innenraum. Das Hauptgehäuse 160 kann zum Beispiel aus herkömmlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise aus Polypropylen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Hauptgehäuse 160 im Allgemeinen rechteckig geformt. Es versteht sich, dass das Hauptgehäuse 160 je nach Bedarf andere Formen aufweisen kann, wie beispielsweise eine zylindrische Form. Das Hauptgehäuse 160 umfasst einen ersten Einlass 164, einen zweiten Einlass 166, einen ersten Auslass 168 und einen zweiten Auslass 170, die daran gebildet sind. Die Einlässe 164, 166 und die Auslässe 168, 170 sind gebildet, um sich seitlich vom Hauptgehäuse 160 aus nach außen zu erstrecken. Der erste Einlass 164 und der erste Auslass 168 stehen in Fluidverbindung mit der Quelle gekühlten Fluids 30, wie in 1 gezeigt. Der zweite Einlass 166 und der zweite Auslass 170 stehen in Fluidkommunikation mit dem Wärmetauscher 26, wie in 1 gezeigt. Ein Isoliermaterial (nicht gezeigt) kann auf einer Außenfläche des Hauptgehäuses 160 angeordnet werden, um einem Verlust der thermischen Energie davon entgegenzuwirken.
Der erste Einlass 164 und der erste Auslass 168 sind über einen ersten Einlassverteiler 172, einen zweiten Auslassverteiler 173 und eine Vielzahl von ersten Röhren 174, die sich dazwischen erstrecken, fluidtechnisch verbunden. Die Verteiler 172, 173 und die ersten Röhren 174 sind in dem hohlen Innenraum des thermischen Energietauschers 138 angeordnet und nehmen das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch diese hindurch auf. Die Verteiler 172, 173 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Hauptgehäuses 160 im Wesentlichen parallel zu einer Strömung des Fluids von der Quelle des gekühlten Fluids 30 in den ersten Einlass 164 und aus dem ersten Auslass 168 angeordnet. Wie gezeigt, dient jeder der Verteiler 172, 173 als Diffusor, um den Durchsatz des Fluids aus der Quelle gekühlten Fluids 30 in den thermischen Energietauscher 138 allmählich zu verringern und den Durchsatz des Fluids aus der Quelle gekühlten Fluids 30 aus dem thermischen Energietauscher 138 allmählich zu erhöhen. Es versteht sich jedoch, dass die Verteiler 172, 173 je nach Bedarf eine beliebige Form aufweisen können.
Die ersten Röhren 174 sind im Wesentlichen parallel zueinander und sind beabstandet, um eine Reihe von offenen Flächen 178 dazwischen zu definieren. Die Strömung des Fluids durch die ersten Röhren 174 ist im Wesentlichen parallel zur Strömung des Fluids aus der Quelle des gekühlten Fluids 30 durch den ersten Einlass 164, den ersten Auslass 168 und die Verteiler 172, 173. Die ersten Röhren 174 können eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt) umfassen, die sich davon radial nach außen erstrecken, und/oder eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich darin radial nach innen erstrecken, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 und dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 zu verbessern. Die ersten Röhren 174 und die Rippen werden aus einem thermisch leitfähigen Material angefertigt, wie beispielsweise aus Kupfer. Der zweite Einlass 166 und der zweite Auslass 170 sind über die offenen Flächen 178, die von dem Hauptgehäuse 160 und den ersten Röhren 174 definiert sind, fluidtechnisch verbunden. Die offenen Flächen 178 nehmen das Fluid aus dem Wärmetauscher 26 durch diesen hindurch auf. Die Strömung des Fluids durch die offenen Flächen 178 ist im Wesentlichen parallel zur Strömung des Fluids aus dem Wärmetauscher 26 durch den zweiten Einlass 166 und den zweiten Auslass 170 und im Wesentlichen rechtwinklig zur Strömung von Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids durch die ersten Röhren 174.
Der thermische Energietauscher 138 umfasst ferner einen dritten Verteiler 180, einen vierten Verteiler 182 und eine Vielzahl von zweiten Röhren 184, die sich zwischen den Verteilern 180, 182 erstrecken. Jeder der Verteiler 180, 182 und der zweiten Röhren 184 umfasst ein Phasenänderungsmaterial 186, das darin angeordnet ist. Das Phasenänderungsmaterial 186 kann ein beliebiges Material sein, das auf vorherbestimmten Temperaturen schmilzt und erstarrt, wie beispielsweise Paraffinwachs, Alkohol, Wasser und eine beliebige Kombination davon, und in der Lage ist, thermische Energie zu speichern und abzugeben. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Phasenänderungsmaterial 186 dazu geeignet, um thermische Energie des Fluids zu absorbieren, das durch die offenen Flächen 178 strömt, wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist, und um thermische Energie an das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, das durch die ersten Röhren 174 strömt, abzugeben, wenn der kraftstoffbetriebene Motor in Betrieb ist.
Der gezeigte Verteiler 180 umfasst eine Öffnung 187, die darin gebildet ist, um das Füllen der Verteiler 180, 182 und der zweiten Röhren 184 zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Öffnung 187 gegebenenfalls in dem Verteiler 182 gebildet sein kann. Bei bestimmten Ausführungsformen wird das Phasenänderungsmaterial 186 über seinen Schmelzpunkt erhitzt, um das Phasenänderungsmaterial 186 zu verflüssigen. Das flüssige Phasenänderungsmaterial 186 wird dann in die Öffnung 187 gegossen, wodurch es die Verteiler 180, 182 und die zweiten Röhren 184 ausfüllt. Ein Deckel 188 ist über der Öffnung 187 angeordnet, um einem Auslaufen des Phasenänderungsmaterials 186 daraus entgegenzuwirken.
Wie gezeigt, sind die Verteiler 180, 182 auf gegenüberliegenden Seiten des Hauptgehäuses 160 neben einer Innenfläche jeweils der Verteiler 172, 173 angeordnet, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 186 zu verbessern. Die zweiten Röhren 184 sind im Wesentlichen parallel zueinander und sind in den offenen Flächen 178 angeordnet, die durch die ersten Röhren 174 definiert sind. Wie gezeigt, sind die zweiten Röhren 184 mit den ersten Röhren 174 verschränkt, um gegebenenfalls die Übertragung thermischer Energie zwischen den Fluiden und dem Phasenänderungsmaterial 186 weiter zu verbessern. Es versteht sich, dass die zweiten Röhren 184 eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich davon radial nach außen erstrecken, und/oder eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich darin radial nach innen erstrecken, umfassen können, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 186 zu verbessern.
Wenn im Gebrauch der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch den Verdampferkörper 24 und den thermischen Energietauscher 138. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in den Verdampferkörper 24, wo die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Der klimatisierte Luftstrom verlässt dann den Verdampferkörper 24. Wenn die HLK-Anlage 10 nicht in der Verminderungsbetriebsart funktioniert, lässt die Mischtür 29 die Luft aus dem Verdampferkörper 24 selektiv durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt strömen. Das Fluid, das durch die Leitung 46 fließt, strömt in und durch die ersten Röhren 174 des thermischen Energietauschers 138. Das Fluid, das durch die ersten Röhren 174 fließt, absorbiert thermische Energie aus dem Phasenänderungsmaterial 186, das in den Verteilern 180, 182 und den zweiten Röhren 184 angeordnet ist. Die Übertragung thermischer Energie kühlt und das Phasenänderungsmaterial 186 ab und lässt es erstarren. Zudem kühlt das Phasenänderungsmaterial 186 das Fluid, das durch den Wärmetauscher 26• fließt, ab, indem es thermische Energie daraus absorbiert. Die thermische Energie, die durch das Phasenänderungsmaterial 186 absorbiert wird, wird dann auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 übertragen.
Wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 nicht durch den Verdampferkörper 24 oder den thermischen Energietauscher 138. Die Pumpe 42, die in 1 gezeigt wird, veranlasst das Fluid, das in dem Wärmetauscher 26 angeordnet ist, dazu, durch den thermischen Energietauscher 138 zu fließen. Das Fluid strömt in und durch die offenen Flächen 178 des thermischen Energietauschers 138, wodurch es thermische Energie an das Phasenänderungsmaterial 186 abgibt, das in den Verteilern 180, 182 und ihren zweiten Röhren 184 angeordnet ist. Entsprechend wird das Fluid durch das Phasenänderungsmaterial 186 abgekühlt. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in und durch den Verdampferkörper 24, wo seine Temperatur unverändert bleibt. Die Luft verlässt dann den Verdampferkörper 24 und kann selektiv durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 strömen.
In dem Wärmetauscher 26 wird die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid, das durch diesen hindurch fließt, auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt. Das Fluid absorbiert und überträgt die thermische Energie von der Luft auf das Phasenänderungsmaterial 186, das in den Verteilern 180, 182 und den zweiten Röhren 184 des thermischen Energietauschers 138 angeordnet ist. Somit wird das Phasenänderungsmaterial 186 zum Schmelzen gebracht. Die klimatisierte gekühlte Luft verlässt dann den Wärmetauscher 26 und strömt durch den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt.
3 zeigt einen thermischen Energietauscher 238 zur Verwendung in der HLK-Anlage 10 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Der thermische Energietauscher 238 weist eine Konfiguration mit Kreuzströmung auf und umfasst ein Hauptgehäuse 260 mit einem hohlen Innenraum. Das Hauptgehäuse 260 kann aus herkömmlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise aus Polypropylen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Hauptgehäuse 260 im Allgemeinen rechteckig geformt. Es versteht sich, dass das Hauptgehäuse 260 je nach Bedarf andere Formen aufweisen kann, wie beispielsweise eine zylindrische Form. Das Hauptgehäuse 260 umfasst einen ersten Einlass 264, einen zweiten Einlass 266, einen ersten Auslass 268 und einen zweiten Auslass 270, die daran gebildet sind. Die Einlässe 264, 266 und die Auslässe 268, 270 sind gebildet, um sich seitlich von dem Hauptgehäuse 260 aus nach außen zu erstrecken. Der erste Einlass 264 und der erste Auslass 268 stehen in Fluidkommunikation mit der Quelle gekühlten Fluids 30, die in 1 gezeigt wird. Der zweite Einlass 266 und der zweite Auslass 270 stehen in Fluidkommunikation mit dem Wärmetauscher 26, der in 1 gezeigt wird. Ein Isoliermaterial (nicht gezeigt) kann auf einer Außenfläche des Hauptgehäuses 260 angeordnet sein, um dem Verlust thermischer Energie von diesem aus entgegenzuwirken.
Der erste Einlass 264 und der erste Auslass 268 sind durch einen ersten Einlassverteiler 272, einen zweiten Auslassverteiler 273 und eine Vielzahl von ersten Röhren 274, die sich dazwischen erstrecken, fluidtechnisch verbunden. Die Verteiler 272, 273 und die ersten Röhren 274 sind in dem hohlen Innenraum des thermischen Energietauschers 238 angeordnet und nehmen das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch diesen hindurch auf. Die Verteiler 272, 273 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 260 im Wesentlichen parallel zu einer Strömung des Fluids aus der Quelle des gekühlten Fluids 30 in den ersten Einlass 264 und aus dem ersten Auslass 268 gebildet. Wie gezeigt, dient jeder der Verteiler 272, 273 als Diffusor, um einen Durchsatz des Fluids aus der Quelle gekühlten Fluids 30 in den thermischen Energietauscher 238 allmählich zu verringern, und um einen Durchsatz des Fluids aus der Quelle gekühlten Fluids 30 aus dem thermischen Energietauscher 238 allmählich zu erhöhen. Es versteht sich jedoch, dass die Verteiler 272, 273 je nach Bedarf eine beliebige Form aufweisen können.
Die ersten Röhren 274 sind im Wesentlichen parallel zueinander und sind beabstandet, um eine Reihe von offenen Flächen 278 dazwischen zu definieren. Die Strömung des Fluids durch die ersten Röhren 274 ist im Wesentlichen parallel zur Strömung des Fluids aus der Quelle des gekühlten Fluids 30 durch den ersten Einlass 264, den ersten Auslass 268 und die Verteiler 272, 273. Die ersten Röhren 274 können eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt) umfassen, die sich davon radial nach außen erstrecken und/oder eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich darin radial nach innen erstrecken, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 und dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 zu verbessern. Die ersten Rohren 274 und die Rippen werden aus einem thermisch leitfähigen Material angefertigt, wie beispielsweise aus Kupfer. Der zweite Einlass 266 und der zweite Auslass 270 sind durch die offenen Flächen 278, die durch das Hauptgehäuse 260 und die ersten Röhren 274 definiert werden, fluidtechnisch verbunden. Die offenen Flächen 278 nehmen das Fluid aus dem Wärmetauscher 26 durch diese hindurch auf. Die Strömung des Fluids durch die offenen Flächen 278 ist im Wesentlichen parallel zur Strömung des Fluids aus dem Wärmetauscher 26 durch den zweiten Einlass 266 und den zweiten Auslass 270 und im Wesentlichen rechtwinklig zur Strömung von Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids durch die ersten Röhren 274.
Der thermische Energietauscher 238 umfasst ferner einen dritten Verteiler 280, einen vierten Verteiler 282 und eine Vielzahl von zweiten Röhren 284, die sich zwischen den Verteilern 280, 282 erstrecken. Jede der zweiten Röhren 284 umgibt abwechselnde erste Röhren 274, die einen im Wesentlichen zylindrischen Zwischenraum 285 dazwischen bilden. Jeder der Verteiler 280, 282 und des Zwischenraums 285 zwischen den Röhren 274, 284 umfasst ein Phasenänderungsmaterial 286, das darin angeordnet ist. Das Phasenänderungsmaterial 286 kann ein beliebiges Material sein, das auf vorherbestimmten Temperaturen schmilzt und erstarrt, wie beispielsweise Paraffinwachs, Alkohol, Wasser und eine beliebige Kombination davon, und das in der Lage ist, thermische Energie zu speichern und abzugeben. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Phasenänderungsmaterial 286 dazu geeignet, um thermische Energie des Fluids zu absorbieren, das durch die offenen Flächen 278 strömt; wenn der kraftstoffbetriebene Motor nicht in Betrieb ist, und um thermische Energie an das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, das durch die ersten Röhren 274 strömt, abzugeben, wenn der kraftstoffbetriebene Motor in Betrieb ist.
Der gezeigte Verteiler 282 umfasst eine Öffnung 287, die darin gebildet ist, um das Füllen der Verteiler 280, 282 und des Zwischenraums 285 zwischen den Röhren 274, 284 zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Öffnung 287 gegebenenfalls in dem Verteiler 280 gebildet sein kann. Bei bestimmten Ausführungsformen wird das Phasenänderungsmaterial 286 über seinen Schmelzpunkt erhitzt, um das Phasenänderungsmaterial 286 zu verflüssigen. Das flüssige Phasenänderungsmaterial 286 wird dann in die Öffnung 287 gegossen, wodurch die Verteiler 280, 282 und der Zwischenraum 285 zwischen den Röhren 274, 284 gefüllt werden. Ein Deckel 288 wird über der Öffnung 287 angeordnet, um dem Auslaufen des Phasenänderungsmaterials 286 daraus entgegenzuwirken.
Wie gezeigt, sind die Verteiler 280, 282 auf gegenüberliegenden Seiten des Hauptgehäuses 260 neben einer Innenfläche jeweils der Verteiler 272, 273 gebildet, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 286 zu verbessern. Die zweiten Röhren 284 sind im Wesentlichen parallel zueinander und in den offenen Flächen 278 angeordnet, die durch die ersten Röhren 274 definiert werden. Wie gezeigt, sind die ersten Röhren 274, die von den zweiten Röhren 284 umgeben sind, mit den übrigen ersten Röhren 274 verschränkt, um gegebenenfalls die Übertragung thermischer Energie zwischen den Fluiden und dem Phasenänderungsmaterial 286 weiter zu verbessern. Es versteht sich, dass die zweiten Röhren 284 eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich davon radial nach außen erstrecken, und/oder eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (nicht gezeigt), die sich darin radial nach innen erstrecken, umfassen können, um eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30, dem Fluid aus dem Wärmetauscher 26 und dem Phasenänderungsmaterial 286 zu verbessern.
Wenn im Gebrauch der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 durch den Verdampferkörper 24 und den thermischen Energietauscher 238. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in den Verdampferkörper 24, wo die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Der klimatisierte Luftstrom verlässt dann den Verdampferkörper 24. Wenn die HLK-Anlage 10 nicht in der Verminderungsbetriebsart funktioniert, kann die Mischtür 29 die Luft aus dem Verdampferkörper 24 selektiv durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt fließen lassen. Das Fluid, das durch die Leitung 46 fließt, strömt in rund durch die ersten Röhren 274 des thermischen Energietauschers 238. Das Fluid, das durch die ersten Röhren 274 fließt, absorbiert thermische Energie aus dem Phasenänderungsmaterial 286, das in den Verteilern 280, 282 und dem Zwischenraum 285 angeordnet ist, der zwischen den Röhren 274, 284 angeordnet ist. Die Übertragung thermischer Energie kühlt das Phasenänderungsmaterial 286 ab und lässt es erstarren. Zudem kühlt das Phasenänderungsmaterial 286 das Fluid, das durch den Wärmetauscher 26 fließt, indem es davon thermische Energie absorbiert. Die thermische Energie, die von dem Phasenänderungsmaterial 286 absorbiert wird, wird dann auf das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 übertragen.
Wenn der kraftstoffbetriebene Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist, fließt das Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids 30 nicht durch den Verdampferkörper 24 oder den thermischen Energietauscher 238. Die Pumpe 42, die in 1 gezeigt wird, veranlasst das Fluid, das in dem Wärmetauscher 26 angeordnet ist, dazu, durch den thermischen Energietauscher 238 zu fließen. Das Fluid strömt in und durch die offenen Flächen 278 des thermischen Energietauschers 238, wodurch es thermische Energie an das Phasenänderungsmaterial 286 abgibt, das in den Verteilern 280, 282 und dem Zwischenraum 285 angeordnet ist, der zwischen seinen Röhren 274, 284 gebildet ist. Entsprechend wird das Fluid von dem Phasenänderungsmaterial 286 abgekühlt. Die Luft aus dem Einlassabschnitt 16 strömt in und durch den Verdampferkörper 24, wo seine Temperatur unverändert bleibt. Die Luft verlässt dann den Verdampferkörper 24 und kann selektiv durch den Wärmetauscher 26 und den Heizkörper 28 fließen.
In dem Wärmetauscher 26 wird die Luft durch eine Übertragung thermischer Energie von der Luft auf das Fluid, das durch diesen hindurch fließt, auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt. Das Fluid absorbiert und überträgt die thermische Energie von der Luft auf das Phasenänderungsmaterial 286, das in den Verteilern 280, 282 angeordnet ist, und den Zwischenraum 285, der zwischen den Röhren 274, 284 des thermischen Energietauschers 238 gebildet wird. Somit wird das Phasenänderungsmaterial 286 zum Schmelzen gebracht. Die klimatisierte gekühlte Luft verlässt dann den Wärmetauscher 26 und strömt durch den Heizkörper 28 und in den Auslass und den Verteilungsabschnitt.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung feststellen und, ohne Geist und Umfang derselben zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie an diverse Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6854513 [0004]
US 6691527 [0005]

Claims

Thermischer Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, umfassend: ein Hauptgehäuse mit einem hohlen Innenraum; eine Vielzahl von ersten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und dazwischen offene Flächen bilden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid darin aufnimmt; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei die zweiten Röhren mit den ersten Röhren verschränkt sind, wobei mindestens ein Teil von mindestens einer der zweiten Röhren ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, wobei das erste Fluid aus einer Quelle gekühlten Fluids bereitgestellt wird.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einer der ersten Röhren.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine des ersten Verteilers und des zweiten Verteilers ein Diffusor ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einer der zweiten Röhren.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine des ersten Verteilers und des zweiten Verteilers das Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, wobei die offenen Flächen ein zweites Fluid von einem Wärmetauscher der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage darin aufnehmen.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, wobei das Phasenänderungsmaterial durch das erste Fluid abgekühlt und verfestigt wird.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 1, wobei jede der zweiten Rohren abwechselnde erste Röhren umgibt, die dazwischen einen Zwischenraum bilden.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 9, wobei das Phasenänderungsmaterial in dem Zwischenraum angeordnet ist, der zwischen den ersten Röhren und den zweiten Röhren gebildet ist.
Thermischer Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, umfassend: ein hohles Hauptgehäuse, das einen ersten Einlass und einen ersten Auslass umfasst, wobei der erste Einlass und der erste Auslass mit einer Quelle gekühlten Fluids in Fluidverbindung stehen, wobei das Gehäuse ferner einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass umfasst, wobei der zweite Einlass und der zweite Auslass mit einem Wärmetauscher in Fluidverbindung stehen, der in einem Steuermodul einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage angeordnet ist; eine Vielzahl von ersten Rohren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und dazwischen offene Flächen bilden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids darin aufnimmt; und die offenen Flächen ein zweites Fluid aus dem Wärmetauscher darin aufnehmen; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei mindestens ein Teil von mindestens einer der zweiten Röhren ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 11, wobei die ersten Röhren mit den zweiten Röhren verschränkt sind.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 11, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einem von dem ersten Einlass, dem ersten Auslass und mindestens einer der ersten Röhren.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 13, wobei der mindestens eine des ersten Verteilers und des zweiten Verteilers ein Diffusor ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 11, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einem von dem zweiten Einlass, dem zweiten Auslass und mindestens einer der zweiten Röhren.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 15, wobei der mindestens eine des ersten Verteilers und des zweiten Verteilers das Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 11, wobei jede der zweiten Rohren abwechselnde erste Röhren umgibt, die dazwischen einen Zwischenraum bilden, wobei der Zwischenraum das Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, umfassend: ein hohles Hauptgehäuse, das einen ersten Einlass und einen ersten Auslass umfasst, wobei der erste Einlass und der erste Auslass mit einer Quelle gekühlten Fluids in Fluidverbindung stehen, wobei das Gehäuse ferner einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass umfasst, wobei der zweite Einlass und der zweite Auslass mit einem Wärmetauscher in Fluidverbindung stehen, der in einem Steuermodul der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage angeordnet ist; eine Vielzahl von ersten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und den ersten Einlass und den ersten Auslass fluidtechnisch verbinden, wobei die ersten Röhren offene Flächen dazwischen bilden, wobei die offenen Flächen den zweiten Einlass und den zweiten Auslass fluidtechnisch verbinden, wobei mindestens eine der ersten Röhren ein erstes Fluid aus der Quelle gekühlten Fluids dann aufnimmt, und die offenen Flächen ein zweites Fluid aus dem Wärmetauscher darin aufnehmen; und eine Vielzahl von zweiten Röhren, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei mindestens eine der zweiten Röhren abwechselnde erste Röhren umgibt, die dazwischen einen Zwischenraumbilden, wobei der Zwischenraum ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das darin angeordnet ist.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 18, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einem des ersten Einlasses, des ersten Auslasses und mindestens einer der ersten Röhren.
Thermischer Energietauscher nach Anspruch 18, ferner umfassend mindestens einen von einem ersten Verteiler und einem zweiten Verteiler in Fluidverbindung mit mindestens einem von dem zweiten Einlass, dem zweiten Auslass und mindestens einer der zweiten Röhren.