DE102014202788A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Wärmetauscher eines Kühlers mit einem Rohrleitungssystem, in dem ein Fluid zirkuliert. In dem Rohrleitungssystem sind Durchlassöffnungen vorgesehen, die von einer Umgebungsluft durchströmbar sind, um das Rohrleitungssystem zu kühlen. In den Durchlassöffnungen wiederum sind Lamellen vorgesehen, wobei ein Teil oder alle dieser Lamellen aus einem mikroperforierten Material bestehen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Derartige Wärmetauscher einer Kühlanlage weisen ein Leitungssystem auf, durch das ein zu kühlendes Fluid geführt wird. Außenflächen der Leitungen dienen hierbei als Konvektionsflächen und begrenzen Durchlassöffnungen, durch die eine Luft geführt wird. Zur Durchführung der Luft ist beispielsweise ein Ventilator beziehungsweise Lüfter vorgesehen. Zur Vergrößerung der Konvektionsflächen können mit Leitungen des Leitungssystems zusätzlich Lamellen verbunden oder in Wärmeleitkontakt gebracht werden. Es ist bekannt, dass zur Verminderung einer Geräuschemission des Ventilators und somit zur Verringerung einer Schallleistung (der Kühlanlage) zwischen dem Ventilator und dem Kühler in einem Diffusor Schalldämpfungsmaterial eingebracht werden kann. Hierbei kann es sich um Schaumstoffe oder faserige Materialien handeln. Nachteilig hierbei ist der hohe vorrichtungstechnische Aufwand. Des Weiteren ist nachteilig, dass diese Materialen leicht verschmutzen können, in dem sie beispielsweise mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen, wodurch ihre Schalldämpfungsleistung verkleinert werden kann.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, mit dem mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine Geräuschemission des Wärmetauschers oder mit diesem in Verbindung stehenden Elementen oder Bauteilen verringerbar ist.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß ist ein Wärmetauscher eines Kühlers für Kühlanlagen der Industrie-, Verkehrs- oder Automobiltechnik vorgesehen. Dieser hat Rohrleitungen beziehungsweise ein Rohrleitungssystem. Zur Zuführung eines kühlenden Fluids sind die Rohrleitungen mit einem Zuführanschluss verbunden. Zur Abführung des gekühlten Fluids ist ein Abführanschluss fluidisch an die Rohrleitungen angeschlossen. Zur Kühlung des Fluids in den Rohrleitungen werden diese von einem Gas, insbesondere Luft, umströmt. Hierdurch sind zwischen den Rohrleitungen Durchlassöffnungen vorgesehen beziehungsweise die Rohrleitungen begrenzen die Durchlassöffnungen. Zur Erhöhung einer Kontaktfläche zum Gas können in allen oder einem Teil der Durchlassöffnungen Lamellen angeordnet sein. Vorzugsweise besteht eine Mehrzahl dieser Lamellen aus einem mikroperforierten Material.
• Diese Lösung hat den Vorteil, dass die mikroperforierten Lamellen Geräusche der durchströmenden Luft vermindern. Zusätzlich kann hierdurch auch ein Geräusch eines am Wärmetauscher angeordneten Lüfters gedämpft werden. Die Schalldämpfungseigenschaften des Wärmetauschers können nun vorteilhafterweise zum Einen durch den feinmaschigen Aufbau mit den Lamellen eingestellt werden und zum Anderen durch die Ausbildung der Mikroperforation. Eine gezielte Erhöhung der Schalldämpfungseigenschaften des Wärmetauschers führt zur Verbesserung von akustischen Gesamteigenschaften des Kühlers beziehungsweise eines Kühlsystems. Durch den geringen vorrichtungstechnischen Aufwand ist ein derartiger Wärmetauscher auch äußerst kostengünstig. Ein derartiger Wärmetauscher beziehungsweise eine derartige Schalldämpfung ist auch äußerst langlebig und wartungsarm und kann leicht gereinigt werden.
• Durch die Mikroperforation der Lamellen werden bei einer Durchströmung des Wärmetauschers oberflächennahe Turbulenzen erzeugt, die wiederum eine Wärmeübertragung zur durchströmenden Luft verbessern, weswegen der Wärmetauscher beziehungsweise der Kühler mit einem derartigen Wärmetauscher kleiner gebaut werden kann. Die eingangs erläuterten Dämpfungsmaßnahmen beispielsweise im Diffusor zwischen einem Ventilator und dem den Wärmeaustauscher aufweisenden Kühler können eingespart werden.
• Durch die Mikroperforation kann somit eine Geräuschemission reduziert werden und es kann zusätzlich eine Kühlleistung des Wärmetauschers erhöht werden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Mikroperforation durch Schlitze (Dämpfungsschlitze) gebildet sein, wobei eine jeweilige Lamelle mit Mikroperforation zumindest einen Schlitz aufweist.
• Vorzugsweise bestehen die Lamellen und/oder die Rohrleitungen aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Metall.
• Bei diesem Metall handelt es sich beispielsweise um Aluminium. Bestehen die Lamellen aus Aluminium, so können sie einfach bearbeitet werden.
• Mit Vorteil sind bei allen oder einem Teil der Lamellen, die die Mikroperforation aufweisen, eine Mehrzahl von Schlitzen vorgesehen.
• Um die Lamellen kostengünstig mit einer Mehrzahl von Schlitzen zu versehen, können die Schlitze in einer Reihe angeordnet sein.
• Des Weiteren ist denkbar, dass eine Mehrzahl von Reihen mit Schlitzen jeweils bei allen oder einem Teil der Lamellen vorgesehen sind. Somit können beispielsweise n Reihen (wobei n eine natürliche Zahl ist), pro Kühlerlamellenhöhe vorgesehen sein.
• Zur Einstellung eines Dämpfungsvermögens können über den Wärmetauscher verteilt unterschiedlich mikroperforierte Lamellen angeordnet sein.
• Vorzugsweise sind die Lamellen mit den Rohrleitungen mechanisch verbunden oder zumindest mit diesen in wärmeleitenden Kontakt.
• Zum Abführen einer großen Wärmemenge ist es vorteilhaft, wenn das Fluid in den Rohrleitungen zirkuliert.
• Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1a in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher gemäß einer Ausführungsform und
• 1b einen Teil des Wärmetauschers aus 1a.
• Gemäß 1a hat ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 1 einen Rahmen 2, in dem eine Vielzahl von Rohrleitungen 4 angeordnet sind. Die Rohrleitungen 4 sind mit einem Zuführanschluss 6 und einem Abführanschluss 8 fluidisch verbunden. Die Anschlüsse 6 und 8 ragen hierbei seitlich vom Rahmen 2 weg.
• Die Rohrleitungen 4 sind gemäß 1b etwa im Parallelabstand zueinander angeordnet und erstrecken sich etwa in einer Horizontalrichtung. Zwischen den Rohrleitungen 4 sind Durchlassöffnungen 10 vorgesehen. Des Weiteren sind Durchlassöffnungen 10 zwischen den äußeren Rohrleitungen 4 und dem Rahmen 2 vorgesehen. In den Durchlassöffnungen 10 sind jeweils eine Vielzahl von Lamellen 12 angeordnet. Diese sind vorzugsweise im mechanischen Kontakt mit den Rohrleitungen 4, um Wärme möglichst effizient von diesen abzuführen. Die Lamellen 12 erstrecken sich etwa in vertikaler Richtung und sind in Strömungsrichtung ausgerichtet. Es ist auch denkbar die Lamellen 12 beispielsweise v-förmig zueinander anzuordnen. Die Lamellen 12 können jeweils Teil eines Lamellenbands.
• Zum Kühlen der Rohrleitungen 4 werden die Durchlassöffnungen 10 von Luft durchströmt, wobei die Rohrleitungen 4 und die Lamellen 12 von der Luft umströmt sind. Hierbei führen sie die Wärme vom Fluid an die Luft ab. Ein Luftstrom wird beispielsweise durch einen Ventilator erzeugt.
• Zur Verminderung einer Geräuschtransmission durch den Wärmetauscher 1 weisen die Lamellen 12 jeweils eine Mikroperforation auf. Durch diese Mikroperforation ist die Luftströmung zusätzlich in Wand- beziehungsweise Oberflächennähe der Lamellen 12, die eine derartige Mikroperforation aufweisen, turbulent. Hierdurch wird die von den Lamellen 12 auf die Luft übertrage Wärmemenge erhöht und eine Geräuschemission verringert.
• Offenbart ist ein Wärmetauscher eines Kühlers mit einem Rohrleitungssystem, in dem ein Fluid zirkuliert. In dem Rohrleitungssystem sind Durchlassöffnungen vorgesehen, die von einer Umgebungsluft durchströmbar sind, um das Rohrleitungssystem zu kühlen. In den Durchlassöffnungen wiederum sind Lamellen vorgesehen, wobei ein Teil oder alle dieser Lamellen aus einem mikroperforierten Material bestehen.
• Bezugszeichenliste

1

Wärmetauscher

2

Rahmen

4

Rohrleitungen

6

Zuführanschluss

8

Abführanschluss

10

Durchlassöffnungen

12

Lamellen

Claims (9)

1. Wärmetauscher mit Rohrleitungen (4), die zur Zuführung eines Fluids mit einem Zuführanschluss (6) und die zur Abführung des Fluids mit einem Abführanschluss (8) fluidisch verbunden sind, wobei zwischen den Rohrleitungen (4) Durchlassöffnungen (10) für ein Gas vorgesehen sind, wobei in den Durchlassöffnungen (10) zur Erhöhung einer Kontaktfläche zum Gas Lamellen (12) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil oder alle Lamellen (12) mit einer Mikroperforation ausgebildet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Mikroperforation durch Schlitze gebildet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lamellen (12) und/oder die Rohrleitungen (4) aus Metall bestehen.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei die Lamellen (12) und/oder die Rohrleitungen (4) aus Aluminium bestehen.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Mehrzahl von Schlitzen jeweils bei allen oder einem Teil der Lamellen (12), die eine Mikroperforation aufweisen, vorgesehen sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, wobei die Schlitze einer jeweiligen Lamelle (12) in Reihe angeordnet sind.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei eine Mehrzahl von Reihen mit Schlitzen jeweils bei allen oder einem Teil der Lamellen (12) vorgesehen sind.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Einstellung des Dämpfungsvermögens über den Wärmetauscher (1) verteilt unterschiedlich mikroperforierte Lamellen (12) angeordnet sind.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lamellen mit den Rohrleitungen (4) in wärmeleitenden Kontakt stehen.

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