DE102015112833A1 - Heat exchanger and vehicle air conditioning - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung hat einen Wärmetauscher zum Gegenstand mit einer Anordnung von parallel geführten flachen Rohren (1a, 1b), die dazu bestimmt sind, dass in ihnen das Kühlmittel geführt wird und verdampft. Zwischen den Rohren sind Lamellen (2) angebracht, die in Richtung senkrecht zum Verlauf der Rohre Luft-Führungsschlitze bilden und so die Strömungsrichtung von zu kühlender Luft definieren. Die Rohre bilden mindestens zwei Baugruppen (11), die in Strömungsrichtung (3) der Luft hintereinander angeordnet sind. Die Baugruppen (11, 12) unterscheiden sich in der freien inneren Querschnittsfläche (W1, W2) der Rohre (1a, 1b) für das Kühlmittel.The invention relates to a heat exchanger with an arrangement of parallel flat tubes (1a, 1b), which are intended that in them the coolant is guided and evaporated. Between the tubes slats (2) are mounted, which form in the direction perpendicular to the course of the tubes air guide slots and thus define the flow direction of the air to be cooled. The tubes form at least two assemblies (11), which are arranged one behind the other in the flow direction (3) of the air. The assemblies (11, 12) differ in the free inner cross-sectional area (W1, W2) of the tubes (1a, 1b) for the coolant.

Description

Die Erfindung hat einen Wärmetauscher für Fahrzeugklimaanlagen zum Gegenstand, mit dem insbesondere Luft mittels eines verdampfenden Kühlmittels abgekühlt wird, wobei zur Erhöhung der Effektivität in der Konzeption des Wärmetauschers berücksichtigt wird, dass die beim Verdampfen sich verringernde Dichte des Kühlmittels zu einer verringerten weiteren Wärmeaufnahmefähigkeit führt. Dies wird erreicht, indem die Flachrohre Baugruppen mit unterschiedlicher Querschnittsfläche der einzelnen Rohre für den Kühlmittelstrom bilden. Dabei wird in der vorliegenden Anmeldung der Begriff „Wärmetauscher“ synonym mit „Verdampfer“, „Verdunster“ oder „Evaporator“ verwendet. The invention relates to a heat exchanger for vehicle air conditioning with the particular air is cooled by means of a vaporizing coolant, which is taken into account in increasing the effectiveness in the design of the heat exchanger, that the vaporizing decreasing density of the coolant leads to a reduced further heat absorption capacity. This is achieved by the flat tubes form assemblies with different cross-sectional area of the individual tubes for the coolant flow. In the present application, the term "heat exchanger" is used synonymously with "evaporator", "evaporator" or "evaporator".

Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugklimaanlage. Klimaanlagen, insbesondere für Fahrzeuge, werden gewöhnlich mit Wärmetauschern ausgerüstet, in denen ein durch Druckminderung abgekühltes und verflüssigtes Kühlmittel in dünnen Rohleitungen verdampft, wodurch es der Luft, die an den Rohrleitungen mit dem Kühlmittel vorbeistreicht, Wärme entzieht und so eine Temperaturabsenkung der Luft bewirkt. Furthermore, the invention relates to a vehicle air conditioning system. Air conditioning systems, especially for vehicles, are usually equipped with heat exchangers in which a cooled by pressure reduction and liquefied refrigerant evaporates in thin pipelines, whereby the air that flows past the pipes with the coolant, heat and thus causes a decrease in temperature of the air.

Hierfür gibt es im Stand der Technik eine Reihe von Wärmetauschern mit unterschiedlichen Bauformen. Insbesondere finden runde und auch flache Rohre Verwendung, sowie serpentinartig geformte Rohre oder parallel zwischen Sammlern angeordnete Rohre. Typische Bezeichnungen im Stand der Technik hierfür sind „plate and fin“, „parallel flow“, „serpentine type“ und „tube and fin“. For this purpose, there are in the prior art, a number of heat exchangers with different designs. In particular, round and flat tubes are used, as well as serpentine-shaped tubes or tubes arranged in parallel between collectors. Typical designations in the art for this are "plate and fin", "parallel flow", "serpentine type" and "tube and fin".

Wärmetauscher für Klimaanlagen in Fahrzeugen müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Insbesondere müssen sie kurzfristig bis zu 9 kW Wärmeleistung übertragen können, sie müssen möglichst klein sein, damit sie unter dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet werden können, der Kühlmittelfluss kann bis zu 10 kg/min betragen, und für den Luftweg soll es einen möglichst geringen Druckabfall geben. Außerdem ist ein Spritzwasserschutz erforderlich, weil Spritzwasser, das insbesondere als Kondensatwasser am Verdampfer entsteht, an den Heizer übertragen werden kann, dort verdunstet und später auf der (relativ) kalten Windschutzscheibe kondensiert, so dass diese beschlägt. Das Kondenswasser aus der zu kühlenden Luft muss also sicher abgeführt werden und darf nicht, auch nicht temporär, über die Klimaanlage in den Fahrgastraum gelangen. Heat exchangers for air conditioning systems in vehicles must meet a number of requirements. In particular, they must be able to transmit up to 9 kW heat output in the short term, they must be as small as possible so that they can be arranged under the dashboard of the vehicle, the coolant flow can be up to 10 kg / min, and for the airway it should be as low a pressure drop give. In addition, a splash protection is required because splashing, which arises in particular as condensate water on the evaporator can be transferred to the heater, evaporates there and later condenses on the (relatively) cold windshield so that it fogs. The condensate from the air to be cooled must therefore be safely removed and must not, even temporarily, enter the passenger compartment via the air conditioning system.

Diese Anforderungen in ihrer Gesamtheit sind als sehr hoch einzustufen und führten in den letzen Jahren und Jahrzehnten zu einer Reihe von Optimierungen. Dabei ging man immer mehr zu Wärmetauschern mit parallel geführten flachen Rohren über, die letztlich am besten an die Anforderungen für Fahrzeuge angepasst sind. These requirements in their entirety are considered to be very high and have led to a number of optimizations in recent years and decades. In the process, more and more heat exchangers with parallel flat tubes were used, which are ultimately best adapted to the requirements of vehicles.

Die US 2007/0215331 A1 zeigt einen Wärmetauscher, bei dem das Kühlmittel in gleichartigen parallelen flachen Rohren absteigend und aufsteigend geführt wird, wobei das Kühlmittel zunächst, in den absteigenden Kanälen hinten, auf die (bereits gekühlte) Auslass-Luft trifft, und erst zuletzt, in den aufsteigenden Kanälen vorn, auf die (wärmere) Einlass-Luft trifft (Gegenstrom-Verfahren). Dass das Kühlmittel bei seinem Weg durch den Wärmetauscher durch die Verringerung seiner Dichte an Wärmeaufnahmefähigkeit verliert, findet dabei keine Berücksichtigung. The US 2007/0215331 A1 shows a heat exchanger in which the refrigerant is guided descending and ascending in similar parallel flat tubes, the coolant first, in the descending channels at the back, meets the (already cooled) outlet air, and only last, in the ascending channels forward which meets (warmer) inlet air (countercurrent procedure). The fact that the coolant loses heat absorption capacity on its way through the heat exchanger by reducing its density is not considered.

Ähnlich ist es beim Wärmetauscher gemäß der EP 0 325 844 A1 . Hier strömt die Luft an sechs gleichartigen hintereinander angeordneten Baugruppen vorbei. Wegen des ungenutzten Raums zwischen den Baugruppen ist diese Anordnung wenig effektiv und darüber hinaus wegen der Vielzahl der Rohre und Rohrverbindungen auch kostenintensiv. Um die Dichteabhängigkeit der Wärmeaufnahmekapazität des Kühlmittels zu berücksichtigen, könnte diese Anordnung so betrieben werden, dass zunächst zwei Baugruppen mit ihren Rohren parallel durchflutet werden, und im weiteren Verlauf des Kühlmittelpfads die restlichen vier Baugruppen parallel. Die EP 0 325 844 A1 diskutiert indes eine solche Führung des Kühlmittels nicht. Similarly, it is the heat exchanger according to the EP 0 325 844 A1 , Here, the air flows past six similar assemblies arranged one behind the other. Because of the unused space between the assemblies, this arrangement is less effective and also because of the variety of pipes and pipe connections also costly. In order to take into account the density dependence of the heat absorption capacity of the coolant, this arrangement could be operated so that initially two assemblies are flooded with their pipes in parallel, and in the further course of the coolant path, the remaining four modules in parallel. The EP 0 325 844 A1 However, does not discuss such a leadership of the coolant.

Einen Wärmetauscher, der Luft im Gegenstromverfahren in insgesamt sechs Fluten kühlt, zeigt die DE 195 15 526 C1 . Diese Fluten bestehen aus einer Anzahl von Flachrohren einheitlicher Bauart. Hier wird die Dichteabhängigkeit der Wärmeaufnahmekapazität des Kühlmittels berücksichtigt, indem in den nacheinander durchströmten Fluten die Zahl der Gruppen von Flachrohren, die die Fluten bilden, von zwei auf fünf monoton ansteigt und so der Gesamtquerschnitt der Kühlmittelströmung stufenweise erhöht wird, wobei sich die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels entsprechend verringert („progressive circuiting“). Als nachteilig erweist sich hier, dass im Betrieb mit höherem Druckabfall bzw. bei Überhitzung sich am Kühlmittelauslass bei Gegenstrom eine kleinere Temperaturdifferenz zur Lufttemperatur am Einlass bilden kann als bei Betrieb im Gleichstrom. A heat exchanger that cools air in counterflow in a total of six floods, shows the DE 195 15 526 C1 , These floods consist of a number of flat tubes of uniform design. Here, the density dependence of the heat absorption capacity of the coolant is taken into account by increasing the number of groups of flat tubes forming the floods of two to five monotonically in the successively traversed floods and thus the total cross-section of the coolant flow is gradually increased, wherein the flow rate of the coolant correspondingly reduced ("progressive circuiting"). A disadvantage here proves that when operating with higher pressure drop or overheating at the coolant outlet at countercurrent a smaller temperature difference to the air temperature at the inlet can form than when operating in DC.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus und stellt sich die Aufgabe, einen zusätzlichen, zur Optimierung des Wärmetauschers beeinflussbaren Parameter zur Verfügung zu stellen, der dafür genutzt werden kann, den Kühlmittelstrom im Auslassbereich zu verlangsamen, um so die erreichbare Temperaturdifferenz und damit die Effektivität des Wärmetauschers bei gleichbleibenden äußeren Abmessungen zu erhöhen. The invention is based on this prior art and has the task of providing an additional parameter which can be influenced for optimizing the heat exchanger, which parameter can be used to slow down the coolant flow in the outlet region, in order to obtain the achievable temperature difference and thus the To increase the effectiveness of the heat exchanger at constant external dimensions.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Wärmetauscher folgenden Merkmalen gelöst:
Der Wärmetauscher weist einen Kühlmittelein- und einen Kühlmittelauslass und parallel geführte flache Rohre auf, die dazu bestimmt sind, dass in ihnen das Kühlmittel geführt wird und verdampft. Zwischen den Rohren sind Lamellen angebracht, die in Richtung senkrecht zum Verlauf der Rohre Luft-Führungsschlitze bilden und so die Strömungsrichtung der durchströmenden Luft definieren. Dabei bilden die Rohre mindestens zwei nacheinander von Kühlmittel durchströmte Baugruppen, die in Strömungsrichtung der Luft hintereinander angeordnet sind, und diese Baugruppen unterscheiden sich in der Größe der inneren Querschnittsfläche der jeweiligen Rohre der Baugruppen. Die Rohre, die an den Kühlmitteleinlass angrenzen, haben eine größere Querschnittsfläche als die an den Kühlmittelauslass angrenzenden Rohre.
This object is achieved in a first aspect of the invention with a heat exchanger having the following features:
The heat exchanger has a Kühlmittelein- and a coolant outlet and parallel guided flat tubes, which are intended that in them the coolant is guided and evaporated. Slats are mounted between the tubes, which form air guide slots in the direction perpendicular to the course of the tubes and thus define the flow direction of the air flowing through. In this case, the tubes form at least two subassemblies through which coolant flows successively, which are arranged one behind the other in the flow direction of the air, and these subassemblies differ in the size of the internal cross-sectional area of the respective tubes of the subassemblies. The tubes adjacent the coolant inlet have a larger cross-sectional area than the tubes adjacent the coolant outlet.

Damit wird für die Optimierung ganz unterschiedlich konzipierter Wärmetauscher ein zusätzlicher Parameter bereitgestellt, nämlich die Variation der inneren freien Querschnittsfläche der Rohre. Zudem ist die weitere Erkenntnis einbezogen, dass eine Abstufung in zwei oder wenige unterschiedliche Rohrtypen für praktische Zwecke ausreicht. Durch die unterschiedlichen Rohre kann ferner die Vergrößerung des Rohrquerschnittes mit zunehmender Strömungsstrecke viel genauer an die geringere Dichte des Kühlmittels angepasst werden als bei der stufenweisen Erhöhung der Anzahl der identischen Rohre im Stand der Technik. Thus, an additional parameter is provided for optimizing heat exchangers of entirely different design, namely the variation of the inner free cross-sectional area of the tubes. In addition, the further realization is included that a grading in two or a few different tube types is sufficient for practical purposes. Due to the different tubes, the enlargement of the tube cross-section can also be adapted much more closely to the lower density of the coolant with increasing flow path than with the stepwise increase in the number of identical tubes in the prior art.

Ausführungsarten der Erfindung nutzen diesen Optimierungsparameter, um besser als im Stand der Technik zu berücksichtigen, dass im Verlauf des Durchströmens der Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher die beim Verdampfen sich verringernde Dichte des Kühlmittels zu einer verringerten weiteren Wärmeaufnahmefähigkeit führt. Embodiments of the invention utilize this optimization parameter to better account for the prior art that as the coolant passes through the heat exchanger, the density of the coolant decreasing upon evaporation results in reduced further heat absorption capability.

In einer ersten Ausführungsart der Erfindung weist der Wärmetauscher einen unteren und einen oberen Sammler auf, die jeweils aus einem Bodenteil und einem Deckel bestehen. An einem der Sammler ist der Kühlmitteleinlass des Wärmetauschers angebracht und an demselben Sammler oder an dem anderen Sammler der Kühlmittelauslass. Die Enden der flachen Rohre sind in Öffnungen in diesen Sammlern gelötet. Jeder der beiden Sammler bildet entweder nur einen Bereich oder mehrere voneinander durch Trennwände abgetrennte Bereiche, derart, dass die Rohre mindestens zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten bilden, wobei sich zumindest einige der Fluten im Querschnitt der Rohre unterscheiden und ggf. auch in der Anzahl der Rohre, die vom Kühlmittel durchströmt werden. Dabei ist bei der Flut am Kühlmittelauslass des Wärmetauschers die Summe der Einzelquerschnitte der Rohre größer als bei der Flut, die vom Kühlmitteleinlass ausgeht. In a first embodiment of the invention, the heat exchanger has a lower and an upper collector, each consisting of a bottom part and a lid. The coolant inlet of the heat exchanger is attached to one of the collectors, and the coolant outlet is attached to the same collector or to the other collector. The ends of the flat tubes are soldered into openings in these collectors. Each of the two collectors either forms only one area or several areas separated from one another by partitions, such that the pipes form at least two floods flowed through in succession by the coolant, wherein at least some of the floods differ in the cross section of the pipes and possibly also in the number of Pipes through which the coolant flows. In this case, the sum of the individual cross sections of the pipes is greater in the case of the flood at the coolant outlet of the heat exchanger than in the case of the flood, which starts from the coolant inlet.

Durch die Verwendung von Flach-Rohren mit größerem Querschnitt für das durchfließende Kühlmittel zumindest in der letzten Flut vor dem Auslass kann erreicht werden, dass sich in diesem Bereich der Druckabfall des Kühlmittels verringert, was, bei vorgegebenem Auslassdruck, einen niedrigerer Eintrittsdruck und eine tiefere Eintrittstemperatur und damit eine größere Temperaturdifferenz zur eintretenden Luft ermöglicht. Während des Durchlaufs durch den Wärmetauscher verringert das Kühlmittel durch Verdampfen kontinuierlich seine Dichte, und es benötigt daher ein größeres Volumen, um dieselbe Wärmemenge aufzunehmen („progressive circuiting“). Dieses größere Volumen stellen aber in dieser Ausführungsart, im Unterschied zum Stand der Technik, Rohre größeren Querschnitts zur Verfügung, ohne dass, wie beim Stand der Technik, durch Erhöhung der Zahl der parallel genutzten Rohre gleichzeitig mehr Lamellenfläche bereitgestellt wird und dafür ein größeres Wärmetauschervolumen erforderlich wird. By using flat pipes with a larger cross section for the coolant flowing through, at least in the last flood upstream of the outlet, it is possible to reduce the pressure drop of the coolant in this region, which, for a given outlet pressure, has a lower inlet pressure and a lower inlet temperature and thus allows a greater temperature difference to the incoming air. During the passage through the heat exchanger, the refrigerant continuously reduces its density by evaporation and therefore requires a larger volume to accommodate the same amount of heat ("progressive circuiting"). In this embodiment, however, this larger volume, unlike the prior art, pipes of larger cross-section available without, as in the prior art, by increasing the number of parallel tubes simultaneously more slat surface is provided and for a larger heat exchanger volume required becomes.

Insgesamt führt diese Optimierung nicht nur zu einer besseren Kühlung der durchströmenden Luft, sondern, wegen des verringerten Druckabfalls, auch zu einem niedrigeren Taupunkt und damit zu einem besseren Trocknen der Luft. Overall, this optimization not only leads to better cooling of the air flowing through, but also due to the reduced pressure drop, to a lower dew point and thus to a better drying of the air.

Optimierungsrechnungen haben ergeben, dass bei dieser Ausführungsart der Erfindung die Querschnittsfläche der Rohre der zweiten Baugruppe das 1,1-Fache bis 2,5-Fache und insbesondere das 1,2-Fache bis 1,6-Fache der Querschnittsfläche der Rohre der ersten Baugruppe betragen soll. Optimization calculations have shown that in this embodiment of the invention, the cross-sectional area of the tubes of the second assembly is 1.1 times to 2.5 times, and more preferably 1.2 times to 1.6 times, the cross-sectional area of the tubes of the first assembly should be.

Vorteilhaft ergänzend und unterstützend können in einer weiteren Ausführungsart der Erfindung die Anzahl der in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Rohre der Baugruppen und damit die Fläche der dem Durchfluss zugeordneten Lamellen unterschiedlich sein. Dadurch kann die wirksame Lamellenfläche unabhängig vom Strömungsquerschnitt des Kühlmittels optimiert werden. Advantageously complementary and supportive in a further embodiment of the invention, the number of successively arranged in the flow direction of the tubes of the modules and thus the surface of the flow associated slats be different. As a result, the effective fin surface can be optimized independently of the flow cross-section of the coolant.

Das gesamte Verlöten der Bestandteile des Wärmetauschers erfolgt bevorzugt kostengünstig in einem einzigen Arbeitsgang. The entire soldering of the components of the heat exchanger is preferably carried out inexpensively in a single operation.

In einer weiteren, besonders einfachen Ausführungsart der Erfindung besteht der Wärmetauscher aus genau zwei Fluten, wobei die erste Flut Rohre mit kleinerem Querschnitt und die zweiten Flut Rohre mit größerem Querschnitt aufweist, und wobei die Rohre jeder Flut jeweils von einer Baugruppe gebildet werden, mit Rohren, die untereinander einen einheitlichen Querschnitt aufweisen. Bereits in dieser einfachen Bauart kann die sich durch Wärmezufuhr verringernde Dichte des Kühlmittels vorteilhaft in guter Näherung berücksichtigt werden. In a further, particularly simple embodiment of the invention, the heat exchanger consists of exactly two floods, the first flood having tubes of smaller cross section and the second trough having tubes of larger cross section, and wherein the tubes of each tide are each formed by an assembly with tubes which have a uniform cross-section with each other. Already in this simple design can be characterized by heat decreasing density of the coolant advantageously be taken into account in a good approximation.

In einer weiteren Ausführungsart kann der Kühlmittelfluss weiter optimiert werden, indem die Rohre mehr als zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten bilden. Dabei bilden die Strömungsquerschnitte der Fluten, errechnet als das Produkt aus der Anzahl der Rohre, die zu der Flut beitragen, und der Querschnittsfläche eines der identischen Rohre dieser Flut, eine in Strömungsrichtung des Kühlmittels monoton ansteigende Folge. In a further embodiment, the coolant flow can be further optimized by the tubes form more than two successively flowed through by the coolant floods. In this case, the flow cross sections of the floods, calculated as the product of the number of tubes which contribute to the flood, and the cross-sectional area of one of the identical tubes of this flood, form a monotonically increasing sequence in the flow direction of the coolant.

Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft das Herstellen einer Mehrzahl von Wärmetauschern unterschiedlicher Nennleistung. Dies kann dadurch optimiert werden, dass eine Baugruppe von Rohren in einen Wärmeaustauscher höherer Leistung als Baugruppe mit geringerer Querschnittsfläche verbaut wird, und die gleiche Baugruppe in einem Wärmetauscher geringerer Leistung als Baugruppe mit größerer Querschnittsfläche. Another aspect of the invention relates to producing a plurality of heat exchangers of different rated power. This can be optimized by installing one assembly of tubes in a higher heat exchanger as a lower cross-sectional area assembly, and the same assembly in a lower heat exchanger as a larger cross-sectional area assembly.

Andere Aspekte betreffen die Verwendung eines Wärmetauschers nach der Erfindung. Der Wärmetauscher kann so optimiert werden, dass der Wärmeaustausch zwischen Luft- und Kühlmittelstrom im Gleichstrom erfolgt, und dafür wird beim Einbau die zum Kühlmitteleintritt zugewandte Seite des Wärmetauschers dem Lufteintritt zugewandt. Erfolgt die Optimierung hingegen für Gegenstrom, so wird beim Einbau die dem Kühlmitteleintritt zugewandte Seite des Wärmetauschers dem Luftaustritt zugewandt. Other aspects relate to the use of a heat exchanger according to the invention. The heat exchanger can be optimized so that the heat exchange between the air and coolant flow takes place in cocurrent, and therefore the side facing the coolant inlet side of the heat exchanger is facing the air inlet during installation. On the other hand, if the optimization is for countercurrent, the side of the heat exchanger facing the coolant inlet faces the air outlet during installation.

Die erhöhte Effektivität des Wärmetauschers nach der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik trägt insbesondere zur Erfüllung der besonders hohen Anforderungen einer Verwendung bei Klimaanlagen in Fahrzeugen bei. The increased effectiveness of the heat exchanger according to the invention in comparison with the prior art contributes in particular to the fulfillment of the particularly high requirements of use in air conditioning systems in vehicles.

In der Zeichnung zeigt: In the drawing shows:

1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäß der Erfindung; 1 a perspective view of an embodiment of a heat exchanger according to the invention;

2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsart der Erfindung mit zwei Fluten; 2 a cross-section through a first embodiment of the invention with two floods;

3 eine Vergrößerung eines Ausschnitts aus 2, bei dem die unterschiedlichen Querschnitte der Rohre erkennbar werden; 3 an enlargement of a section 2 in which the different cross-sections of the tubes are recognizable;

4 eine vierflutige Ausführungsart der Erfindung im Querschnitt; 4 a vierflutige embodiment of the invention in cross section;

5 eine andere vierflutige Ausführungsart der Erfindung im Querschnitt; und 5 another vierflutige embodiment of the invention in cross section; and

6 einen Querschnitt durch einen oberen Sammler des Wärmetauschers nach 5. 6 a cross section through an upper header of the heat exchanger after 5 ,

In 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsart eines Wärmetauschers nach der Erfindung für einen Verdampfer einer Klimaanlage eines Fahrzeugs dargestellt. Der Wärmetauscher weist eine Vielzahl von – in 1 vertikal angeordneten – parallel geführten flachen Rohren 1 auf, die dazu bestimmt sind, dass in ihnen Kühlmittel geführt wird und verdampft. In 1 to 3 a first embodiment of a heat exchanger according to the invention for an evaporator of an air conditioning system of a vehicle is shown. The heat exchanger has a plurality of - in 1 vertically arranged - parallel flat tubes 1 which are designed to be cooled and evaporated in them.

Zwischen benachbarten Rohren sind Lamellen 2 gelötet, die in Richtung senkrecht zum Verlauf der Rohre 1 Luft-Führungsschlitze bilden, welche in 1 von hinten links nach vorn rechts verlaufen. Die Luft strömt in eben diese Richtung und ist durch den Pfeil 3 symbolisiert, wobei aber erst der Einbau des Wärmetauschers darüber entscheidet, ob die Orientierung der Luftströmung in Übereinstimmung mit der Auslegung des Wärmetauschers steht, also wie in 1 im Gleichstrom oder im Gegenstrom mit der Kühlmittelströmung. Between adjacent pipes are slats 2 soldered in the direction perpendicular to the course of the tubes 1 Form air-guiding slots which in 1 run from the back left to the front right. The air flows in just this direction and is through the arrow 3 symbolizes, but only the installation of the heat exchanger decides whether the orientation of the air flow is in accordance with the design of the heat exchanger, ie as in 1 in cocurrent or in countercurrent with the coolant flow.

Oben und unten am Wärmetauscher sind Sammler 4 und 5 angeordnet, die Öffnungen aufweisen (in 1 nicht dargestellt), in die die Enden der Rohre 1 eingelötet sind, wobei jeder der beiden Sammler ggf. mehrere voneinander durch Trennwände (in der Figur ebenfalls nicht dargestellt) abgetrennte Bereiche bildet, derart, dass die Rohre mindestens zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten bilden. Die Sammler 4, 5 umfassen jeweils ein trogartiges Bodenteil und einen die jeweilige Kammer schließenden Deckel. Top and bottom of the heat exchanger are collectors 4 and 5 arranged, the openings have (in 1 not shown) into which the ends of the tubes 1 are soldered, each of the two collectors if necessary, a plurality of separated by partitions (not shown in the figure) separated areas, such that the tubes form at least two sequentially flowed through by the coolant flows. The collectors 4 . 5 each comprise a trough-like bottom part and a cover closing the respective chamber.

Im einfachsten Fall ist der obere Sammler 4 in 1 durch eine einzige Trennwand aufgeteilt in einen hinteren Bereich für das über einen Einlass 8 einfließende Kühlmittel und einen vorderen Bereich für das über einen Auslass 9 abfließende Kühlmittel, während der untere Sammler 5 als Verbindungskammer der Fluten keiner Trennwände bedarf. Dadurch entstehen zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten, nämlich in 1 eine hintere Flut in einer ersten Baugruppe 11 mit Strömungsrichtung von oben nach unten und eine vordere Flut in einer zweiten Baugruppe 12 mit Strömungsrichtung von unten nach oben. Im allgemeinen Fall umfassen die Kammern 7 der Sammler 4 und 5 immer einerseits Mündungen von Rohren, aus denen Kühlmittel in die Kammer zuströmt, und andererseits weitere Einlässe von Rohren, in die Kühlmittel abströmt, wobei zu diesen Rohren nicht nur ein Teil der flachen Rohre 1 gehören, sondern ggf. auch der Einlass 8 bzw. der Auslass 9 des Kühlmittels. In the simplest case, the top collector 4 in 1 divided by a single partition into a rear area for that via an inlet 8th inflowing coolant and a front area for via an outlet 9 effluent coolant, while the lower collector 5 as a connecting chamber of the floods no partitions needed. This results in two sequentially flowed through by the coolant floods, namely in 1 a rear tide in a first assembly 11 with flow direction from top to bottom and a front flood in a second assembly 12 with flow direction from bottom to top. In the general case, the chambers include 7 the collector 4 and 5 always on the one hand mouths of pipes from which coolant flows into the chamber, and on the other hand, further inlets of pipes, flows into the coolant, which is not only a part of the flat tubes to these tubes 1 belong, but possibly also the inlet 8th or the outlet 9 of the coolant.

2 zeigt einen Querschnitt auf den Wärmetauscher nach 1. Hier ist zu erkennen, dass die Rohre 1, die senkrecht zur Zeichenebene verlaufen, zwei Baugruppen 11 und 12 bilden, die in Strömungsrichtung 3 der Luft hintereinander angeordnet sind, nämlich eine kleinere Baugruppe 11 oben und eine größere unten. Die Größe der Baugruppen wird durch die Zahl der in Strömungsrichtung 3 liegenden Rohre 1 bestimmt, die Einheiten 15 bilden. In 2 beträgt sie in der ersten (als erste durchströmten) kleineren Baugruppe 11 acht Rohre pro sich ergebende Einheit 15 und in der zweiten (als zweite durchströmten) größeren Baugruppe 12 elf Einheiten 15 (siehe auch 3). 2 shows a cross section of the heat exchanger after 1 , Here you can see that the pipes 1 that are perpendicular to the drawing plane, two assemblies 11 and 12 form in flow direction 3 the air are arranged one behind the other, namely a smaller assembly 11 above and a larger one below. The size of the assemblies is determined by the number of flow direction 3 lying pipes 1 determines the units 15 form. In 2 it is in the first (as first flowed through) smaller assembly 11 eight tubes per resulting unit 15 and in the second (second flowed through) larger assembly 12 eleven units 15 (see also 3 ).

3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung von 2, die dies ergänzend verdeutlich. Erst hier aber wird das erkennbar, dass die Baugruppen 11 und 12 aus Rohren 1a, 1b mit jeweils unterschiedlicher Innen-Querschnittsfläche bestehen. Die Baugruppe, zu der der Kühlmittel-Auslass 9 des Wärmetauschers führt, verwendet Rohre 1a, die jeweils eine größere Querschnittsfläche W1 für das Kühlmittel aufweisen als die Baugruppe 12, die an den Kühlmittel-Einlass 8 grenzen (Rohre 1b; Querschnittsfläche W2). 3 shows an enlarged detail of 2 , which clarifies this in addition. But here it becomes clear that the assemblies 11 and 12 from pipes 1a . 1b each with different internal cross-sectional area exist. The assembly to which the coolant outlet 9 of the heat exchanger, uses pipes 1a , each having a larger cross-sectional area W 1 for the coolant than the assembly 12 connected to the coolant inlet 8th borders (pipes 1b ; Cross-sectional area W 2 ).

Der Unterschied im Querschnitt ist nur gering. Das bevorzugte Verhältnis der Querschnittsflächen W2/W1 der Rohre der Baugruppen 12 und 11 ist 1,1 bis 2,5 und insbesondere 1,2 bis 1,6. Im Fall von mehr als zwei Baugruppen kann man für jede Baugruppe einen Querschnittswert für die Rohre wählen, der zwischen dem seiner Nachbar-Baugruppen liegt. The difference in cross-section is small. The preferred ratio of the cross-sectional areas W 2 / W 1 of the tubes of the assemblies 12 and 11 is 1.1 to 2.5 and especially 1.2 to 1.6. In the case of more than two subassemblies, it is possible to choose a cross-sectional value for each subassembly between those of its neighboring subassemblies.

Zu erkennen ist auch, dass die Breite der Rohre 1a, 1b gleich ist. Aus Baugründen sind die ersten und letzten Rohre 1a, 1b jeder Einheit 15 außen leicht gerundet. Bis auf diese letzten Rohre weisen die übrigen Rohre 1a, 1b jeder Einheit 15 identische Innen-Querschnittsflächen W1 oder W2 auf. It can also be seen that the width of the tubes 1a . 1b is equal to. Grounds are the first and last pipes 1a . 1b every unit 15 slightly rounded on the outside. Except for these last tubes, the remaining tubes 1a . 1b every unit 15 identical internal cross-sectional areas W 1 or W 2.

Im Fall von 2 und 3 ist das Gleichstromverfahren, angedeutet durch den Pfeil 3, optimal, weil sich dann im Mittel über den ganzen Wärmetauscher höhere Temperaturdifferenzen zwischen Kühlmittel und Luft gegenüberstehen als beim Gegenstrom. Ob Gegenstrom oder Gleichstrom bei anderen Konstellationen zu bevorzugen ist, ist für jeden Einzelfall neu zu untersuchen. In case of 2 and 3 is the DC method, indicated by the arrow 3 , optimal, because then on average over the entire heat exchanger higher temperature differences between the coolant and air face than the countercurrent. Whether countercurrent or direct current is to be preferred for other constellations has to be re-examined for each individual case.

4 zeigt eine Ausführung der Erfindung mit vier Fluten P1, P2, P3 und P4. Dabei weisen P1 und P2 Rohre mit kleinerer Querschnittsfläche auf, und P3 und P4 Rohre mit größerer Querschnittsfläche. Diese Ausführungsart eignet sich besonders für überhitzten Betrieb. Hier durchläuft das Kühlmittel vier Rohre, zweimal 1a und zweimal 1b. Bei dieser Anordnung ergibt die Optimierung, dass das Gegenstromverfahren zu bevorzugen ist, hier durch den Pfeil 3 von unten angedeutet. Ansonsten gelten auch hier die im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläuterten Merkmale, sei es zum Beispiel zu den Querschnittsverhältnissen oder den Rohrbreiten. 4 shows an embodiment of the invention with four floods P1, P2, P3 and P4. In this case, P1 and P2 have tubes with a smaller cross-sectional area, and P3 and P4 tubes with a larger cross-sectional area. This embodiment is particularly suitable for overheated operation. Here, the coolant passes through four tubes, twice 1a and twice 1b , In this arrangement, the optimization that the countercurrent process is preferable, here by the arrow 3 indicated from below. Otherwise apply here in connection with the 2 and 3 explained features, be it for example to the cross-sectional ratios or tube widths.

5 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung mit vier nacheinander durchströmten Fluten P1 bis P4, wobei P1, P2 und P3 quer zur Strömungsrichtung 3 nebeneinanderliegen und insgesamt komplett von P4 in Strömungsrichtung abgedeckt sind. Dabei durchlaufen drei Fluten P1 bis P3, vom Einlass 8 kommend, den Bereich 11 mit Rohren kleineren Querschnitts W1, der in Strömungsrichtung der Luft 3 pro Einheit 15 zwölf Rohre umfasst (in 5 übereinander dargestellt). Zur ersten Flut P1 gehören jeweils acht nebeneinanderliegende Einheiten 15 von Rohren, zur zweiten Flut P2 elf Einheiten 15 von Rohren und zur dritten Flut P3 fünfzehn Einheiten 15 von Rohren. Die vierte Flut P4 nutzt den gesamten Bereich 12 mit neun Rohren pro Einheit 15 und dort alle 34 nebeneinanderliegenden Einheiten 15 von Rohren mit dem jeweils größeren Querschnitt W2 der verwendeten Rohre. Die Gesamtquerschnittsflächen der Fluten sind damit wie folgt:
Erste Flut: 8·12·W1 = 96·W1
Zweite Flut: 11·12·W1 = 132·W1
Dritte Flut: 15·12·W1 = 180·W1 und
Vierte Flut: 34·9·W2 = 306·W2 = 459·W1
wobei für die letzte Umrechnung angenommen wurde, dass das Verhältnis der Querschnittsflächen der Rohre 1 in den beiden Fluten P4 und P1 bis P3 W2/W1 = 1,5 beträgt. Somit bilden die Strömungsquerschnitte der Fluten in Strömungsrichtung des Kühlmittels eine monoton ansteigende Folge, um der abnehmenden Wärmeaufnahmefähigkeit des Kühlmittels Rechnung zu tragen: In jeder Flut strömt das Kühlmittel langsamer als in der vorherigen und kompensiert so die geringere Wärmeaufnahmefähigkeit. Die Nutzung des gesamten Bereichs 12 für die vierte Flut mit insgesamt 306 Rohren ermöglicht gleichwohl, dass sich dort, nahe dem Kühlmittel-Auslass, die stärkste Kühlung konzentriert, was für diese Ausführungsart zu einer optimalen Kühlung im Gleichstrom führt.
5 shows a further embodiment of the invention with four consecutively flowed through flows P1 to P4, wherein P1, P2 and P3 transversely to the flow direction 3 are juxtaposed and completely covered by P4 in the flow direction. It pass through three floods P1 to P3, from the inlet 8th coming, the area 11 with tubes of smaller cross-section W 1 , which is in the flow direction of the air 3 per unit 15 comprises twelve tubes (in 5 shown above each other). The first flood P1 includes eight adjacent units 15 of pipes, to the second flood P2 eleven units 15 of pipes and to the third flood P3 fifteen units 15 of pipes. The fourth flood P4 uses the entire area 12 with nine pipes per unit 15 and there everyone 34 adjacent units 15 of tubes with the respective larger cross section W 2 of the tubes used. The total cross-sectional areas of the floods are thus as follows:
First tide: 8 · 12 · W 1 = 96 · W 1
Second tide: 11 · 12 · W 1 = 132 · W 1
Third flood: 15 · 12 · W 1 = 180 · W 1 and
Fourth flood: 34 x 9 x W 2 = 306 x W 2 = 459 x W 1
where for the last conversion it was assumed that the ratio of the cross-sectional areas of the tubes 1 in the two floods P4 and P1 to P3 W 2 / W 1 = 1.5. Thus, the flow cross sections of the floods in the flow direction of the coolant form a monotonously increasing order to account for the decreasing heat absorption capacity of the coolant: In each tide, the coolant flows more slowly than in the previous, thus compensating for the lower heat absorption capacity. The use of the entire area 12 however, for the fourth tide, with a total of 306 tubes, it allows the strongest cooling to be concentrated there, near the coolant outlet, resulting in optimal DC cooling in this embodiment.

Die Erfindung ermöglicht somit die Umsetzung der Erkenntnis, dass beim Durchlauf durch einen Verdampfer der Gasanteil im Kühlmittel zunimmt und sich bei konstantem Druck seine Dichte verringert. Die Aufnahmefähigkeit des Kühlmittels für Wärme ist aber proportional zur Dichte, so dass es für eine gleichmäßige und effektive Wärmeübertragung eines zunehmenden Volumens und daher eines zunehmenden Querschnitts des Kühlmittelstroms bedarf. Im Stand der Technik wird dieser durch zusätzliche Kanäle ermöglicht, die jedoch die Abmessungen des Wärmetauschers um den Platzbedarf eben dieser zusätzlichen Kanäle erhöhen. Nach der Erfindung kann dieser zusätzliche Platz zumindest zum Teil eingespart, indem durch den erhöhten Rohrquerschnitt nur zusätzliches Rohrvolumen bereit gestellt wird, nicht aber zusätzliche Rohrlängen und Lamellen verbaut werden. Wärmetauscher gleicher Leistung können dadurch kleiner bauen, bzw. sie arbeiten bei gleicher Größe effektiver. Außerdem führt es dazu, dass durch erhöhte Wärmeübertragung am Kühlmittelauslass, zumal bei geringer Überhitzung, eine Kühlung im Gleichstrom effektiver sein kann als im Gegenstrom. The invention thus makes it possible to realize that, when passing through an evaporator, the proportion of gas in the coolant increases and its density decreases at constant pressure. However, the capacity of the coolant for heat is proportional to the density, so that it requires a uniform and effective heat transfer of an increasing volume and therefore an increasing cross-section of the coolant flow. In the prior art this is made possible by additional channels, however, increase the dimensions of the heat exchanger to the space requirements of just these additional channels. According to the invention, this additional space can be saved at least in part by providing only additional tube volume through the increased tube cross-section, but not additional tube lengths and lamellae are installed. Heat exchangers of the same power can thereby build smaller, or they work more effectively at the same size. It also causes increased heat transfer at the Coolant outlet, especially at low superheat, cooling in the DC can be more effective than in countercurrent.

Die 6 zeigt einen oberen Sammler 4 der 5, dessen Inneres durch Trennwände 6 in Kammern 7 aufgeteilt ist, um die Kühlmittelströmung auf eine in Strömungsrichtung zunehmende Zahl aufzuteilen. The 6 shows an upper collector 4 of the 5 whose interior is through partitions 6 in chambers 7 is split to divide the coolant flow to a number increasing in the flow direction.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2007/0215331 A1 [0006] US 2007/0215331 A1 [0006]
  • EP 0325844 A1 [0007, 0007] EP 0325844 A1 [0007, 0007]
  • DE 19515526 C1 [0008] DE 19515526 C1 [0008]

Claims (13)

Wärmetauscher mit einem Kühlmitteleinlass (8) und einem Kühlmittelauslass (9), parallel geführten flachen Rohren (1; 1a, 1b), die dazu bestimmt sind, dass in ihnen ein Kühlmittel geführt wird und verdampft, und mit zwischen den Rohren (1; 1a, 1b) angebrachten Lamellen (2), die in Richtung senkrecht zum Verlauf der Rohre (1) Luft-Führungsschlitze bilden und so die Strömungsrichtung (3) von durchströmender Luft definieren, wobei die Rohre (1) mindestens zwei nacheinander von Kühlmittel durchströmte Baugruppen (11, 12) bilden, die in Strömungsrichtung (3) der Luft hintereinander angeordnet sind, und sich die Baugruppen (11, 12) in der Größe der inneren Querschnittsfläche (W1, W2) der jeweiligen Rohre (1a, 1b) der Baugruppen unterscheiden und die Rohre (1a), die an den Kühlmittelauslass (9) angrenzen, eine größere Querschnittsfläche (W2) als die an den Kühlmitteleinlass angrenzenden Rohre (1b) haben. Heat exchanger with a coolant inlet ( 8th ) and a coolant outlet ( 9 ), parallel flat tubes ( 1 ; 1a . 1b ), which are intended to carry a refrigerant in them and evaporate, and with between the tubes ( 1 ; 1a . 1b ) attached lamellae ( 2 ) in the direction perpendicular to the course of the tubes ( 1 ) Form air guide slots and so the flow direction ( 3 ) of air flowing through, the pipes ( 1 ) at least two consecutively flowed through by coolant assemblies ( 11 . 12 ), which in the flow direction ( 3 ) of the air are arranged one behind the other, and the assemblies ( 11 . 12 ) in the size of the inner cross-sectional area (W 1 , W 2 ) of the respective tubes ( 1a . 1b ) of the assemblies and the tubes ( 1a ) connected to the coolant outlet ( 9 ), a larger cross-sectional area (W 2 ) than the adjacent to the coolant inlet tubes ( 1b ) to have. Wärmetauscher nach Anspruch 1 mit einem oberen und einem unteren Sammler (4, 5), zwischen denen die Rohre (1) verlaufen, wobei parallel durchströmte Rohre (1) eine Flut (P1–P4) bilden und die Fluten (P1–P4) nacheinander von Kühlmittel durchströmt werden, wobei der Kühlmitteleinlass (8) und der Kühlmittelauslass (9) vorzugsweise an einem der Sammler (4, 5) angebracht sind. Heat exchanger according to claim 1 with an upper and a lower collector ( 4 . 5 ) between which the pipes ( 1 ), wherein parallel flowed through pipes ( 1 ) form a flood (P1-P4) and the floods (P1-P4) successively flowed through by coolant, wherein the coolant inlet ( 8th ) and the coolant outlet ( 9 ) preferably at one of the collectors ( 4 . 5 ) are mounted. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammler (4, 5) Öffnungen aufweisen, in die die Enden der Rohre (1) abdichtend eingelötet sind. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the collectors ( 4 . 5 ) Have openings into which the ends of the tubes ( 1 ) are soldered sealing. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Sammler eine Kammer (7) oder mehrere voneinander durch Trennwände (6) abgetrennte Kammern (7) bildet, derart, dass die Rohre (1; 1a, 1b) mindestens zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten (P1–P4) bilden. Heat exchanger according to claim 2 or 3, characterized in that each of the two collectors has a chamber ( 7 ) or more by partition walls ( 6 ) separated chambers ( 7 ), such that the tubes ( 1 ; 1a . 1b ) form at least two sequentially flowed through by the coolant floods (P1-P4). Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fluten (P1–P4) in der Anzahl der Rohre (1) und/oder im Querschnitt der Rohre (1a, 1b) unterscheiden, die vom Kühlmittel durchströmt werden, wobei bei der an den Kühlmittelauslass (9) angrenzenden Flut die Summe der Querschnittsflächen (W2) der Rohre (1a), die zu dieser Flut beitragen, einen größeren Wert hat als bei der Flut, die an den Kühlmitteleinlass (8) grenzt, insbesondere um das 1,1- bis 2,5-Fache, weiter insbesondere um das 1,2- bis 1,6-Fache. Heat exchanger according to one of claims 2 to 4, characterized in that the floods (P1-P4) in the number of tubes ( 1 ) and / or in the cross-section of the tubes ( 1a . 1b ), which are flowed through by the coolant, wherein at the coolant outlet ( 9 ) adjacent tide the sum of the cross-sectional areas (W 2 ) of the tubes ( 1a ), which contribute to this flood, has a greater value than at the high tide, which at the coolant inlet ( 8th ), in particular by 1.1 to 2.5 times, more particularly by 1.2 to 1.6 times. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in Strömungsrichtung (3) der Luft hintereinander angeordneten Rohre (1a, 1b) in der ersten (11) und der zweiten Baugruppe (12) unterschiedlich ist. Heat exchanger according to claim 3 or 4, characterized in that the number of flow direction ( 3 ) of the air arranged behind each other ( 1a . 1b ) in the first ( 11 ) and the second assembly ( 12 ) is different. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Rohre (1a, 1b) genau zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten bilden, mit einer ersten Flut, aufweisend Rohre (1b) mit jeweils kleinerer Querschnittsfläche (W1), und einer zweiten Flut, aufweisend Rohre (1a) mit jeweils größerer Querschnittsfläche (W2). Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 1a . 1b ) exactly two successively flows through the coolant floods, with a first tide, comprising pipes ( 1b ), each having a smaller cross-sectional area (W 1 ), and a second tide, comprising tubes ( 1a ) each having a larger cross-sectional area (W 2 ). Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1) mehr als zwei nacheinander vom Kühlmittel durchströmte Fluten (P1–P4) bilden und dass in Strömungsrichtung des Kühlmittels die Summen der Querschnittsflächen der jeweiligen Fluten eine monoton ansteigende Folge bilden. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tubes ( 1 ) form more than two flows (P1-P4) through which the coolant flows in succession and that in the flow direction of the coolant the sums of the cross-sectional areas of the respective flows form a monotonously increasing sequence. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1) einer Baugruppe (11, 12) gleiche Querschnittsflächen haben. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 1 ) of an assembly ( 11 . 12 ) have the same cross-sectional areas. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baugruppe (11, 12) mehrere nacheinander durchströmte Fluten (P1–P4) hat und nachfolgende Fluten mehr Rohre (1) als vorherige besitzen, sodass die Summe der Querschnittsflächen der Rohre zunimmt. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that an assembly ( 11 . 12 ) has several successively flowed floods (P1-P4) and subsequent floods more pipes ( 1 ) as previous, so that the sum of the cross-sectional areas of the tubes increases. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rohre (1) zu einer baulichen Einheit (15) verbunden sind, wobei die Einheiten im Querschnitt eine längliche Gestalt haben und zwischen benachbarten Einheiten (15) die Lamellen (2) angeordnet sind. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of tubes ( 1 ) to a structural unit ( 15 ), wherein the units have an elongated shape in cross-section and between adjacent units ( 15 ) the slats ( 2 ) are arranged. Fahrzeugklimaanlage mit einem Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Luft und Kühlmittel im Gleichstrom betrieben werden und dabei die dem Kühlmitteleintritt zugewandte Seite des Wärmetauschers dem Lufteintritt zugewandt angeordnet wird. Vehicle air conditioning system having a heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that air and coolant are operated in the DC while the coolant inlet facing side of the heat exchanger is arranged facing the air inlet. Fahrzeugklimaanlage mit einem Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Luft und Kühlmittel im Gegenstrom betrieben werden und dabei die dem Kühlmittelaustritt zugewandte Seite des Wärmetauschers dem Lufteintritt zugewandt angeordnet wird. Vehicle air conditioning system having a heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that air and coolant are operated in countercurrent and thereby the coolant outlet facing side of the heat exchanger is arranged facing the air inlet.
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CN201680051498.1A CN108027215A (en) 2015-08-05 2016-07-22 Heat exchanger and vehicle air conditioner
PCT/EP2016/067573 WO2017021180A1 (en) 2015-08-05 2016-07-22 Heat exchanger and vehicle air-conditioning system
US15/750,395 US20180231320A1 (en) 2015-08-05 2016-07-22 Heat exchanger and vehicle air-conditioning system
EP16744709.3A EP3332204B1 (en) 2015-08-05 2016-07-22 Heat exchanger and vehicle air-conditioning system

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DE (1) DE102015112833A1 (en)
WO (1) WO2017021180A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018209775A1 (en) 2018-06-18 2019-12-19 Mahle International Gmbh Collector for a heat exchanger

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022224350A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-27

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0325844A1 (en) 1988-01-28 1989-08-02 Modine Manufacturing Company Evaporator with improved condensate collection
DE19515526C1 (en) 1995-04-27 1996-05-23 Thermal Werke Beteiligungen Gm Multi=pass flat=tube automotive heat=exchanger
US20070215331A1 (en) 2004-03-09 2007-09-20 Naohisa Higashiyama Semifinished Joint Plate, Joint Plate, Process for Fabricating Joint Plate and Heat Exchanger

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163507A (en) * 1992-04-06 1992-11-17 General Motors Corporation Tank partition design for integral radiator/condenser
DE19719252C2 (en) * 1997-05-07 2002-10-31 Valeo Klimatech Gmbh & Co Kg Double-flow and single-row brazed flat tube evaporator for a motor vehicle air conditioning system
EP1167911B1 (en) * 2000-06-26 2013-12-25 Keihin Thermal Technology Corporation Evaporator
KR100382523B1 (en) * 2000-12-01 2003-05-09 엘지전자 주식회사 a tube structure of a micro-multi channel heat exchanger
JP2003222436A (en) * 2002-01-29 2003-08-08 Toyo Radiator Co Ltd Heat exchanger for heat pump type air conditioner
JP2003294338A (en) * 2002-03-29 2003-10-15 Japan Climate Systems Corp Heat exchanger
JP2004163036A (en) * 2002-11-14 2004-06-10 Japan Climate Systems Corp Double row heat exchanger
EP1579166A4 (en) * 2002-12-31 2008-06-25 Modine Korea Llc Evaporator
US7080683B2 (en) * 2004-06-14 2006-07-25 Delphi Technologies, Inc. Flat tube evaporator with enhanced refrigerant flow passages
JP2006337005A (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Calsonic Kansei Corp Tube for heat exchanger
US8234881B2 (en) * 2008-08-28 2012-08-07 Johnson Controls Technology Company Multichannel heat exchanger with dissimilar flow
US20150096311A1 (en) * 2012-05-18 2015-04-09 Modine Manufacturing Company Heat exchanger, and method for transferring heat
JP5998854B2 (en) * 2012-10-31 2016-09-28 株式会社デンソー Refrigerant evaporator
JP2014219175A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社デンソー Refrigerant evaporator
KR102148724B1 (en) * 2013-10-21 2020-08-27 삼성전자주식회사 Heat exchanger and air conditional having the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0325844A1 (en) 1988-01-28 1989-08-02 Modine Manufacturing Company Evaporator with improved condensate collection
DE19515526C1 (en) 1995-04-27 1996-05-23 Thermal Werke Beteiligungen Gm Multi=pass flat=tube automotive heat=exchanger
US20070215331A1 (en) 2004-03-09 2007-09-20 Naohisa Higashiyama Semifinished Joint Plate, Joint Plate, Process for Fabricating Joint Plate and Heat Exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018209775A1 (en) 2018-06-18 2019-12-19 Mahle International Gmbh Collector for a heat exchanger

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