DE102017200624A1 - Heat exchanger device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, and vehicle with such a heat exchanger device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung (3) für ein Fahrzeug (1), mit wenigstens einer zwei voneinander beabstandete Deckschichten (20, 21) und ein zwischen den Deckschichten (20, 21) angeordnetes, mit den Deckschichten (20, 21) verbundenes und Versteifungsrippen (23) aufweisendes Kernelement (22) umfassenden Sandwichstruktur (19), durch welche wenigstens ein von zumindest einem zu temperierenden Medium durchströmbarer Wärmetauscher (9) gebildet ist, dessen von dem mittels des Wärmetauschers (9) zu temperierenden Medium durchströmbare Kanäle (24) jeweils zumindest teilweise durch die Versteifungsrippen (23) begrenzt sind. The invention relates to a heat exchanger device (3) for a vehicle (1), comprising at least one cover layer (20, 21) spaced apart from one another and a stiffening rib connected between the cover layers (20, 21) and the cover layers (20, 21) (23) comprising the core element (22) comprising a sandwich structure (19), through which at least one of at least one medium to be tempered through-flow heat exchanger (9) is formed, of which by means of the heat exchanger (9) to be tempered medium through-flow channels (24) respectively are limited at least partially by the stiffening ribs (23).
Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Wärmetauschereinrichtung.The invention relates to a heat exchanger device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, as well as a vehicle with such a heat exchanger device.
Wärmetauscher sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher Wärmetauscher kommt beispielsweise in einem insbesondere als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeug zum Einsatz, welches insbesondere als Kraftwagen und dabei beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Der Wärmetauscher ist üblicherweise von einem ersten Medium durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar oder durchströmbar, sodass über den Wärmetauscher ein Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen kann. Dadurch können die temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden. Wird das erste Medium beispielsweise mittels des Wärmetauschers gekühlt, so ist der Wärmetauscher als Kühler beziehungsweise Kühleinrichtung ausgebildet. Ein solcher Wärmetauscher kommt insbesondere als Kühler in einer Klimaanlage zum Einsatz, wobei das erste Medium ein Kältemittel ist. Dabei ist der Wärmetauscher beispielsweise als Gaskühler oder aber als Kondensator ausgebildet, mittels welchem eine Kondensation des Kältemittels bewirkt werden kann. Ist der Wärmetauscher beispielsweise dazu ausgebildet, das erste Medium zu kühlen, ist der Wärmetauscher, insbesondere in einem von dem ersten Medium durchströmbaren Kreislauf, eine Wärmesenke und wird üblicherweise als Kühler bezeichnet.Heat exchangers are already well known from the general state of the art and in particular from series production. Such a heat exchanger is used, for example, in a vehicle designed in particular as a motor vehicle, which is designed, in particular, as a motor vehicle and, for example, as a passenger car. The heat exchanger is usually flowed through by a first medium and can be flowed around or through by a second medium, so that a heat exchange between the media can take place via the heat exchanger. This allows the tempered, that is cooled and / or heated. If the first medium is cooled, for example by means of the heat exchanger, then the heat exchanger is designed as a cooler or cooling device. Such a heat exchanger is used in particular as a cooler in an air conditioning system, wherein the first medium is a refrigerant. In this case, the heat exchanger is designed for example as a gas cooler or as a condenser, by means of which a condensation of the refrigerant can be effected. If the heat exchanger is designed, for example, to cool the first medium, the heat exchanger, in particular in a circuit through which the first medium can flow, is a heat sink and is usually referred to as a cooler.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmetauschereinrichtung und ein Fahrzeug zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisierbar ist.Object of the present invention is to provide a heat exchanger device and a vehicle, so that a particularly advantageous heat exchange in space and weight-favorable manner can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wärmetauschereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a heat exchanger device with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung für ein Fahrzeug, welches beispielsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und dabei vorzugsweise als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Die Wärmetauschereinrichtung umfasst wenigstens eine Sandwichstruktur, welche zwei voneinander beabstandete Deckschichten und ein Kernelement umfasst, welches auch als Kern bezeichnet wird. Das Kernelement ist zwischen den Deckschichten angeordnet und mit den Deckschichten verbunden, wobei das Kernelement Versteifungsrippen aufweist. Durch die Sandwichstruktur ist wenigstens ein von zumindest einem zu temperierenden Medium durchströmbarer Wärmetauscher gebildet, dessen von dem mittels des Wärmetauschers zu temperierenden Medium durchströmbare Kanäle jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die Versteifungsrippen begrenzt beziehungsweise gebildet sind.A first aspect of the invention relates to a heat exchanger device for a vehicle, which is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a motor vehicle and preferably as a passenger car. The heat exchanger device comprises at least one sandwich structure, which comprises two spaced cover layers and a core element, which is also referred to as a core. The core element is arranged between the cover layers and connected to the cover layers, the core element having stiffening ribs. By the sandwich structure at least one of at least one medium to be tempered medium flow-through heat exchanger is formed, which can be at least partially, in particular at least predominantly or completely, bounded by the stiffening ribs or formed by the medium to be tempered by the heat exchanger medium channels.
Erfindungsgemäß ist somit eine Funktionsintegration vorgesehen, da die Sandwichstruktur nicht nur als besonders vorteilhaftes, bauraum- und gewichtsgünstiges und gleichzeitig eine besonders hohe Steifigkeit aufweisendes Bauteil für das Fahrzeug, sondern auch als Wärmetauscher genutzt wird, mittels welchem das beispielsweise als Fluid, insbesondere als Gas oder Flüssigkeit, ausgebildete und beispielsweise als Wärmeträgermedium fungierende Medium temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Wärmetauschereinrichtung lässt sich somit ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen dem Medium und beispielsweise wenigstens einem zweiten Medium über die Sandwichstruktur beziehungsweise über den Wärmetauscher realisieren, sodass das erste Medium und/oder das besonders zweite Medium vorteilhaft temperiert werden kann.According to the invention a functional integration is thus provided, since the sandwich structure is not only used as a particularly advantageous, space and weight-favorable and at the same time a particularly high rigidity exhibiting component for the vehicle, but also as a heat exchanger, by means of which, for example, as a fluid, in particular as gas or Liquid, formed and tempered, for example, acting as a heat transfer medium medium, that is cooled and / or can be heated. Thus, by means of the heat exchanger device according to the invention, a particularly advantageous heat exchange between the medium and, for example, at least one second medium can be realized via the sandwich structure or via the heat exchanger so that the first medium and / or the particularly second medium can advantageously be tempered.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Wärmetauschereinrichtung wenigstens ein Kanalelement, durch welches wenigstens ein von Luft durchströmbarer Luftkanal begrenzt ist. Die Luft ist dabei beispielsweise das zuvor genannte zweite Medium, mittels welchem das erste Medium über die Sandwichstruktur temperiert, insbesondere gekühlt, werden kann. Dabei ist zumindest ein Teilbereich der Sandwichstruktur von der den Luftkanal durchströmenden Luft umströmbar und/oder durchströmbar.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the heat exchanger device comprises at least one channel element, by which at least one air channel through which air can flow is defined. The air is, for example, the aforementioned second medium, by means of which the first medium tempered by the sandwich structure, in particular cooled, can be. In this case, at least a portion of the sandwich structure can be flowed around and / or flowed through by the air flowing through the air duct.
Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass zumindest der Teilbereich der Sandwichstruktur zumindest einen Teil- beziehungsweise Längenbereich des Luftkanals begrenzt. Durch diese Ausführungsform kann eine besonders effektive und effiziente Temperierung des ersten Mediums realisiert werden.In this case, it is provided, for example, that at least the partial region of the sandwich structure delimits at least a partial or longitudinal region of the air channel. By this embodiment, a particularly effective and efficient temperature control of the first medium can be realized.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Luftkanal wenigstens eine von der Luft durchströmbare Durchströmöffnung aufweist, über welche der Luftkanal fluidisch mit der Umgebung des Kanalelements verbunden ist. Beispielsweise ist der Kühlkanal über die Durchströmöffnung mit der Umgebung der Wärmetauschereinrichtung, insbesondere des Fahrzeugs insgesamt, fluidisch verbunden. Bei der Durchströmöffnung handelt es sich beispielsweise um eine Eintrittsöffnung beziehungsweise um einen Lufteintritt, über die beziehungsweise den die Luft in den Luftkanal einströmen kann. Ferner kann es sich bei der Durchströmöffnung um eine Austrittsöffnung und somit um einen Luftaustritt handeln, über die beziehungsweise den die Luftkanal durchströmende Luft aus dem Luftkanal ausströmen kann. Somit sind die vorigen und folgenden Ausführungen zur Durchströmöffnung ohne weiteres aus den Lufteintritt sowie auf den Luftaustritt übertragbar und umgekehrt. Über die Durchströmöffnung kann beispielsweise die Sandwichstruktur beziehungsweise der Wärmetauscher besonders vorteilhaft mit der Luft versorgt werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte und insbesondere bauraum- und gewichtsgünstige sowie aerodynamisch besonders vorteilhafte Luftführung und in der Folge Temperierung des ersten Mediums realisieren lässt.It has proven to be particularly advantageous if the air duct has at least one flow-through opening through which the air can flow, via which the air duct is fluidically connected to the surroundings of the channel element. For example, the cooling channel is fluidly connected via the throughflow opening to the surroundings of the heat exchanger device, in particular of the vehicle as a whole. The flow-through opening is, for example, an inlet opening or an air inlet, via which or the air can flow into the air channel. Furthermore, can the flow-through opening is an outlet opening and thus an air outlet, via which or the air flowing through the air duct can flow out of the air channel. Thus, the previous and following versions of the flow-through are readily transferable from the air inlet and on the air outlet and vice versa. By way of example, the sandwich structure or the heat exchanger can be supplied with the air in a particularly advantageous manner via the flow-through opening, so that a particularly advantageous and particularly space-saving and weight-favorable and aerodynamically particularly advantageous air flow and, as a consequence, temperature control of the first medium can be realized.
Um einen besonders gewichts- und baumraumgünstigen Wärmeaustausch zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Kanalelements als ein zumindest einen Teilbereich des Luftkanals begrenzendes Karosserieelement der Karosserie des Fahrzeugs ausgebildet ist.In order to realize a particularly weight- and tree space-favorable heat exchange, it is provided in a further embodiment of the invention that at least a part of the channel element is designed as a at least a portion of the air duct limiting body member of the body of the vehicle.
Um dabei eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Fahrzeugs realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Durchströmöffnung unmittelbar an den Teil, insbesondere an das Karosserieelement, angrenzt. Durch die Nutzung des ohnehin vorgesehenen Karosserieelements zur zumindest teilweisen Begrenzung des Luftkanals und somit zum Führen der den Luftkanal durchströmenden Luft und durch die beschriebene Anordnung der Durchströmöffnung kann der Bauraumbedarf der Wärmetauschereinrichtung besonders gering gehalten werden. Außerdem ist eine hinsichtlich der Aerodynamik des Fahrzeugs vorteilhafte Anordnung der Wärmetauschereinrichtung realisierbar, sodass eine besonders vorteilhafte Aerodynamik, insbesondere ein besonders geringer Luftwiderstand, des Fahrzeugs realisiert werden kann. Dadurch kann beispielsweise der Fahrwiderstand gering gehalten werden, sodass das Fahrzeug beispielsweise besonders energieverbrauchsarm und somit mit nur geringen CO2-Emmissionen betrieben, insbesondere angetrieben, werden kann. Darüber hinaus lässt sich eine Funktionsintegration von Kühlluftstrom und aerodynamischer Strömungsführung realisieren. Mit anderen Worten kann dem Luftkanal beziehungsweise der den Luftkanal durchströmenden Luft eine Doppelfunktion zukommen. Zum einen wird der Luftkanal genutzt, um die den Luftkanal durchströmende Luft gezielt der Sandwichstruktur zuzuführen. Dadurch wird die den Luftkanal durchströmende und die Sandwichstruktur beziehungsweise den Wärmetauscher an- und/oder umströmende Luft als Temperierluft beziehungsweise als Temperierluftstrom genutzt, um eine besonders vorteilhafte Temperierung, insbesondere Erwärmung und/oder Kühlung, des ersten Mediums realisieren zu können. Zum anderen kann durch die beschriebene Ausgestaltung der Wärmetauschereinrichtung eine aerodynamisch besonders günstige Führung der den Luftkanal durchströmenden Luft realisiert werden, sodass eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Fahrzeugs dargestellt werden kann.In order to be able to realize a particularly advantageous aerodynamics of the vehicle, it is preferably provided that the flow opening directly adjacent to the part, in particular to the body member. By using the already provided body element for at least partially limiting the air channel and thus for guiding the air channel flowing through the air and by the described arrangement of the flow opening of the space requirement of the heat exchanger device can be kept particularly low. In addition, an advantageous with respect to the aerodynamics of the vehicle arrangement of the heat exchanger device can be realized, so that a particularly advantageous aerodynamics, in particular a particularly low air resistance of the vehicle can be realized. As a result, for example, the driving resistance can be kept low, so that the vehicle, for example, particularly low energy consumption and thus operated with low CO 2 emissions, in particular driven, can be. In addition, a functional integration of cooling air flow and aerodynamic flow can be realized. In other words, the air duct or the air flowing through the air duct can have a dual function. On the one hand, the air duct is used to selectively supply the air flowing through the air duct to the sandwich structure. As a result, the air flowing through the air duct and the sandwich structure or the heat exchanger on and / or flowing air is used as Temperierluft or Temperierluftstrom to realize a particularly advantageous temperature, in particular heating and / or cooling of the first medium. On the other hand, an aerodynamically particularly favorable guidance of the air channel flowing through the air can be realized by the described configuration of the heat exchanger device, so that a particularly advantageous aerodynamics of the vehicle can be represented.
Die Erfindung zielt dabei insbesondere auf den hinsichtlich des ersten Mediums als Kühler und somit als Wärmesenke oder aber als Heizeinrichtung und somit Wärmequelle ausgebildeten beziehungsweise fungierenden und durch die Sandwichstruktur gebildeten Wärmetauscher der Wärmetauschereinrichtung ab. Wird der Wärmetauscher beispielsweise als Kühler zum Kühlen des ersten Mediums verwendet, so ist die Wärmetauschereinrichtung beispielsweise als Kühleinrichtung ausgebildet, die auch als Kühlsystem bezeichnet wird. Die Wärmetauschereinrichtung, insbesondere das Kühlsystem, kann beispielsweise in Fahrzeugen wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Arbeitsfahrmaschinen wie zum Beispiel Baggern, Wasserfahrzeugen und Luftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Grundsätzlich ist die Wärmetauschereinrichtung, insbesondere das Kühlsystem, auch für eine wenigstens vorübergehend beziehungsweise zeitweise ortsfeste Anwendung wie beispielsweise für eine Arbeitsmaschine, eine Produktionsanalage, eine Gebäudeklimatisierung oder eine Kühlung von industriellen Anlagen verwendbar und kann als Bestandteil eines Energiemanagementsystems, insbesondere eines Wärmemanagementsystems, verwendet werden, um beispielsweise zu Kühlungs- und/oder Trocknungszwecken zum Einsatz zu kommen.The invention is aimed in particular at the heat exchanger of the heat exchanger device formed or functioning as a cooler and thus as a heat sink or as a heating device and thus a heat source and formed by the sandwich structure. If the heat exchanger is used, for example, as a cooler for cooling the first medium, then the heat exchanger device is designed, for example, as a cooling device, which is also referred to as a cooling system. The heat exchanger device, in particular the cooling system, can be used, for example, in vehicles such as passenger cars, trucks, work driving machines such as excavators, watercraft and aircraft. In principle, the heat exchanger device, in particular the cooling system, can also be used for an at least temporarily or temporarily stationary application, such as for a work machine, production analysis, building air conditioning or cooling of industrial plants, and can be used as part of an energy management system, in particular a thermal management system. to be used for example for cooling and / or drying purposes.
In Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, kommen zum Beispiel konventionelle, insbesondere als Kühlsysteme fungierende Wärmetauschereinrichtungen zum Einsatz. Eine solche herkömmliche, üblicherweise als Kühlsystem zum Einsatz kommende Wärmetauschereinrichtung umfasst üblicherweise ein Kühlerpaket, dass an der Front des Fahrzeugs angeordnet ist und, insbesondere bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs, von Luft durch- beziehungsweise umströmt wird. Ferner kann das Kühlerpaket von einem Kühlmittel, insbesondere von einem Kühlfluid, durchströmt werden, sodass das Kühlmittel mittels des Kühlerpakets gekühlt wird. Das Kühlmittel ist beispielsweise das zuvor genannte erste Medium. Üblicherweise kann das Kühlmittel wenigstens eine Komponente des Fahrzeugs durchströmen, wobei ein Wärmeübergang von der wenigstens einen Komponente an das Kühlmittel erfolgt. Hierdurch wird die wenigstens eine Komponente gekühlt, und das Kühlmittel wird erwärmt. Mittels des Kühlerpaktes kann dann das Kühlmittel wieder gekühlt werden, da beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel über das Kühlerpaket an die das Kühlerpaket um- beziehungsweise durchströmende Luft erfolgen kann. Insbesondere wird das Kühlerpaket genutzt, um verbrennungsmotorische und/oder elektromotorische Abwärme und/oder in einer Brennstoffzelle erzeugte beziehungsweise von einer solchen Brennstoffzelle bereitgestellte Abwärme abzuführen, um somit beispielsweise einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine und/oder eine Brennstoffzelle des Fahrzeugs zu kühlen. Ebenfalls von Interesse sind solche, beispielsweise als Kühlsysteme ausgebildete Wärmetauschereinrichtungen, bei denen im besagten Kühlerpakt die als Kühlluftstrom fungierende Luft seriell und/oder parallel durch eine Anzahl von Kühlern, insbesondere Lamellenkühlern, geführt wird, um beispielsweise mittels eines Zwei-Phasen-Kältekreislaufsystems oder einem Hybridantrieb Abwärme aus dem jeweiligen Fahrzeug abzuführen. Zumindest einer der Kühler des Kühlerpakets kann beispielsweise als Kondensator ausgebildet sein, um beispielsweise das als Kältemittel ausgebildete Kühlmittel zu kühlen und dadurch eine Kondensation und damit beispielsweise einen Phasenübergang des Kältemittels zu bewirken.In vehicles, in particular in motor vehicles, conventional heat exchangers, in particular cooling systems, are used, for example. Such a conventional heat exchanger device, which is usually used as a cooling system, usually comprises a cooler package which is arranged at the front of the vehicle and, in particular during a forward travel of the vehicle, is flowed through or through air. Furthermore, the coolant pack can be flowed through by a coolant, in particular by a cooling fluid, so that the coolant is cooled by means of the cooler pack. The coolant is, for example, the aforementioned first medium. Usually, the coolant can flow through at least one component of the vehicle, wherein a heat transfer from the at least one component takes place to the coolant. As a result, the at least one component is cooled, and the coolant is heated. By means of the cooler pact, the coolant can then be cooled again, since, for example, heat can be transferred from the coolant via the cooler pack to the air circulating or flowing through the cooler pack. In particular, the cooler package used to exhaust combustion engine and / or electromotive waste heat and / or dissipated in a fuel cell or provided by such a fuel cell waste heat, thus for example to cool an internal combustion engine and / or an electric machine and / or a fuel cell of the vehicle. Also of interest are those, for example, designed as cooling systems heat exchanger devices in which the said cooling pacemaker acting as a cooling air flow is serially and / or in parallel by a number of coolers, especially finned radiators, performed, for example by means of a two-phase refrigeration cycle system or a Hybrid drive to dissipate waste heat from the respective vehicle. For example, at least one of the coolers of the cooler package may be formed as a condenser, for example, to cool the refrigerant formed as a refrigerant and thereby cause a condensation and thus, for example, a phase transition of the refrigerant.
Im Stand der Technik stehen somit vor allem luftdurchströmte beziehungsweise luftumströmte Lamellenwärmetauscher im Bereich der Front des jeweiligen Fahrzeugs als Wärmesenken des jeweiligen Kühlsystems zur Verfügung. Ebenfalls bekannt sind längslaminierte Plattenwärmetauscher, die als großflächig längs angeströmte Unterflurkühler wirken.In the prior art, air-flow or air-flow finned heat exchangers are thus available in the region of the front of the respective vehicle as heat sinks of the respective cooling system. Also known are longitudinally laminated plate heat exchanger, which act as a large area along flowed underfloor cooler.
Die im Stand der Technik herkömmlicherweise zum Einsatz kommenden Wärmetauschereinrichtungen sind aufgrund der dort vorgesehenen Anordnung des jeweiligen Wärmetauschers und des Luftkanals aerodynamisch nachteilig, da sie aerodynamisch relevante, große Staulufteinlassquerschnitte erfordern, insbesondere auch durch zur Durchströmung zusätzliche, ausgelagerte Kühler im Frontbereich des Fahrzeugs. Dies gilt in verstärktem Maße auch für den Betrieb von Niedertemperartur-Kühlkreisläufen, die beispielsweise zur Kühlung von elektrischen Maschine, hybriden Antriebssträngen und/oder Brennstoffzellen zum Einsatz kommen.The conventionally used in the art heat exchanger devices are due to the there provided arrangement of the respective heat exchanger and the air duct aerodynamically disadvantageous because they require aerodynamically relevant, large ram air inlet cross-sections, in particular by the flow through additional, outsourced radiator in the front of the vehicle. This also applies to a greater extent to the operation of Niedertemperartur cooling circuits, which are used for example for cooling of electric machine, hybrid powertrains and / or fuel cells.
In Fahrbetriebszuständen mit - gegebenenfalls kurzzeitig dynamisch - hohen Abwärmelasten reicht eine Kühlleistungsreserve einer herkömmlichen, beispielsweise als Kühlsystem ausgebildeten Wärmetauschereinrichtung aufgrund einer Begrenzung der beispielsweise als Kühlluftmassenstrom genutzten Luft nicht mehr zur Wärmeabfuhr aus. Somit ist ein solches herkömmliches Kühlsystems wenigstens kurzzeitig überlastet, sodass die Fahrleistung des Fahrzeugs und/oder eine Klimatisierung des Innenraums des Fahrzeugs zumindest eingeschränkt werden muss. Ein zusätzlich erhöhter Abwärmeanfall, insbesondere infolge eines Betriebs von Abwäremnutzungssystemen, mit deren Hilfe beispielsweise vorteilhaft die CO2-Emissionen reduziert werden können, kann somit nicht mehr in ausreichendem Maße abgeführt werden. Ein solches Abwärmenutzungssystem umfasst beispielsweise eine Adsorptionsanlage, welche mit Abwärme von Abgas, das von einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt wird, betrieben wird. Die bezüglich des Stands der Technik genannten Problem und Nachteile können nun mittels der erfindungsgemäßen Wärmetauschereinrichtung vermieden werden, da sich ein besonders geringer Bauraumbedarf sowie eine aerodynamisch vorteilhafte Anordnung und Ausgestaltung der Wärmetauschereinrichtung realisieren lassen.In driving conditions with - possibly briefly dynamically - high waste heat loads, a cooling capacity reserve of a conventional, designed for example as a cooling system heat exchanger device is no longer due to a limitation of, for example, used as cooling air mass flow air for heat dissipation. Thus, such a conventional cooling system is at least temporarily overloaded, so that the driving performance of the vehicle and / or air conditioning of the interior of the vehicle must be at least limited. An additional increased waste heat accumulation, in particular as a result of operation of waste heat utilization systems, with the aid of which, for example, advantageously the CO 2 emissions can be reduced, can thus no longer be dissipated to a sufficient extent. Such a waste heat utilization system includes, for example, an adsorption plant which is operated with waste heat of exhaust gas provided by an internal combustion engine for driving the vehicle. The problem and disadvantages referred to in the prior art can now be avoided by means of the heat exchanger device according to the invention, since a particularly small space requirement and an aerodynamically advantageous arrangement and design of the heat exchanger device can be realized.
Insbesondere wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, den beispielsweise als Kühler oder Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher als einen weiteren, luftdurchströmten beziehungsweise -umströmten Wärmetauscher zu nutzen, welcher beispielsweise außerhalb eines beziehungsweise zusätzlich zu einem herkömmlicherweise vorgesehenen, insbesondere an der Front des Fahrzeugs angeordneten Kühlerpaket zum Einsatz kommt und/oder zusätzlich zu einem üblichen Front-Luftmassenstrom von einem eigenen Luftstrom durch- und/oder umströmt wird, welcher durch den Luftkanal durchströmende Luft gebildet wird.In particular, it is proposed within the scope of the invention to use the heat exchanger formed, for example, as a cooler or condenser as a further air-flowed or heat-exchanged heat exchanger, which is used, for example, outside or in addition to a conventionally provided, in particular at the front of the vehicle arranged cooler package and / or in addition to a conventional front air mass flow is flowed through and / or flows around its own air flow, which is formed by the air channel flowing through the air.
Dabei wird beispielsweise im Rahmen der Erfindung ferner vorgeschlagen, den zuvor genannten, eigenen und beispielsweise zusätzlichen Luftstrom in dem den Luftstrom zugeordneten und somit eigenen Luftkanal zu führen und dabei den Luftkanal für den aerodynamischen Fahrwiderstand des Fahrzeugs günstig in das Fahrzeug, insbesondere in dessen Karosserie, zu integrieren. Hierzu ist es vorzugweise vorgesehen, dass - wie im Folgenden noch genauer erläutert wird - die Durchströmöffnung beispielsweise in einem vorteilhaften Druckbereich einer Außenkontur des Fahrzeugs, insbesondere der Karossiere, angeordnet ist, sodass in diesem Druckbereich, insbesondere während einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs, ein vorteilhafter Druck herrscht, welcher beispielsweise das Einleiten von Luft in den Luftkanal und/oder das Abführen der Luft aus dem Luftkanal unterstützt beziehungsweise bewirkt.In the context of the invention, for example, it is further proposed to guide the above-mentioned, own and, for example, additional air flow in the air duct assigned to the air flow and thus its own air duct and thereby favorably lower the air duct for the aerodynamic driving resistance of the vehicle into the vehicle, in particular in its body, to integrate. For this purpose, it is preferably provided that - as will be explained in more detail below - the flow opening, for example, in an advantageous pressure range of an outer contour of the vehicle, in particular the body is arranged, so in this pressure range, especially during forward travel of the vehicle, an advantageous pressure prevails, for example, which supports or causes the introduction of air into the air duct and / or the discharge of air from the air duct.
Ferner wird beispielsweise im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, den beispielsweise zusätzlich vorgesehenen Luftkanal funktionsintegriert durch die Last- beziehungsweise selbsttragende Karosserie, insbesondere durch deren Struktur, und somit mit Hilfe wenigstens einer bereits existierenden, eine aerodynamische Fahrzeugumströmung ausbildenden Komponente, insbesondere Luftströmungskomponente, zu bilden. Mit anderen Worten ist es somit beispielsweise vorgesehen, dass zumindest der Teil des Kanalelements gestaltintegriert als das Karosserieelement ausgebildet ist, sodass zumindest der genannte Teilbereich des Luftkanals durch das Karosserieelement begrenzt ist.Further, it is proposed, for example, within the scope of the invention to functionally integrate the air duct provided, for example, by the load-bearing or self-supporting body, in particular by its structure, and thus with the aid of at least one already existing component forming an aerodynamic vehicle flow, in particular an air flow component. In other words, it is thus provided, for example, that at least the part of the channel element is integrated into the body as the body element, so that at least the said portion of the air duct is delimited by the body element.
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Sandwichstruktur Bestandteil des Karosserieelements ist, sodass das Karosserieelement zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die Sandwichstruktur gebildet ist. Dadurch können der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten besonders gering gehalten werden, wobei gleichzeitig ein besonders effizienter und effektiver Wärmeaustausch realisiert werden kann. It is preferably provided that the sandwich structure is part of the body element, so that the body element is at least partially, in particular at least predominantly or completely, formed by the sandwich structure. As a result, the space requirements, the weight and the cost can be kept particularly low, at the same time a particularly efficient and effective heat exchange can be realized.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass außerdem Sandwichstrukturen mit doppelwandigen Flächenelementen und distanzbildenden, flächigen Ausbildungen von Versteifungsrippen beziehungsweise Versteifungsschrägen bekannt sind, die aus einer Vielzahl von Werkstoffen hergestellt werden können. Die jeweilige Deckschicht und/oder das Kernelement ist dabei beispielsweise aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung, aus einem faserverstärkten Kunststoff und/oder aus einem anderen Material hergestellt, wobei der faserverstärkte Kunststoff beispielsweise Glasfasen und/oder Kohlefasern und/oder andere Fasern als Verstärkungsfasern umfassen und somit beispielsweise als glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder als kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK) ausgebildet sein kann. Derartige Sandwichstrukturen sind als hochgradig verformungssteife Leichtbaustrukturen im Fahrzeugbau und insbesondere in der Luftfahrt, im Automobilbau und im Sonderbau verbreitet und werden aufgrund einer häufig sechseckigen Wabenstruktur der Versteifungsrippen international auch als Honeycomb oder Honeycomb-Struktur bezeichnet. Weiterhin bekannt ist, dass beispielsweise durch die beispielsweise gitterförmig angeordneten Versteifungsrippen eine Vielzahl an Hohlräumen der Sandwichstruktur gebildet ist. Die Hohlräume sind dabei beispielsweise wabenförmig beziehungsweise sechseckig ausgebildet. Die Hohlräume der Sandwichstruktur, insbesondere des Kernelements, können dabei beispielsweise über jeweilige Öffnungen in den Versteifungsrippen fluidisch miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Gasdruck in den beispielsweise als Waben ausgebildeten Hohlräumen dem Umgebungsdruck angeglichen sein, da beispielsweise ein Druckausgleich zwischen der Umgebung und den Hohlräumen erfolgen kann. Dadurch ist die Sandwichstruktur als eine offene Struktur ausgebildet. Auch wird eine solche offene Struktur als doppelwandige Tankwand verwendet. Die Tankwand ist beispielsweise Bestandteil eines Tanks zum Aufnehmen eines Kraftstoffes, insbesondere eines flüssigen Kraftstoffes, zum Betreiben der zuvor genannten Verbrennungskraftmaschine. Aus der durch die offene Struktur gebildeten Tankwand kann beispielsweise Leckagekraftstoff in einen Zwischenraum nach außen gezielt abgeleitet werden, sodass eine solche Leckage offensichtlich wird und schnell erkannt werden kann.The invention is further based on the finding that, in addition, sandwich structures with double-walled area elements and distance-forming, planar formations of stiffening ribs or stiffening slopes are known, which can be produced from a large number of materials. The respective cover layer and / or the core element is in this case made, for example, of aluminum or an aluminum alloy, of a fiber-reinforced plastic and / or of another material, wherein the fiber-reinforced plastic comprises, for example, glass fibers and / or carbon fibers and / or other fibers as reinforcing fibers and thus For example, as a glass fiber reinforced plastic (GRP) or as a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) may be formed. Such sandwich structures are widely used as highly deformation-resistant lightweight structures in vehicle construction and in particular in aviation, in the automotive industry and in special construction and are also internationally known as honeycomb or honeycomb structure due to a hexagonal honeycomb often structure of the stiffening ribs. It is also known that a plurality of cavities of the sandwich structure is formed, for example, by the stiffening ribs arranged, for example, in the form of a lattice. The cavities are formed, for example, honeycomb or hexagonal. The cavities of the sandwich structure, in particular of the core element, can be fluidly connected to one another, for example via respective openings in the stiffening ribs. In this way, for example, a gas pressure in the formed, for example, as honeycomb cavities be adapted to the ambient pressure, since, for example, a pressure equalization between the environment and the cavities can be done. As a result, the sandwich structure is formed as an open structure. Also, such an open structure is used as a double-walled tank wall. The tank wall is for example part of a tank for receiving a fuel, in particular a liquid fuel, for operating the aforementioned internal combustion engine. From the tank wall formed by the open structure, for example, leakage fuel can be selectively discharged into an intermediate space to the outside, so that such leakage becomes obvious and can be detected quickly.
Auch ist die Anordnung der Versteifungsrippen insbesondere hinsichtlich der Form, Lage und Größe der Hohlräume beziehungsweise Waben frei gestaltbar. Üblicherweise wird die Anordnung der Versteifungsrippen zur Erhöhung der mechanischen Biegesteifigkeit um beliebige Biegeachsen, welche insbesondere in einer durch die Sandwichstruktur gebildeten Ebene liegen, sowie fertigungstechnisch optimiert. Auch können Sandwichstrukturen nicht nur eben, sondern ein- oder zweiachsig verformt hergestellt sein, wobei beispielsweise jeweilige, durch die Deckschichten gebildete Außenflächen aufgrund der Versteifungsrippen äquidistant verlaufen. Auch kann in Sonderbauweise eine jeweilige Höhe der Versteifungsrippen in Erstreckung der Sandwichstruktur variieren, sodass die Deckschichten beziehungsweise die Außenflächen nicht äquidistant beziehungsweise nicht parallel zueinander verlaufen. Üblicherweise weisen Sandwichstrukturen in Deckschichten beziehungsweise von Deckschicht zu Deckschicht infolge der beabstandeten Anordnung der Deckschichten durch die hochformatigen Versteifungsrippen eine vergleichsweise sehr niedrige Bauteil-Wärmeleitfähigkeit auf. Dabei belegen Sandwichstrukturen im Fahrzeug Bauraum, der eigentlich als Kanal, insbesondere als Luftkanal, zwischen den beiden gegenüberliegenden Deckschichten beziehungsweise Außenflächen ausgestaltet werden könnte, was jedoch durch die herkömmlicherweise zum Einsatz kommenden Versteifungsrippen versperrt ist.Also, the arrangement of the stiffening ribs, in particular with regard to the shape, position and size of the cavities or honeycomb freely designable. Usually, the arrangement of the stiffening ribs to increase the mechanical bending stiffness by any bending axes, which are in particular in a plane formed by the sandwich structure, as well as manufacturing technology optimized. Also sandwich structures can be made not only flat, but one or two axes deformed, for example, each formed by the outer layers outer surfaces due to the stiffening ribs extend equidistant. Also, in a special construction, a respective height of the stiffening ribs in the extension of the sandwich structure may vary, so that the cover layers or the outer surfaces do not run equidistantly or not parallel to one another. Usually, sandwich structures in cover layers or from cover layer to cover layer have a comparatively very low component heat conductivity due to the spaced arrangement of the cover layers by the vertical stiffening ribs. This sandwich structures in the vehicle occupy space, which could actually be configured as a channel, in particular as an air duct, between the two opposite outer layers or surfaces, but this is blocked by the stiffening ribs conventionally used.
Erfindungsgemäß ist es nun jedoch vorgesehen, dass die Versteifungsrippen derart ausgestaltet sind, dass sie jeweilige Kanäle beziehungsweise Kanalelemente bilden, die von dem genannten, zu temperierenden ersten Medium, welches beispielsweise als Fluid, insbesondere als Flüssigkeit oder Gas, ausgebildet ist, durchströmt werden können. Dadurch kann die Sandwichstruktur, insbesondere das Kernelement, als Wärmetauscher zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen, des Mediums genutzt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass der Wärmetauscher als Kondensator ausgebildet ist, mittels welchem eine Kondensation des ersten Mediums bewirkbar ist. Mit anderen Worten kann der Wärmetauscher als Kondensator zum Kondensieren des ersten Mediums genutzt werden. Erfindungsgemäß wird somit ein zwischen den Deckschichten angeordneter Zwischenraum, in welchem das Kernelement angeordnet ist, genutzt, um durch den Zwischenraum das zu temperierende erste Medium zu führen, wobei die Versteifungsrippen Kanalelemente bilden, mittels welchen das erste Medium besonders vorteilhaft durch den Zwischenraum geleitet werden kann.According to the invention, however, it is now provided that the stiffening ribs are designed such that they form respective channels or channel elements, which can be flowed through by said first medium to be tempered, which is designed, for example, as a fluid, in particular as a liquid or gas. As a result, the sandwich structure, in particular the core element, can be used as a heat exchanger for tempering, in particular for cooling, of the medium. In particular, it is conceivable that the heat exchanger is designed as a capacitor, by means of which a condensation of the first medium can be effected. In other words, the heat exchanger can be used as a condenser for condensing the first medium. According to the invention, an intermediate space arranged between the cover layers, in which the core element is arranged, is used to guide the first medium to be tempered through the intermediate space, wherein the reinforcing ribs form channel elements by means of which the first medium can be passed through the intermediate space particularly advantageously ,
Das zum Temperieren des ersten Mediums genutzte zweite Medium kann beispielsweise wenigstens eine der Deckschichten an- und umströmen. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise denkbar, dass die von dem zu temperierenden ersten Medium durchströmbaren und durch die Versteifungsrippen gebildeten beziehungsweise begrenzten Kanäle erste Kanäle der Sandwichstruktur beziehungsweise des Wärmetauschers sind. Dabei bilden beziehungsweise begrenzen beispielsweise die Versteifungsrippen zweite Kanäle, welche von dem zweiten Medium durchströmbar sind. Beispielsweise sind die zweiten Kanäle fluidisch von den ersten Kanälen getrennt, sodass sich die Medien nicht vermischen. Dann kann beispielsweise über die Versteifungsrippen ein besonders effizienter und effektiver Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen, sodass das erste Medium und/oder das zweite Medium besonders vorteilhaft temperiert werden kann. Beispielsweise erfolgt über die Versteifungsrippen und gegebenenfalls über wenigstens eine der Deckschichten ein Wärmeübergang von dem zu temperierenden ersten Medium an das weitere Medium, wodurch das erste Medium gekühlt und das weitere Medium erwärmt wird. Ist die Sandwichstruktur beispielsweise von beiden Medien durchströmbar, da beispielsweise die durch die Versteifungsrippen gebildeten ersten Kanäle von dem ersten Medium und die durch die Versteifungsrippen gebildeten zweiten Kanäle von dem zweiten Medium durchströmbar sind, so kann über die Versteifungsrippen ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen, wobei jedoch ein übermäßiger Wärmeaustausch zwischen den Medien und der Umgebung der Sandwichstruktur über die Deckschichten unterbleibt und von den Deckschichten vermieden wird, da diese beispielsweise eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Insbesondere ist es denkbar, eine wechselnde Befüllung mit Medien stark unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit zur Gestaltung einer schaltbaren thermischen Isolation zu nutzen.The second medium used for tempering the first medium can, for example, flow on and around at least one of the cover layers. Alternatively or additionally, it is conceivable, for example, that the first to be tempered by the Medium permeable and formed by the stiffening ribs or limited channels first channels of the sandwich structure or the heat exchanger are. In this case, for example, the stiffening ribs form or delimit second channels through which the second medium can flow. For example, the second channels are fluidly separated from the first channels, so that the media does not mix. Then, for example, via the stiffening ribs a particularly efficient and effective heat exchange between the media take place, so that the first medium and / or the second medium can be tempered particularly advantageous. For example, via the stiffening ribs and optionally via at least one of the cover layers, a heat transfer from the first medium to be tempered to the further medium, whereby the first medium is cooled and the other medium is heated. If, for example, both media can flow through the sandwich structure, since the first channels formed by the reinforcing ribs can be flowed through by the second medium and the second channels formed by the reinforcing ribs can flow through the second medium, a particularly advantageous heat exchange between the media can take place via the reinforcing ribs However, an excessive heat exchange between the media and the environment of the sandwich structure over the cover layers is omitted and avoided by the cover layers, since they have, for example, only a low thermal conductivity. In particular, it is conceivable to use an alternating filling with media of very different thermal conductivity for the design of a switchable thermal insulation.
Beispielsweise ist das Karosserieelement als integraler Bestandteil der Karosserie, insbesondere eines Rohbaus der Karosserie, ausgebildet. Ferner ist es denkbar, dass das Karosserieelement an dem Rohbau gehalten und somit beispielsweise ein an dem Rohbau montiertes Anbauteil ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Karosserieelement ein Kotflügel, eine Tür, insbesondere eine Seitentür, ein Radhaus, ein Dach, eine Heckklappe, ein Seitenheck, eine Heckschürze, eine Bodenverkleidung, ein Spoiler oder ein anderes Karosserieelement ist, sodass beispielsweise der als Kühler fungierende Wärmetauscher als Kotflügel-Kühler, als Tür-Kühler, insbesondere als Seitentür-Kühler, als Radhaus-Kühler, als Dach-Kühler, als Klappen-Kühler, insbesondere als Heckklappen-Kühler, als Seitenheck-Kühler, als Heckschürzen-Kühler, als Bodenverkleidung-Kühler, als Spoiler-Kühler oder als sonstiger Kühler beziehungsweise Kondensator oder Wärmetauscher ausgebildet ist.For example, the body element as an integral part of the body, in particular a shell of the body formed. Further, it is conceivable that the body member is held on the shell and thus, for example, is a mounted on the shell attachment. In particular, it is conceivable that the body element is a fender, a door, in particular a side door, a wheel arch, a roof, a tailgate, a rear end, a rear apron, a floor covering, a spoiler or another body element, so that, for example, acts as a radiator Heat exchanger as fender radiator, as door radiator, in particular as side door radiator, as Radhaus radiator, as a roof radiator, as a flap radiator, especially as a tailgate cooler, as a rear-side radiator, as a rear apron cooler, as a floor covering Cooler is designed as a spoiler cooler or as another cooler or condenser or heat exchanger.
Als aerodynamisch besonders vorteilhaft hat sich jedoch gezeigt, wenn das Karosserieelement als Fronthaube, insbesondere als Motorhaube, ausgebildet ist. Die Fronthaube ist beispielsweise zumindest mittelbar an dem zuvor genannten Rohbau bewegbar, insbesondere verschwenkbar, gehalten und ist an der Front beziehungsweise in einem Frontbereich des beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Fahrzeugs gehalten.As aerodynamic particularly advantageous has been shown, however, when the body member is designed as a front hood, in particular as a bonnet. The front hood, for example, at least indirectly to the aforementioned shell, movable, in particular pivotable, held and is held at the front or in a front region of the example of a motor vehicle, especially as a passenger car, trained vehicle.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Luftkanal eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Höhe aufweist, die kleiner oder gleich einer in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Höhe eines in Fahrzeughochrichtung zwischen der Fronthaube und einem in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Fronthaube angeordneten Bauelement des Fahrzeugs angeordneten, zu Fußgängerschutzzwecken vorgesehen Freiraums ist. Hierbei ist der Luftkanal beispielsweise als flächiger Luftkanal ausgebildet, dessen in Fahrzeughochrichtung verlaufende Höhe, welche auch als Bauhöhe bezeichnet wird, kleiner oder identisch ist mit dem zu Passantenschutzzwecken unter der Fronthaube explizit freigehaltenen Freiraum. Unter dem Freiraum ist ein Luftspalt zu verstehen, dessen Höhe beispielsweise in einem Bereich von einschließlich 50 Millimetern bis einschließlich 70 Millimetern liegt. Ferner ist unter dem Freiraum zu verstehen, dass in diesem Freiraum keine Bauelemente des Fahrzeugs angeordnet sind, sodass sich beispielsweise dann, wenn ein Fußgänger auf die Fronthaube, insbesondere in Fahrzeughochrichtung von oben nach unten, auftrifft, zumindest ein Teil der Fronthaube in Fahrzeughochrichtung nach unten in den Freiraum bewegen kann, ohne dass es zu einer Kollision mit einem Bauelement des Fahrzeugs kommt. Dabei wird die Fronthaube in diesen Freiraum bewegt, da die Fronthaube infolge dessen, dass der Fußgänger auf die Fronthaube prallt, verformt wird. Durch diese Ausgestaltung der Bauhöhe des Luftkanals führen der Luftkanal und somit der bei dieser Ausführungsform als Motorhauben-Wärmetauscher ausgebildete Wärmetauscher nicht zu einer unerwünschten Bauraum- beziehungsweise Packagevergrößerung, sondern ein ohnehin vorhandener Bauraum kann zur Unterbringung des Wärmetauschers genutzt werden.It has been found to be particularly advantageous if the air duct has a running height in the vehicle height, which is less than or equal to a vehicle vertical direction extending height arranged in the vehicle vertical direction between the front hood and arranged in the vehicle vertical direction below the front hood component of the vehicle, provided for pedestrian protection purposes Freiraums is. Here, the air duct is formed, for example, as a planar air duct, extending in the vertical direction of the vehicle height, which is also referred to as height, smaller or identical with the free to passant protection purposes under the bonnet free space. The free space is to be understood as meaning an air gap whose height is, for example, in a range of from 50 millimeters up to and including 70 millimeters. Furthermore, the free space means that no components of the vehicle are arranged in this free space, so that, for example, when a pedestrian strikes the front hood, in particular in the vehicle vertical direction from top to bottom, at least part of the front hood in the vehicle vertical direction downwards can move into the free space, without causing a collision with a component of the vehicle. In this case, the front hood is moved into this space, since the front hood is deformed as a result of the pedestrian colliding with the front hood. As a result of this embodiment of the overall height of the air duct, the air duct and thus the heat exchanger formed in this embodiment as a bonnet heat exchanger do not lead to an undesired construction space or package enlargement, but an already available installation space can be used to accommodate the heat exchanger.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Luftkanal wenigstens ein, insbesondere elektrisch betreibbarer, Lüfter zum Fördern der Luft durch den Luftkanal angeordnet ist. Dadurch kann auf bauraumgünstige und aerodynamisch vorteilhafte Weise eine besonders hohe Temperierleistung, insbesondere Kühlleistung, realisiert werden, da beispielsweise ein besonders hoher Luftmassenstrom durch den Luftkanal bewegt werden kann.A further embodiment is characterized in that at least one, in particular electrically operable, fan for conveying the air through the air duct is arranged in the air duct. This can be realized in a space-saving and aerodynamically advantageous manner, a particularly high temperature control, in particular cooling capacity, since, for example, a particularly high air mass flow can be moved through the air duct.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Sandwichstruktur zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Luftkanal angeordnet und von der den Luftkanal durchströmenden Luft umströmbar und/oder durchströmbar ist. Dabei ist beispielsweise zumindest das Kernelement von der den Luftkanal durchströmenden Luft umströmbar und/oder durchströmbar, sodass insbesondere die Versteifungsrippen, insbesondere auf jeweiligen, den ersten Kanälen abgewandten Außenseiten, von der Luft umströmt werden können. Dadurch kann ein besonders effektiver und effizienter Wärmeaustausch zwischen dem zu temperierenden Medium und der Luft über die Versteifungsrippen realisiert werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Luft als das genannte zweite Medium die zweiten Kanäle durchströmen kann, während beispielsweise das von Luft unterschiedliche erste Medium die ersten Kanäle durchströmen kann.In a further embodiment, it is provided that the sandwich structure at least partially, in particular at least predominantly or completely, arranged in the air duct and can be flowed around and / or flowed through by the air flowing through the air duct. In this case, for example, at least the core element can be flowed around and / or flowed through by the air flowing through the air duct, so that in particular the stiffening ribs, in particular on the outer sides facing away from the first ducts, can be flowed around by the air. This allows a particularly effective and efficient heat exchange between the medium to be tempered and the air via the stiffening ribs can be realized. In particular, it is conceivable that the air as said second medium can flow through the second channels, while, for example, the first medium different from air can flow through the first channels.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem Luftkanal wenigstens ein Ventilelement angeordnet, welches zwischen wenigstens einer Schließstellung und wenigsten einer Offenstellung, insbesondere relativ zu dem Karosserieelement beziehungsweise relativ zu dem Kanalelement, bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. In der Schließstellung versperrt das Ventilelement zumindest einen von der Luft durchströmbaren Teilbereich des Luftkanals, wobei das Ventilelement in der Offenstellung den Teilbereich freigibt, sodass die Luft durch den freigegebenen Teilbereich hindurchströmen kann. Dadurch kann eine besonders bedarfsgerechte Versorgung des Wärmetauschers mit der Luft realisiert werden. Ferner kann eine besonders vorteilhafte Aerodynamik realisiert werden. Der Lüfter ist beispielsweise als Zentrifugal-, Axial- oder Walzenlüfter ausgebildet, um dadurch die Luft besonders effizient und effektiv fördern zu können.In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one valve element is arranged in the air duct, which is movable, in particular pivotable, between at least one closed position and at least one open position, in particular relative to the body element or relative to the channel element. In the closed position, the valve element obstructs at least one subregion of the air channel through which air can flow, wherein the valve element releases the subregion in the open position, so that the air can flow through the released subregion. As a result, a particularly needs-based supply of the heat exchanger can be realized with the air. Furthermore, a particularly advantageous aerodynamics can be realized. The fan is designed, for example, as a centrifugal, axial or roller fan, in order to be able to convey the air in a particularly efficient and effective manner.
Um einen besonders vorteilhaften Wärmeaustausch zwischen den Medien, insbesondere zwischen dem zu temperierenden Medium und der Luft, zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Versteifungsrippen mit jeweiligen, von den jeweiligen Versteifungsrippen abstehenden Rippen versehen sind. Dadurch kann beispielsweise eine besonders große Oberfläche geschaffen werden, über die ein Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen kann.In order to realize a particularly advantageous heat exchange between the media, in particular between the medium to be tempered and the air, it is provided in a further embodiment of the invention that the stiffening ribs are provided with respective ribs projecting from the respective stiffening ribs. As a result, for example, a particularly large surface can be created, via which a heat exchange between the media can take place.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Versteifungsrippen eine in Strömungsrichtung des die Kanäle durchströmenden ersten Mediums und/oder schräg oder senkrecht dazu verlaufenden welligen und/oder sägezahnartigen, das heißt gezackten Verlauf aufweisen.A further embodiment is characterized in that the stiffening ribs have a first medium flowing through the channels in the flow direction and / or wavy and / or sawtooth-like, that is serrated, shape running obliquely or perpendicular thereto.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in die Sandwichstruktur wenigstens ein Lamellenwärmetauscher integriert ist, dessen Wärmetauscherlamellen in zumindest einem der Kanäle, insbesondere der ersten Kanäle, des Wärmetauschers verlaufen und eine jeweilige Längserstreckungsrichtung aufweisen. Dabei verläuft beispielsweise die Längserstreckungsrichtung schräg, parallel oder senkrecht zur Strömungsrichtung des den zumindest einen Kanal durchströmenden ersten Mediums. Über den Lamellenwärmetauscher kann somit ein besonders effizienter und effektiver Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen, wobei der Lamellenwärmetauscher beispielsweise von dem ersten oder zweiten Medium durchströmbar ist.Finally, it has been found to be particularly advantageous if at least one fin heat exchanger is integrated into the sandwich structure, the heat exchanger fins run in at least one of the channels, in particular the first channels of the heat exchanger and have a respective longitudinal direction. In this case, for example, the longitudinal extension direction runs obliquely, parallel or perpendicular to the flow direction of the at least one channel flowing through the first medium. Thus, a particularly efficient and effective heat exchange between the media can take place via the finned heat exchanger, wherein the finned heat exchanger, for example, can be flowed through by the first or second medium.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest eine in Strömungsrichtung der den Luftkanal durchströmenden Luft verlaufende Längsseite des Kanalelements durch das Karosserieelement gebildet ist, wodurch sich eine besonders bauraumgünstige und aerodynamisch vorteilhafte Führung der Luft realisieren lässt.As further particularly advantageous, it has been shown, if at least one in the flow direction of the air channel flowing through the air extending longitudinal side of the channel member is formed by the body member, which can be a particularly space-saving and aerodynamically advantageous guidance of the air realized.
Zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Aerodynamik ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Durchströmöffnung als die zuvor genannte Eintrittsöffnung ausgebildet ist, über welche die Luft in den Luftkanal einleitbar ist. Somit kann die Luft über die Eintrittsöffnung aus der Umgebung des Kanalelements in den Luftkanal einströmen. Dabei ist die Durchströmöffnung vorzugsweise in einem Überdruckbereich angeordnet, in welchem bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ein gegenüber dem Umgebungsdruck höherer Druck, welcher auch als Überdruck bezeichnet wird, entsteht. Dadurch kann beispielsweise eine besonders hohe Luftmenge in den Luftkanal eingebracht werden, sodass sich eine besonders effektive Temperierung des zu temperierenden Mediums realisieren lässt. Darüber hinaus können übermäßig hohe Staudrücke, welche beispielsweise der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs entgegenstehen, vermieden werden.To realize a particularly advantageous aerodynamics, it is provided in a further embodiment of the invention that the flow opening is formed as the aforementioned inlet opening, via which the air is introduced into the air duct. Thus, the air can flow into the air duct via the inlet opening from the vicinity of the channel element. In this case, the flow-through opening is preferably arranged in an overpressure region, in which during a forward travel of the motor vehicle, a pressure which is higher than the ambient pressure, which is also referred to as overpressure, arises. As a result, for example, a particularly high amount of air can be introduced into the air duct, so that a particularly effective temperature control of the medium to be tempered can be realized. In addition, excessively high pressure pressures, which, for example, preclude the forward travel of the vehicle, can be avoided.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Durchströmöffnung als die zuvor genannte Austrittsöffnung ausgebildet, über welche die Luft aus dem Luftkanal ausleitbar ist. Somit kann beispielsweise die den Luftkanal durchströmende Luft über die Austrittsöffnung aus dem Luftkanal ausströmen und an die Umgebung strömen. Dabei ist die Austrittsöffnung vorzugsweise in einem Unterdruckbereich angeordnet, in welchem bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ein gegenüber dem Umgebungsdruck geringerer Druck, welcher auch als Unterdruck bezeichnet wird, entsteht. Der entstehende Unterdruckbereich unterstützt das Ausströmen der Luft aus dem Luftkanal, sodass ein besonders hoher Luftmassenstrom durch den Luftkanal hindurch gefördert werden kann. Ferner können übermäßige, der Vorwärtsfahrt entgegenstehende Unterdrücke vermieden werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte Aerodynamik realisieren lässt.In a further embodiment of the invention, the flow-through opening is designed as the aforementioned outlet opening, via which the air can be diverted from the air channel. Thus, for example, the air flowing through the air duct via the outlet opening flow out of the air channel and flow to the environment. In this case, the outlet opening is preferably arranged in a negative pressure region, in which during a forward travel of the motor vehicle, a pressure which is lower than the ambient pressure, which is also referred to as negative pressure, arises. The resulting negative pressure range promotes the outflow of air from the air duct, so that a particularly high air mass flow can be conveyed through the air duct. Furthermore, excessive, the forward drive opposite negative pressures can be avoided so that a particularly advantageous aerodynamics can be realized.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass dem Karosserieelement wenigstens ein, insbesondere elektrisch betreibbarer, Aktor zugeordnet ist, mittels welchem das Karosserieelement relativ zu dem Rohbau der Karosserie bewegbar ist. Dadurch ist es beispielsweise während einer Fahrt des Fahrzeugs möglich, das Karosserieelement relativ zu dem Rohbau zu bewegen und dabei in eine vorteilhafte Position zu bringen, sodass ein besonders hoher Luftmassenstrom in dem Luftkanal erzeugt beziehungsweise eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Fahrzeugs eingestellt werden kann.A further embodiment provides that at least one, in particular electrically operable, actuator is assigned to the body element, by means of which the body element is movable relative to the shell of the body. As a result, it is possible, for example during a drive of the vehicle, to move the body element relative to the bodyshell and bring it into an advantageous position, so that a particularly high air mass flow is generated in the air duct or a particularly advantageous aerodynamics of the vehicle can be set.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Wärmetauschereinrichtung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one heat exchanger device according to the invention. Advantages and advantageous embodiment of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiment of the second aspect of the invention and vice versa.
Das mittels des Wärmetauschers zu temperierende, insbesondere zu kühlende, Medium ist beispielsweise ein Wärmeträgermedium, welches insbesondere als Gemisch ausgebildet sein kann. Beispielsweise umfasst das Medium zumindest Wasser. Insbesondere umfasst das Medium zumindest Wasser und Glykol. Ferner ist es denkbar, dass das zu temperierende Medium Motoröl oder Thermoöl umfasst. Das zu temperierende Medium kann dabei als Flüssigkeit oder aber als Gas, insbesondere als Luft, ausgebildet sein, wobei beispielsweise das Gas zumindest Luft umfasst. Bei der zu temperierenden Luft handelt es sich beispielsweise um Ladeluft, welche mittels eines Verdichters, insbesondere eines Abgasturboladers, verdichtet ist und beispielsweise wenigstens einem insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum einer beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs zugeführt wird.The medium to be tempered, in particular to be cooled, by means of the heat exchanger is, for example, a heat transfer medium, which may be designed in particular as a mixture. For example, the medium comprises at least water. In particular, the medium comprises at least water and glycol. Furthermore, it is conceivable that the medium to be tempered comprises engine oil or thermal oil. The medium to be tempered can be formed as a liquid or as a gas, in particular as air, wherein, for example, the gas comprises at least air. The air to be tempered is, for example, charge air, which is compressed by means of a compressor, in particular an exhaust gas turbocharger, and is supplied, for example, to at least one combustion chamber designed in particular as a cylinder of an internal combustion engine designed, for example, as a reciprocating piston engine for driving the vehicle.
Ferner ist es denkbar, dass es sich bei dem zu temperierenden Medium um ein Kältemittel wie beispielsweise R134a, R1234yf oder R744 handelt, sodass beispielsweise der Wärmetauscher als Kühler, insbesondere als Gaskühler, oder aber als Kondensator ausgebildet sein kann. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Eintrittsöffnung und somit der Lufteintritt und/oder die Austrittsöffnung und somit der Luftaustritt unmittelbar an den Teil beziehungsweise an das Karosserieelement angrenzt beziehungsweise in diesem liegt.Furthermore, it is conceivable that the medium to be tempered is a refrigerant such as R134a, R1234yf or R744, so that, for example, the heat exchanger can be designed as a cooler, in particular as a gas cooler, or else as a condenser. In particular, it is preferably provided that the inlet opening and thus the air inlet and / or the outlet opening and thus the air outlet directly adjacent to the part or to the body element or lies in this.
Insbesondere ist es beispielsweise möglich, die beispielsweise einen Kühlluftmassenstrom darstellende Luft an einer Stelle der Außenkontur des Fahrzeugs, insbesondere der Karosserie, zu entnehmen, an der während der Fahrt aerodynamisch ein vorteilhafter Druckbereich, insbesondere ein Überdruckbereich, ausgebildet ist, und/oder die Luft kann aus der Kontur beziehungsweise dem Luftkanal austreten, an der während der Fahrt aerodynamisch ein vorteilhafter Druckbereich, insbesondere ein Unterdruckbereich, ausgebildet ist. Die beispielsweise als kühlender Luftmassenstrom verwendete Luft stellt sich vorliegend beispielsweise als Druckausgleichsströmung ein, welche beispielsweise infolge eines Druckgefälles zwischen dem Überdruckbereich und dem Unterdruckbereich durch den Luftkanal gefördert wird, und kann insbesondere bei einer günstigen Anordnung zur Reduktion des aerodynamischen Druckwiderstands des Fahrzeugs genutzt werden. Dadurch kann beispielsweise der cw-Wert des Fahrzeugs besonders gering gehalten werden.In particular, it is possible, for example, to take the air representing, for example, a cooling air mass flow at a point of the outer contour of the vehicle, in particular the body, on the aerodynamically an advantageous pressure range, in particular an overpressure region is formed during the journey, and / or the air emerge from the contour or the air duct on which an aerodynamically advantageous pressure range, in particular a negative pressure range, is formed during the journey. The air used, for example, as a cooling air mass flow in the present case, for example, as a pressure equalization flow, which is promoted for example due to a pressure gradient between the pressure range and the negative pressure region through the air duct, and can be used in particular in a favorable arrangement for reducing the aerodynamic pressure resistance of the vehicle. As a result, for example, the cw value of the vehicle can be kept particularly low.
Insbesondere ist es denkbar, dass der durch die Sandwichstruktur gebildete Wärmetauscher als frei angeordneter Wärmetauscher oder aber als ein mechanische Lasten übertragender Wärmetauscher ausgebildet ist. Der als ein mechanische Lasten übertragende Wärmetauscher ausgebildete Wärmetauscher ist somit beispielsweise ein tragendes Element beziehungsweise Bestandteil einer tragenden Struktur wie beispielsweise der Karosserie, insbesondere des Rohbaus, sodass der Wärmetauscher beispielsweise als Komponente genutzt wird, über welche während eines Betriebs des Fahrzeugs auftretende Lasten geführt werden. Ferner ist es denkbar, dass der Wärmetauscher als ein gestaltintegrierter Wärmetauscher ausgebildet ist, welcher beispielsweise in die Karosserie, insbesondere in den Rohbau, integriert ist.In particular, it is conceivable that the heat exchanger formed by the sandwich structure is designed as a freely arranged heat exchanger or as a heat exchanger which transfers mechanical loads. The designed as a mechanical loads heat exchanger heat exchanger is thus, for example, a supporting element or component of a supporting structure such as the body, in particular the shell, so that the heat exchanger is used for example as a component over which loads occurring during operation of the vehicle are performed. Further, it is conceivable that the heat exchanger is designed as a shape-integrated heat exchanger, which is integrated, for example, in the body, in particular in the shell.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform, mit einer Wärmetauschereinrichtung, welche wenigstens einen durch eine Sandwichstruktur gebildeten Wärmetauscher aufweist; -
2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs; -
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs; -
4 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Fahrzeugs; -
5 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der dritten Ausführungsform; -
6 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Fahrzeugs; -
7 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der vierten Ausführungsform; -
8 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Wärmetauschers; -
9 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform entlang einer in8 gezeigten Schnittlinie A-A; -
10 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform entlang der in8 gezeigten Schnittlinie A-A; -
11 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer siebten Ausführungsform entlang der in8 gezeigten Schnittlinie A-A; -
12 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer achten Ausführungsform des Wärmetauschers; -
13 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer neunten Ausführungsform des Wärmetauschers; -
14 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer zehnten Ausführungsform; -
15 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer elften Ausführungsform; und -
16 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer zwölften Ausführungsform der Wärmetauschereinrichtung.
-
1 1, a schematic and sectional side view of a vehicle according to a first embodiment, with a heat exchanger device which has at least one heat exchanger formed by a sandwich structure; -
2 1, a schematic and sectional side view of a second embodiment of the vehicle; -
3 a schematic and sectional plan view of the second embodiment of the vehicle; -
4 1, a schematic and sectional side view of a third embodiment of the vehicle; -
5 a schematic and sectional plan view of the third embodiment in detail; -
6 a schematic sectional side view of a fourth embodiment of the vehicle; -
7 a schematic and sectional plan view of the fourth embodiment in detail; -
8th a detail of a schematic side view of the heat exchanger; -
9 1, a schematic sectional view of a fifth embodiment along an in8th shown section line AA; -
10 1, a schematic sectional view of a sixth embodiment along the in FIG8th shown section line AA; -
11 1, a schematic sectional view of a seventh embodiment along the in FIG8th shown section line AA; -
12 a sectional view of a schematic sectional view of an eighth embodiment of the heat exchanger; -
13 1, a schematic sectional view of a ninth embodiment of the heat exchanger; -
14 1, a schematic and sectional side view of a tenth embodiment; -
15 1, a schematic and sectional side view of an eleventh embodiment; and -
16 1, a schematic and sectional side view of a twelfth embodiment of the heat exchanger device.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Besonders gut in Zusammenschau mit
Durch die Sandwichstruktur
Aus
Bei der ersten Ausführungsform ist der Wärmetauscher
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die von dem zu temperierenden ersten Medium durchströmbaren, durch die Versteifungsrippen
Der genannte Kreislauf kann insbesondere ein Kältemittelkreislauf sein, sodass das zu temperierende erste Medium beispielsweise ein Kältemittel ist. Dabei ist der Kältemittelkreislauf beispielsweise Bestandteil einer Klimaanlage, mittels welcher wenigstens ein Phasenübergang, insbesondere wenigstens zwei Phasenübergänge, des zu temperieren Mediums bewirkt wird. Beispielsweise mittels eines Verdampfers der Klimaanlage wird das Kältemittel verdampft und dadurch beispielsweise erwärmt, wodurch beispielsweise dem Innenraum des Fahrzeugs
Ferner kann es sich bei dem zu temperierenden ersten Medium beispielsweise um ein Kühlmittel handeln, welches zumindest eine der zuvor genannten Komponenten des Fahrzeugs durchströmen und dadurch kühlen kann. Infolge eines Wärmeübergangs von der Komponente an das Kühlmittel wird das Kühlmittel erwärmt. Dann kann das Kühlmittel auf die beschriebene Weise den Wärmetauscher
Aus
Bei der ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Karosserieelement
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die strukturelle Steifigkeit, Verformungsfähigkeit und das - insbesondere lokale - Aufnahmevermögen von Verformungsenergie des Kanalelements
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die auch als Lufteintritt bezeichnete Eintrittsöffnung 6 an einer Vorderkante des bei der ersten Ausführungsform als Front- beziehungsweise Motorhauben-Kühler ausgebildeten Wärmetauschers
Bei einer in den Fig. nicht veranschaulichten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in dem Luftkanal
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest ein Teilbereich des Luftkanals
Die thermische Isolation ist beispielsweise als aufgespritzte, geschlossenporige Schaumisolation mit einer Dicke in einem Bereich von beispielsweise einschließlich zwei Millimeter bis einschließlich 15 Millimeter ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Sandwichstruktur
Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nicht nur der durch die Sandwichstruktur
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mehr als ein Medium durch voneinander fluidisch getrennte Strömungsverläufe beziehungsweise Kanäle, insbesondere durch den Wärmetauscher
Bei dem den Wärmetauscher
Insgesamt ist erkennbar, dass der jeweilige Wärmetauscher von wenigstens einem Medium durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird, sodass das wenigstens eine Medium temperiert, das heißt gekühlt oder erwärmt wird. Beispielsweise wird dem jeweiligen Wärmetauscher das jeweilige, zu temperierende Medium mittels wenigstens einer Zuleitung, insbesondere mittels mehrerer Zuleitungen, zugeführt. Die jeweilige Zuleitung ist dabei flexibel und/oder mit einem Drehgelenkrohrteil und/oder mit einem Gelenkfitting ausgerüstet.Overall, it can be seen that the respective heat exchanger can be flowed through or flowed through by at least one medium, so that the at least one medium is tempered, that is to say cooled or heated. By way of example, the respective medium to be tempered is supplied to the respective heat exchanger by means of at least one feed line, in particular by means of a plurality of feed lines. The respective supply line is flexible and / or equipped with a swivel tube part and / or with a joint fitting.
Bei der in
Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Eintrittsöffnung
Wie in
Ferner kann das Kernelement
Aus
Beispielsweise weisen die auf einer ersten Seite der jeweiligen Versteifungsrippe
In
Bei einer mit A2 bezeichneten zweiten der Ausführungen des Lamellenwärmetauschers verläuft der Steg
Bei Beibehaltung eines lichten Lamellenabstands und einer Lamellenhöhe bleibt dabei der Rippenwirkungsgrad systematisch unverändert. Auf diese Weise können auf baulich einfache Weise bei an Strömungssituationen in der Sandwichstruktur
Dabei zeigt
Ferner ist es denkbar, dass die Sandwichstruktur
Aus
Aus
Insgesamt können durch die Wärmetauscheinrichtung
- - Reduktion des Bauraum- beziehungsweise Packagebedarfs und des Fahrwiderstands durch Funktionsintegration von Kühlluftstrom und aerodynamischer Strömungsführung, sodass sich eine CO2-Reduktion realisieren lässt
- - Reduktion des Bauraumbedarfs und der Masse dadurch, dass beispielsweise der als
Kühler ausgebildete Wärmetauscher 9 ortsnah an einer zu kühlenden Wärmequelle angeordnet werden kann, sodass die Masse, das Volumen beziehungsweise der Bauraumbedarf und die Kosten fürdas den Wärmetauscher 9 durchströmende Medium führende Leitungen besonders gering gehalten werden können. Dies gilt insbesondere für Konfigurationen, bei denen sich ein Antrieb im Heck und ein konventionelles Kühlerpaket in der Fahrzeugfront befindet oder bei denen im Motorraum eine Abgaswärmenutzungsanlage angeordnet ist, die direkt mit dem darüber liegenden Motorhaubenkühler rückgekühlt wird - - Nutzung eines Funktionselements beispielsweise als freier Kühler als Designelement
- - Verbesserung des Fußgängerschutzes beziehungsweise des Passantenschutzes bei Ausgestaltung des
Wärmetauschers 9 als Motorhaubenkühler - - Reduktion der Bauraumgröße oder Entfall des konventionellen Kühlerpakets in der Fahrzeugfront
- - Reduktion beziehungsweise Verkleinerung der Kühlerpakets, insbesondere durch Verlagerung von Höchstlastkühlleistungsspitzen in
dem Wärmetauscher 9 - - Reduktion der elektrischen Bordnetzlast zum Betrieb konventioneller Lüfter im Kühlerpaket durch Nutzung des zusätzlichen,
den Luftkanal 5 durchströmenden Luftstroms - - durch
die hochsteife Sandwichstruktur 19 kann ein volumetrisch hoch-integrierter Wärmetauscher9 realisiert werden, der ferner als mechanische Lasten tragender Wärmetauscher ausgebildet werden kann und somit Strukturlast tragen kann - - funktional hoch-integrierte Wärmetauscher- beziehungsweise Kondensatorstrukturen, die zudem als thermische Isolation und als mechanisch hochbelastbare Tragstruktur beziehungsweise Einhausung dienen.
- - Reduction of installation space or package requirement and driving resistance by functional integration of cooling air flow and aerodynamic flow guidance, so that a CO2 reduction can be realized
- - Reduction of space requirements and the mass in that, for example, designed as a
cooler heat exchanger 9 can be arranged close to a location to be cooled heat source, so that the mass, the volume or the space requirement and the cost of theheat exchanger 9 flowing through medium-carrying lines can be kept very low. This applies in particular to configurations in which there is a drive in the rear and a conventional radiator package in the front of the vehicle or in which an exhaust heat recovery system is arranged in the engine compartment, which is recooled directly to the overlying bonnet radiator - - Use of a functional element, for example, as a free cooler as a design element
- - Improvement of pedestrian protection or pedestrian protection in the design of the
heat exchanger 9 as bonnet cooler - - Reduction of the installation space size or elimination of the conventional radiator package in the vehicle front
- Reduction or reduction of the cooler packages, in particular by shifting maximum load cooling power peaks in the
heat exchanger 9 - - Reduction of the electrical system load to operate conventional fans in the cooler package by using the additional, the
air duct 5 flowing air stream - - by the high
stiff sandwich structure 19 can be a volumetrically highlyintegrated heat exchanger 9 can be realized, which can be further designed as a mechanical loads bearing heat exchanger and thus can carry structural load - - Functionally highly integrated heat exchanger or capacitor structures, which also serve as a thermal insulation and as a mechanically heavy-duty support structure or housing.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Pfeilarrow
- 33
- WärmetauscheinrichtungHeat exchange device
- 44
- Kanalelementchannel element
- 55
- Luftkanalair duct
- 66
- Eintrittsöffnunginlet opening
- 77
- Austrittsöffnungoutlet opening
- 88th
- UmgebungSurroundings
- 99
- Wärmetauscherheat exchangers
- 1010
- Pfeilarrow
- 1111
- Pfeilarrow
- 1212
- Karosseriebody
- 1313
- Teilpart
- 1414
- Karosserieelementbody member
- 1515
- Frontfront
- 1616
- HeckRear
- 1717
- Radhauswheelhouse
- 1818
- Radwheel
- 1919
- Sandwichstruktursandwich structure
- 2020
- Deckschichttopcoat
- 2121
- Deckschichttopcoat
- 2222
- Kernelementcore element
- 2323
- Versteifungsrippestiffening rib
- 2424
- Kanalchannel
- 2525
- Wärmetauscherheat exchangers
- 2626
- Pfeilarrow
- 2727
- Kanalchannel
- 2828
- Pfeilarrow
- 2929
- Zuführöffnungfeed
- 3030
- Abführöffnungdischarge opening
- 3131
- Pfeilarrow
- 3232
- Versteifungsrippestiffening rib
- 3434
- Rippenribs
- 3535
- Wärmetauscherlamellenheat exchanger fins
- 3636
- Pfeilearrows
- 3737
- ZulaufIntake
- 3838
- Rücklaufreturns
- 3939
- Stegweb
- 4040
- Pfeilarrow
- 4141
- ZulaufIntake
- 4242
- Rücklaufreturns
- 4343
- Befestigungselementfastener
- 4444
- Komponentecomponent
- XX
- BereichArea
Claims (15)
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-
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