DE102018218687A1 - Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage - Google Patents

Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102018218687A1
DE102018218687A1 DE102018218687.1A DE102018218687A DE102018218687A1 DE 102018218687 A1 DE102018218687 A1 DE 102018218687A1 DE 102018218687 A DE102018218687 A DE 102018218687A DE 102018218687 A1 DE102018218687 A1 DE 102018218687A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flat tubes
flat
refrigerant
flat tube
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018218687.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Förster
Martin Sievers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE102018218687.1A priority Critical patent/DE102018218687A1/de
Priority to CN201911049290.8A priority patent/CN111121516A/zh
Publication of DE102018218687A1 publication Critical patent/DE102018218687A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00321Heat exchangers for air-conditioning devices
    • B60H1/00335Heat exchangers for air-conditioning devices of the gas-air type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435Combination of units extending one behind the other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085Evaporators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) für eine Klimatisierungsanlage. Der Wärmeübertrager (1) umfasst zumindest zwei entlang einer Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckende erste Flachrohre (2a) zum Durchströmen mit einem Kühl- oder Kältemittel (K). Die ersten Flachrohre (2a) weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3a) und zwei Breitseiten (4a) auf. Der Wärmeübertrager (1) umfasst ferner zumindest zwei entlang der Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang der Längsrichtung (L) erstreckende zweite Flachrohre (2b) zum Durchströmen mit dem Kältemittel (K). Die zweiten Flachrohre (2b) weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3b) und zwei Breitseiten (4b) auf. Der Wärmeübertrager (1) umfasst ferner einen mit den ersten Flachrohren (2a) kommunizierenden Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels (K) auf die ersten und zweiten Flachrohre (2a, 2b) und einen mit den zweiten Flachrohren (2b) kommunizierenden Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels (K) nach dem Durchströmen der zweiten Flachrohre (2b). Jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr (2a, 2b) sind quer zur Stapelrichtung (S) nebeneinander angeordnet und bilden ein Flachrohrpaar (5) aus. Ein Breitenmaß (b1) der beiden Breitseiten (4a) eines ersten Flachrohrs (2a) zumindest eines Flachrohrpaars (5) ist kleiner als ein Breitenmaß (b2) der beiden Breitseiten (4b) des zweiten Flachrohrs (2b) desselben Flachrohrpaars (5).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben des Wärmeübertragers. Die Erfindung betrifft ferner eine Klimatisierungsanlage mit einem solchen Wärmeübertrager sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klimatisierungsanlage.
  • Wärmeübertrager kommen in Klimatisierungsanlagen für Kraftfahrzeuge zum Einsatz, um die in den Innenraum des Kraftfahrzeugs einzuleitende Luft zu erwärmen. Hierzu werden die Luft und - fluidisch getrennt zu dieser und thermisch verbunden mit dieser - ein Kältemittel durch den Wärmeübertrager geführt, so dass die Luft mittels thermischer Wechselwirkung Wärme von dem Kältemittel aufnehmen kann.
  • Als Verdampfer ausgebildete Wärmeübertrager sind beispielsweise aus der US 2013/0240186 A1 und aus der EP 1 996 890 B1 bekannt.
  • Als nachteilig bei solchen herkömmlichen Wärmeübertragern erweist sich, dass diese eine relativ inhomogene Erwärmung der Luft bewirken. Mit anderen Worten, die nach der Aufnahme von Wärme aus dem Kältemittel aus dem Wärmeübertrager austretende Luft weist eine relativ deutlich ausgeprägte Temperatur-Ungleichverteilung aus. Dies wirkt sich nachteilig auf die ordnungsgemäße Funktion der Klimatisierungsanlage aus, da mittels dieser möglichst homogen temperierte Luft in den Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs eingeleitet werden soll oder homogen gekühlte Luft mit einem Bypass-Luftstrom gemischt und dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden soll.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Wärmeübertragern neue Wege aufzuzeigen. Insbesondere soll ein Wärmeübertrager zur Lufterwärmung geschaffen werden, der sich durch eine besonders homogene Erwärmung der durch den Wärmeübertrager geführten Luft auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist demnach, einen Wärmeübertrager derart zu konfigurieren, dass das Kältemittel zunächst über erste Flachrohre und anschließend über zweite Flachrohre thermisch mit der zu erwärmenden Luft in Kontakt tritt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Breitseiten der ersten Flachrohre, über welche die thermische Wechselwirkung mit den zweiten Flachrohren erfolgt, kleiner dimensioniert sind als die Breitseiten der zweiten Flachrohre. Herkömmliche Wärmeübertrager mit gleich tiefen Rohrreihen erwärmen die Luft am Kältemitteleintrittsbereich in die erste Rohrreihe deutlich stärker als am Austrittsbereich der ersten Rohrreihe. Es ergibt sich eine Temperaturungleichverteilung. Gegenüber einem Wärmeübertrager mit gleich tiefen Rohrreihen kühlt das Kältemittel in der ersten Rohrreihe weniger stark ab. Dadurch erwärmt es die Luft im Kältemitteleintrittsbereich der ersten Rohrreihe weniger stark und kühlt in diesem Bereich weniger stark ab. In der Konsequenz weist das Kältemittel im Austrittsbereich der ersten Rohrreihe eine höhere Temperatur auf und kann damit die Luft in diesem Bereich stärker erwärmen. Die Temperaturungleichverteilung ist damit gegenüber der Ausführung mit gleich tiefen Rohrreihen reduziert. Insbesondere wird eine unerwünschte Ungleichverteilung der aus dem Wärmeübertrager austretenden Luft reduziert.
  • Ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfasst zumindest zwei entlang einer Stapelrichtung im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang einer Längsrichtung erstreckende erste Flachrohre zum Durchströmen mit einem Kältemittel. Des Weiteren umfasst er einen mit den ersten Flachrohren kommunizierenden Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels auf die ersten und zweiten Flachrohre. Außerdem umfasst der Wärmeübertrager einen mit den zweiten Flachrohren kommunizierenden Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels nach dem Durchströmen der zweiten Flachrohre. Die ersten Flachrohre weisen dabei in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten auf. Ferner umfasst der Wärmeübertrager zumindest zwei entlang der Stapelrichtung im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang der Längsrichtung erstreckende zweite Flachrohren zum Durchströmen mit dem Kältemittel. Die zweiten Flachrohre weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten auf. Jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr sind quer zur Stapelrichtung nebeneinander angeordnet und bilden ein Flachrohrpaar aus. Erfindungsgemäß ist ein Breitenmaß der beiden Breitseiten eines ersten Flachrohrs zumindest eines Flachrohrpaars kleiner ist als das Breitenmaß der beiden Breitseiten des zweiten Flachrohrs desselben Flachrohrpaars.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren zumindest zwei erste Flachrohre, vorzugsweise alle ersten Flachrohre, fluidisch mit einem gemeinsamen Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels auf die ersten Flachrohre. Bei dieser Ausführungsform kommunizieren alternativ oder zusätzlich zumindest zwei zweite Flachrohre, vorzugsweise alle zweiten Flachrohre, fluidisch mit einem gemeinsamen Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels aus den zweiten Flachrohren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Luft im Kältemitteleintrittsbereich der ersten Rohrreihe weniger stark erwärmt wird, und das Kältemittel kühlt in diesem Bereich weniger stark ab. Somit weist das Kältemittel im Austrittsbereich der ersten Rohrreihe eine höhere Temperatur auf als bei herkömmlichen Wärmeübertragern und kann damit die Luft in diesem Bereich stärker erwärmen. Die oben erwähnte unerwünschte Temperaturungleichverteilung ist damit gegenüber herkömmlichen Wärmeübertragern mit ersten und zweiten Flachrohren, die dasselbe Breitenmaß aufweisen, unterbunden oder zumindest reduziert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kommunizieren die ersten Flachrohre mittels eines Umlenksammlers fluidisch mit den zweiten Flachrohren. Dies ermöglicht die für den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager vorteilhafte Durchströmung der ersten und zweiten Flachrohre im Kreuz-Gegenstrom.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Breitenmaß zumindest eines ersten Flachrohrs höchsten 50 %, vorzugsweise höchstens 35 %, höchst vorzugsweise höchstens 30 %, der Summe der Breitenmaße des ersten und zweiten Flachrohrs desselben Rohrpaars. Auf diese Weise lässt sich besonders homogene Erwärmung der durch den Wärmeübertrager geführten Luft erzielen.
  • Besonders bevorzugt ist das Breitenmaß der beiden Breitseiten des jeweiligen ersten Flachrohrs aller Flachrohrpaare kleiner als das Breitenmaß der beiden Breitseiten des zweiten Flachrohrs des jeweils selben Flachrohrpaars.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind durch Zwischenräume zwischen den in der Stapelrichtung benachbarten Flachrohrpaaren Luftkanäle zum Durchströmen mit Luft entlang einer Hauptströmungsrichtung gebildet, die sich quer zur Längsrichtung und quer zur Stapelrichtung erstreckt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung erstrecken sich die Zwischenräume jeweils zwischen einem Lufteinlass und einem Luftauslass. Bei dieser Weiterbildung ist der Luftauslass in geringerem Abstand zu den ersten Flachrohren angeordnet als zu den zweiten Flachrohren angeordnet. Außerdem ist der Lufteinlass in geringerem Abstand zu den zweiten Flachrohren als zu den ersten Flachrohren angeordnet.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weisen die Schmalseiten der ersten und zweiten Flachrohre eines jeweiligen Flachrohrpaar dieselbe entlang der Stapelrichtung gemessene Flachrohrhöhe auf. Diese Weiterbildung ist technisch besonders einfach zu realisieren und somit kostengünstig.
  • Zweckmäßig kann ein Verhältnis des Breitenmaßes wenigstens eines ersten Flachrohrs zur Flachrohrhöhe desselben Flachrohrs wenigstens 4:1 betragen. Als bevorzugt wird ein Verhältnis von wenigstens 6:1, als besonders bevorzugt ein Verhältnis von wenigstens 10:1 erachtet. Diese Varianten benötigen, insbesondere entlang der Stapelrichtung, besonders wenig Bauraum.
  • Zweckmäßig kann eine Schmalseite zumindest eines ersten und/oder zweiten Flachrohrs eine runde Kontur aufweisen. Flachrohre mit einer solchen runden Geometrie sind besonders einfach herzustellen, was sich vorteilhaft auf die Fertigungskosten des gesamten Wärmeübertragers auswirkt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Klimatisierungsanlage mit einem voranstehend vorgestellten Wärmeübertrager. Die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers übertragen sich somit auf die erfindungsgemäße Klimatisierungsanlage.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer voranstehend genannten Klimatisierungsanlage. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Wärmeübertragers übertragen sich somit auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers, insbesondere des vorangehend vorgestellten Wärmeübertragers, für eine Klimatisierungsanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage bereitgestellt. Der Wärmeübertrager umfasst zumindest zwei entlang einer Stapelrichtung im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang einer Längsrichtung erstreckende erste Flachrohren zum Durchströmen mit einem Kältemittel. Die ersten Flachrohre weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten auf. Der Wärmeübertrager umfasst ferner zumindest zwei entlang der Stapelrichtung im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang der Längsrichtung erstreckende zweite Flachrohre zum Durchströmen mit dem Kältemittel. Die zweiten Flachrohre weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten auf. Jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr sind quer zur Stapelrichtung nebeneinander angeordnet und bilden ein Flachrohrpaar aus. Das erste und zweite Flachrohr eines Flachrohrpaars können integral aneinander ausgeformt sein. Denkbar ist aber auch eine zweistückige Umsetzung des Flachrohrpaars. Ein Breitenmaß der beiden Breitseiten eines ersten Flachrohrs zumindest eines Flachrohrpaars ist kleiner als ein Breitenmaß der beiden Breitseiten des zweiten Flachrohrs desselben Flachrohrpaars. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Luftkanäle bildende Zwischenräume zwischen den in der Stapelrichtung benachbarten Flachrohrpaaren mit Luft durchströmt. Die Durchströmung erfolgt derart, dass die Luft im jeweiligen Zwischenraum zunächst am zweiten Flachrohr und danach am ersten Flachrohr eines jeweiligen Flachrohrpaars vorbeiströmt. Außerdem wird das Kältemittel zur Abgabe von Wärme an die Luft zunächst durch die ersten Flachrohre und anschließend durch die zweiten Flachrohre geführt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Luft entlang einer sich quer zur Längsrichtung und quer zur Stapelrichtung erstreckenden Hauptströmungsrichtung durch die Zwischenräume bzw. Luftkanäle geführt. Dabei wird die Luft über einen Lufteinlass, der in geringerem Abstand zum ersten Flachrohr als zum zweiten Flachrohr angeordnet ist, in den jeweiligen Zwischenraum bzw. Luftkanal eingeleitet. Außerdem wird die Luft über einen Luftauslass, der in geringerem Abstand zum zweiten Flachrohr als zum ersten Flachrohr angeordnet ist, aus dem jeweiligen Zwischenraum bzw. Luftkanal ausgeleitet.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst somit insbesondere auch sämtliche Kombinationen, die sich durch beliebiges Kombinieren der genannten Ausführungsformen und Weiterbildungen - soweit sinnvoll - ergeben können.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die einzige 1 zeigt schematisch stark vereinfacht und in einer Teildarstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 für eine Klimatisierungsanlage, der/die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann.
  • Gemäß 1 umfasst der Wärmeübertrager 1 mehrere entlang einer Stapelrichtung S aufeinandergestapelte und dabei im Abstand zueinander angeordnete erste Flachrohre 2a, die sich jeweils entlang einer Längsrichtung L erstrecken, welche senkrecht zur Stapelrichtung S verläuft. Die ersten Flachrohre 2a sind zum Durchströmen mit einem Kältemittel K ausgebildet.
  • Die ersten Flachrohre weisen in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L - ein solcher Querschnitt ist in 1 dargestellt - jeweils zwei Schmalseiten 3a und zwei Breitseiten 4a auf. Weiterhin umfasst der Wärmeübertrager 1 mehrere entlang der Stapelrichtung S aufeinandergestapelte und im Abstand zueinander angeordnete zweite Flachrohren 2b, die sich ebenfalls entlang der Längsrichtung L erstrecken und ebenso wie die ersten Flachrohre 2a zum Durchströmen mit dem Kältemittel K ausgebildet sind. Auch die zweiten Flachrohre 2b weisen in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L jeweils zwei Schmalseiten 3b und zwei Breitseiten 4b auf. Wie in 1 dargestellt, können die Schmalseiten 3a, 3b der ersten und zweiten Flachrohre 2a, 2b jeweils eine runde Kontur aufweisen.
  • Jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr 2a, 2b, die senkrecht zur Stapelrichtung S und senkrecht zur Längsrichtung L nebeneinander angeordnet sind, bilden ein Flachrohrpaar 5 aus. Im Beispielszenario sind exemplarisch vier erste und vier zweite Flachrohre 2a, 2b dargestellt, die folglich vier Flachrohrpaare 5 ausbilden.
  • Wie 1 erkennen lässt, sind durch Zwischenräume 6, die zwischen den in Stapelrichtung S benachbarten Flachrohrpaaren 5 vorhanden sind, Luftkanäle 7 zum Durchströmen mit Luft A entlang einer Erstreckungsrichtung E der Zwischenräume 6 gebildet. Die Erstreckungsrichtung E definiert dabei eine Hauptströmungsrichtung H für die durch die Zwischenräume 6 geführte Luft A. Die Erstreckungsrichtung E und somit auch die Hauptströmungsrichtung H erstrecken sich dabei senkrecht zur Längsrichtung L und auch senkrecht zur Stapelrichtung S. Die Luft A durchströmt die Luftkanäle 7 fluidisch getrennt zu dem durch die ersten und zweiten Flachrohre 2a, 2b geführten Kältemittel K, steht aber über die Rohrwandungen 8 der Flachrohre 2a, 2b sowie der Wellrippe 12 thermisch mit dem Kältemittel K in Wechselwirkung, so dass Wärme von der Luft A auf das Kältemittel K übertragen werden kann. Auf diese Weise wird die Luft A gekühlt.
  • Die einzelnen Zwischenräume 6 erstrecken sich zwischen einem Lufteinlass 9 und einem Luftauslass 10. Die in einem jeweiligen Zwischenraum 6 vom Lufteinlass 9 zum Luftauslass 10 strömende Luft L strömt zunächst an den zweiten Flachrohren 2b und erst danach an den ersten Flachrohren 2a der Flachrohrpaare 5 vorbei. In den Zwischenräumen 6 kann jeweils eine Rippenstruktur 11 mit den Wellrippen 12 angeordnet sein, um die effektive Wechselwirkungsfläche für die thermische Wechselwirkung der Luft L mit dem Kältemittel K zu erhöhen.
  • Die ersten und zweiten Flachrohre 2a können fluidisch mit einem Kältemittelverteiler 15 (in der Schnittdarstellung der 1 nur grobschematisch angedeutet) zum Verteilen des Kältemittels K auf die einzelnen ersten Flachrohre 2a sowie mit einem Kältemittelsammler 16 (in der Schnittdarstellung der 1 nur grobschematisch angedeutet) zum Sammeln des Kältemittels K nach dem Durchströmen der zweiten Flachrohre 2b kommunizieren. Das Kältemittel K wird also vom Kältemittelverteiler 15 auf die ersten Flachrohre 2a verteilt, wo es durch thermische Wechselwirkung Wärme an die durch die Zwischenräume 6 geführte Luft L abzugeben vermag. Nach dem Durchströmen der ersten Flachrohre 2a kann das Kältemittel K in einem Umlenksammler gesammelt (in 1 nicht dargestellt) und anschließend auf die zweiten Flachrohre 2b verteilt werden, wo es erneut durch thermische Wechselwirkung weitere Wärme an die durch die Zwischenräume 6 geführten Luft L aufnimmt. Das Kältemittel K wird also mittels des Umlenksammlers im Gegenstrom durch die ersten und zweiten Flachrohre 2a, 2b geführt. Hierzu kommuniziert der Umlenksammler fluidisch sowohl mit den ersten als auch mit den zweiten Flachrohren 2a, 2b.
  • Wie 1 belegt, ist der Luftauslass 10 eines jeweiligen Zwischenraums 6 in geringerem Abstand zu den beiden den Zwischenraum 6 in Stapelrichtung S begrenzenden ersten Flachrohren 2a angeordnet als zu den den Zwischenraum 6 begrenzenden beiden zweiten Flachrohren 2b. Entsprechend ist der Lufteinlass 9 eines jeweiligen Zwischenraums 6 in geringerem Abstand zu den beiden den Zwischenraum 6 in Stapelrichtung S begrenzenden zweiten Flachrohren 2b angeordnet als zu den den Zwischenraum 6 begrenzenden beiden ersten Flachrohren 2a.
  • Wie 1 außerdem erkennen lässt, ist ein Breitenmaß b1 der beiden Breitseiten 4a der ersten Flachrohre 2a kleiner als ein Breitenmaß b2 der beiden Breitseiten 4b der zweiten Flachrohre 2b. Die Breitenmaße b1, b2 werden dabei entlang der Hauptströmungsrichtung H gemessen, die senkrecht zur Stapelrichtung S und senkrecht zur Längsrichtung L verläuft. Zweckmäßig beträgt das Breitenmaß b1 der ersten Flachrohre 2a höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 35 %, besonders bevorzugt höchstens 30 %, der Summe der Breitenmaße des ersten und zweiten Flachrohrs b1+b2 desselben Rohrpaars. Demgegenüber können im Beispielszenario die Schmalseiten 3a, 3b der ersten und zweiten Flachrohre 2a, 2b eines jeweiligen Flachrohrpaar 5 dieselbe entlang der Stapelrichtung S gemessene Flachrohrhöhe h1, h2 aufweisen.
  • Im Beispielszenario beträgt das Verhältnis des Breitenmaßes b1 wenigstens eines ersten Flachrohrs zur Flachrohrhöhe h1 desselben ersten Flachrohrs 2a wenigstens 4:1, vorzugsweise wenigstens 6:1, höchst vorzugsweise wenigstens 10:1.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2013/0240186 A1 [0003]
    • EP 1996890 B1 [0003]

Claims (14)

  1. Wärmeübertrager (1) für eine Klimatisierungsanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, - mit zumindest zwei entlang einer Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordneten und sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckenden ersten Flachrohren (2a) zum Durchströmen mit einem Kältemittel (K), wobei die ersten Flachrohre (2a) in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3a) und zwei Breitseiten (4a) aufweisen, - mit zumindest zwei entlang der Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordneten und sich entlang der Längsrichtung (L) erstreckenden zweiten Flachrohren (2b) zum Durchströmen mit dem Kältemittel (K), wobei die zweiten Flachrohre (2b) in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3b) und zwei Breitseiten (4b) aufweisen, - mit einem mit den ersten Flachrohren (2a) kommunizierenden Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels (K) auf die ersten und zweiten Flachrohre (2a, 2b) und mit einem mit den zweiten Flachrohren (2b) kommunizierenden Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels (K) nach dem Durchströmen der zweiten Flachrohre (2b), - wobei jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr (2a, 2b) quer zur Stapelrichtung (S) nebeneinander angeordnet sind und ein Flachrohrpaar (5) ausbilden, - wobei ein Breitenmaß (b1) der beiden Breitseiten (4a) eines ersten Flachrohrs (2a) zumindest eines Flachrohrpaars (5) kleiner ist als ein Breitenmaß (b2) der beiden Breitseiten (4b) des zweiten Flachrohrs (2b) desselben Flachrohrpaars (5).
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest zwei erste Flachrohre (2a), vorzugsweise alle ersten Flachrohre (2a), fluidisch mit einem gemeinsamen Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels (K) auf die ersten Flachrohre (2a) kommunizieren, - zumindest zwei zweite Flachrohre (2b), vorzugsweise alle zweiten Flachrohre (2b), fluidisch mit einem gemeinsamen Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels (K) aus den zweiten Flachrohren (2b) kommunizieren.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Flachrohre (2a) mittels eines Umlenksammlers fluidisch mit den zweiten Flachrohren (2b) kommunizieren.
  4. Wärmeübertrager einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Breitenmaß (b1) zumindest eines ersten Flachrohrs (2a) höchstens 50 %, vorzugsweise höchstens 35 %, höchst vorzugsweise höchstens 30 %, der Summe (b1+b2) der Breitenmaße (b1, b2) des ersten Flachrohrs (2a) und des zugeordneten zweiten Flachrohrs (2b) desselben Rohrpaars (5) beträgt.
  5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Breitenmaß (b1) der beiden Breitseiten (4a) des jeweiligen ersten Flachrohrs (2a) aller Flachrohrpaare (5) kleiner ist als das Breitenmaß (b2) der beiden Breitseiten (4b) des zweiten Flachrohrs (2b) des jeweils selben Flachrohrpaars (5).
  6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zwischenräume (6) zwischen den in der Stapelrichtung (S) benachbarten Flachrohrpaaren (5) Luftkanäle (7) zum Durchströmen mit Luft (A) entlang einer sich quer zur Längsrichtung (L) und quer zur Stapelrichtung (S) erstreckenden Hauptströmungsrichtung (H) gebildet sind, wobei sich die Zwischenräume (6) zwischen einem Lufteinlass (9) und einem Luftauslass (10) erstrecken, wobei der Luftauslass (10) in geringerem Abstand zu den ersten Flachrohren (2a) der Flachrohrpaare (5) als zu den zweiten Flachrohren (2b) angeordnet ist, und wobei der Lufteinlass (9) in geringerem Abstand zum zweiten Flachrohr (2b) der Flachrohrpaare (5) als zum ersten Flachrohr (2a) angeordnet ist.
  7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten (3a, 3b) der ersten und zweiten Flachrohre (2a, 2b) eines jeweiligen Flachrohrpaar (5) dieselbe entlang der Stapelrichtung (S) gemessene Flachrohrhöhe (h1, h2) aufweisen.
  8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis des Breitenmaßes (b1, b2) wenigstens eines ersten Flachrohrs (2a) zur Flachrohrhöhe (h1) desselben Flachrohrs (2a) wenigstens 4:1, vorzugsweise wenigstens 6:1, höchst vorzugsweise wenigstens 10:1, beträgt.
  9. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre (2a, 2b) zumindest eines Flachrohrpaars (5), vorzugsweise aller Flachrohrpaare (5), fluidisch mit einem Kältemittelverteiler zum Verteilen des Kältemittels (K) auf das zumindest eine Flachrohrpaar (5) sowie mit einem Kältemittelsammler zum Sammeln des Kältemittels (K) nach dem Durchströmen des Flachrohrpaars (5) kommunizieren.
  10. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schmalseite (3a, 2b) zumindest eines ersten und/oder zweiten Flachrohrs (2a, 2b) eine runde Kontur aufweist.
  11. Klimatisierungsanlage mit einem Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Kraftfahrzeug mit einer Klimatisierungsanlage nach Anspruch 11.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, für eine Klimatisierungsanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, - gemäß welchem ein Wärmeübertrager (1) bereitgestellt wird, der aufweist: - zumindest zwei entlang einer Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckende erste Flachrohre (2a) zum Durchströmen mit einem Kältemittel (K), wobei jedes erste Flachrohr (2a) in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3a) und zwei Breitseiten (4a) aufweist, - zumindest zwei entlang der Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander angeordnete und sich entlang der Längsrichtung (L) erstreckende zweite Flachrohre (2b) zum Durchströmen mit dem Kältemittel (K), wobei jedes erste Flachrohr (2a) in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (3b) und zwei Breitseiten (4b) aufweist, - wobei jeweils ein erstes und ein zweites Flachrohr (2a, 2b) quer zur Stapelrichtung (S) benachbart nebeneinander angeordnet sind und ein Flachrohrpaar (5) ausbilden, - wobei eine Breitenmaß (b1, b2) der beiden Breitseiten (4a) eines ersten Flachrohrs zumindest eines Flachrohrpaars (5) kleiner ist als das Breitenmaß (b1, b2) der beiden Breitseiten (4b) des zweiten Flachrohrs (2b) desselben Flachrohrpaars (5); - gemäß welchem Luftkanäle (7) bildende Zwischenräume (6) zwischen den in der Stapelrichtung (S) benachbarten Flachrohrpaaren (5) mit Luft (A) durchströmt werden, derart, dass die Luft (A) im jeweiligen Zwischenraum (6) zunächst am zweiten Flachrohr (2b) und erst danach am ersten Flachrohr (2a) eines jeweiligen Flachrohrpaars (5) vorbeiströmt, - gemäß welchem das Kältemittel (K) zur Abgabe von Wärme an die Luft (L) zunächst durch die ersten Flachrohre (2a) und anschließend durch die zweiten Flachrohre (2b) geführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass - die Luft (A) entlang einer sich quer zur Längsrichtung (L) und quer zur Stapelrichtung erstreckenden Hauptströmungsrichtung (H) durch die Zwischenräume (6) bzw. Luftkanäle (7) geführt wird, - wobei die Luft (L) über einen Lufteinlass (9), der in geringerem Abstand zum zweiten Flachrohr (2b) als zum ersten Flachrohr (2a) angeordnet ist, in den jeweiligen Zwischenraum (6) bzw. Luftkanal (7) eingeleitet wird, - wobei die Luft (A) über einen Luftauslass (10), der in geringerem Abstand zum ersten Flachrohr (2b) als zum zweiten Flachrohr (2a) angeordnet ist, aus dem jeweiligen Zwischenraum (6) bzw. Luftkanal (7) ausgeleitet wird.
DE102018218687.1A 2018-10-31 2018-10-31 Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage Withdrawn DE102018218687A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218687.1A DE102018218687A1 (de) 2018-10-31 2018-10-31 Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage
CN201911049290.8A CN111121516A (zh) 2018-10-31 2019-10-31 用于空调系统的热交换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218687.1A DE102018218687A1 (de) 2018-10-31 2018-10-31 Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018218687A1 true DE102018218687A1 (de) 2020-04-30

Family

ID=70417109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018218687.1A Withdrawn DE102018218687A1 (de) 2018-10-31 2018-10-31 Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111121516A (de)
DE (1) DE102018218687A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011327A1 (de) * 2006-03-09 2007-09-13 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager mit Kältespeicher
US20130240186A1 (en) 2010-11-22 2013-09-19 Michael F. Taras Multiple Tube Bank Flattened Tube Finned Heat Exchanger
CN104136877A (zh) * 2012-02-23 2014-11-05 汉拿伟世通空调有限公司 蓄冷式热交换器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH394553A (de) * 1960-08-08 1965-06-30 Daimler Benz Ag Wärmeaustauscher zur Luftaufheizung, insbesondere für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen
JPH11153395A (ja) * 1997-09-19 1999-06-08 Showa Alum Corp 自動車用一体型熱交換器
JP2001141379A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Showa Alum Corp 複式熱交換器
US6745827B2 (en) * 2001-09-29 2004-06-08 Halla Climate Control Corporation Heat exchanger
US7464700B2 (en) * 2006-03-03 2008-12-16 Proliance International Inc. Method for cooling an internal combustion engine having exhaust gas recirculation and charge air cooling
WO2015142615A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 Carrier Corporation Microchannel heat exchanger evaporator
JP6266228B2 (ja) * 2013-05-13 2018-01-24 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 熱交換器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011327A1 (de) * 2006-03-09 2007-09-13 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager mit Kältespeicher
EP1996890B1 (de) 2006-03-09 2017-07-26 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager mit kältespeicher
US20130240186A1 (en) 2010-11-22 2013-09-19 Michael F. Taras Multiple Tube Bank Flattened Tube Finned Heat Exchanger
CN104136877A (zh) * 2012-02-23 2014-11-05 汉拿伟世通空调有限公司 蓄冷式热交换器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111121516A (zh) 2020-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69911131T2 (de) Wärmetauscher
EP3062054B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE4432972B4 (de) Wärmetauscher mit zwei Rohrreihen, insbesondere für Kraftfahrzeuge
EP3265738B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE102013216523A1 (de) Plattenwärmeübertrager
DE102005017252A1 (de) Anordnung von Wärmetauschern im Kraftfahrzeug
WO2016146296A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für eine abwärmenutzungseinrichtung
DE102015204014A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO2005028987A1 (de) Wärmetauscher
EP3062057B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE102018218687A1 (de) Wärmeübertrager für eine Klimatisierungsanlage
DE102005048227A1 (de) Heizkörper, Kühlkreislauf, Klimagerät für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage sowie Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
DE102015204983A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
EP2049859B1 (de) Kraftfahrzeugklimaanlage
EP3239641A1 (de) Flachrohr für einen wärmeübertrager
WO2014095594A1 (de) Wärmeübertrager
EP1748271A1 (de) Rippen/Rohrblock für einen Wärmeübertrager
DE102004018317A1 (de) Wärmeübertrager für Kraftfahrzeuge
DE202010000951U1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere Gaskühler für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen
DE102017218122A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere Batteriekühler, zum Temperieren von Batteriemodulen eines Kraftfahrzeugs
DE102019131130A1 (de) Kraftfahrzeuganordnungen
DE102015119408A1 (de) Wärmetauscher mit mehreren Kühlkreisen
EP2253493B1 (de) Vorrichtung zur Beheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges
DE102022207924A1 (de) Wärmeübertrager
DE102009017813A1 (de) Wärmeübertrager

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee