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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Wärmetauscher,
insbesondere Rohrschlangen besitzende Wärmetauscher zur Verwendung
als Saugleitungswärmetauscher
in Klimaanlagen/Kühlsystemen.
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Wie bekannt, wird die Abführung von
gewissen Kältemitteln,
wie zum Beispiel jene, die Fluorkohlenwasserstoffe enthalten, an
die Atmosphäre
als für die
Umwelt nicht wünschenswert
erachtet, da sie zum sogenannten Treibhauseffekt und/oder zur Beschädigung der
Ozonschicht beitragen können.
Fluorkohlenwasserstoffe enthaltende Kältemittel sind oftmals in Fahrzeuganwendungen
eingesetzt worden, wo Gewicht und Größe von besonderem Interesse
sind. Dies führt
jedoch bei vielen Fahrzeugklimaanlagen zu einem Lecken des unerwünschten Kältemittels
an die Atmosphäre,
weil solche Systeme in der Regel einen Kompressor einsetzen, der
Drehkraft von einem Riemen oder dergleichen vom Motor des Fahrzeugs
benötigt
und infolgedessen nicht hermetisch abgedichtet werden kann, wie
bei stationären
Systemen. Demgemäß wäre es wünschenswert, ein
Kühlsystem
zum Einsatz in Fahrzeuganwendungen bereitzustellen, bei dem ein
möglicherweise
an die Atmosphäre
entweichendes Kältemittel
potentiell nicht so gefährlich
für die
Umwelt sein würde
wie derzeit eingesetzte Kältemittel
und bei dem die Komponenten des Kühlsystems relativ klein und
leicht bleiben, um jegliche nachteiligen Konsequenzen für die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
des Fahrzeugs auf ein Minimum zu reduzieren.
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Eine für Fahrzeuganwendungen in Betracht kommende
Systemart ist ein transkritisches Kohlendioxid- (CO2-)System.
Ein Vorteil solcher Systeme besteht darin, dass das als Kältemittel
verwendete CO2 anfangs aus der Atmosphäre gewonnen
werden kann, so dass es zu keiner Nettoerhöhung des CO2-Gehalts
in der Atmosphäre
kommt, falls es schließlich
aus dem System leckt. Obgleich das CO2 hinsichtlich
des Treibhauseffekts unerwünscht
sein kann, beeinträchtigt
es des Weiteren nicht die Ozonschicht, und seine Verwendung als
Kältemittel
sollte keine Verstärkung
des Treibhauseffekts verursachen da es infolge einer Leckage, wie
soeben erwähnt,
zu keiner Nettozunahme des CO2 in der Atmosphäre kommt.
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Bei transkritischen CO2-Klimanlagen
ist es oftmals wünschenswert,
einen sogenannten „Saugleitungswärmetauscher" einzusetzen, um
den Wirkungsgrad des transkritischen Zyklus durch Übertragung
von Wärme
von dem Kältemittel
auf der Hochdruckseite der Anlage auf das Kältemittel auf der Niederdruckseite
der Anlage zu erhöhen.
Jedoch führt das
Hinzufügen
eines Saugleitungswärmetauschers zu
dem Fahrzeug potentiell zu einer Gewichtszunahme sowie zu einem
größeren Platzbedarf
für die
Klimaanlage im Fahrzeug. Demgemäß besteht
Bedarf nach einem relativ kompakten und leichten Saugleitungswärmetauscher.
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Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht
in der Bereitstellung einer neuen und verbesserten Wärmetauscherausführung.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Wärmetauscherausführung, die
für einen Saugleitungswärmetauscher in einem transkritischen
Kühlsystem
verwendet werden kann, insbesondere in einem transkritischen Kühlsystem
für ein
Fahrzeug.
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Die Hauptaufgabe wird durch die Merkmale im
Patentanspruch 1 gelöst.
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Zumindest einige dieser Aufgaben
werden in einem Wärmetauscher
zur Übertragung
von Wärme zwischen
einem ersten und einem zweiten Fluid gelöst. Der Wärmetauscher enthält ein erstes
abgeflachtes Wärmetauschrohr
zur Leitung des ersten Fluids durch den Wärmetauscher und ein zweites
abgeflachtes Wärmetauschrohr
zur Leitung des zweiten Fluids durch den Wärmetauscher. Das erste Rohr enthält mindestens
ein erstes Paar im Wesentlichen paralleler, beabstandeter Rohrstrecken,
die durch einen Krümmer
im ersten Rohr verbunden sind. Das zweite Rohr enthält mindestens
drei im Wesentlichen parallele, beabstandete Rohrstrecken, die durch Krümmer im
zweiten Rohr verbunden sind. Die Rohrstrecken des zweiten Rohrs
verlaufen im Wesentlichen senkrecht zum ersten Paar Rohrstrecken
des ersten Rohrs. Eine der Rohrstrecken des zweiten Rohrs ist zwischen
den Rohrstrecken des ersten Paars Rohrstrecken angeordnet. Eine
der Rohrstrecken des erstens Paars Rohrstrecken ist zwischen der
einen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs und einer anderen der Rohrstrecken
des zweiten Rohrs angeordnet, und die andere der Rohrstrecken des ersten
Paars Rohrstrecken ist zwischen einer anderen der Rohrstrecken des
zweiten Rohrs und der einen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs,
die zwischen den Rohrstrecken des erstens Paars Rohrstrecken angeordnet
ist, angeordnet.
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Bei einer Form ist ein erstes Paar
Verteiler an einander gegenüberliegenden
Enden des ersten Rohrs angeschlossen, um das erste Fluid zu dem ersten
Rohr zu verteilen und es daraus aufzufangen, und ein zweites Paar
Verteiler ist mit einander gegenüberliegenden
Enden des zweiten Rohrs verbunden, um das zweite Fluid zu dem zweiten
Rohr zu verteilen und es daraus aufzufangen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung wird ein Wärmetauscher
zur Verwendung in einem transkritischen Kühlsystem mit einem Kompressor, einem
Gaskühler,
der einen Hochdruckkältemittelstrom
von dem Kompressor empfängt
und ein gekühltes
Hochdruckkältemittel
zu dem System liefert, einer Expansionsvorrichtung, die den Hochdruckkältemittelstrom
von dem Gaskühler
empfängt
und einen Niederdruckkältemittelstrom
zu dem System liefert, und einem Verdampfer, der den Niederdruckkältemittelstrom
empfängt
und ein erwärmtes
Niederdruckkältemittel
zu dem System liefert, bereitgestellt. Der Wärmetauscher enthält Folgendes:
ein erstes abgeflachtes Wärmetauschrohr
zur Leitung des Hochdruckarbeitsfluids durch den Wärmetauscher und
ein zweites abgeflachtes Wärmetauschrohr
zur Leitung des Niederdruckarbeitsfluids durch den Wärmetauscher.
Das erste Rohr enthält
mindestens ein Paar im Wesentlichen paralleler, beabstandeter Rohrstrecken, 'die durch einen Krümmer im
ersten Rohr verbunden sind. Das zweite Rohr enthält mindestens drei parallele,
beabstandete Rohrstrecken, die durch Krümmer im zweiten Rohr verbunden
sind. Die Rohrstrecken des zweiten Rohrs verlaufen im Wesentlichen
senkrecht zum ersten Paar Rohrstrecken. Eine der Rohrstrecken des
zweiten Rohrs ist zwischen den Rohrstrecken des erstens Paars Rohrstrecken
angeordnet. Eine der Rohrstrecken des ersten Paar Rohrstrecken ist
zwischen der einen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs und einer
anderen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs angeordnet, und die andere
der Rohrstrecken des ersten Paars Rohrstrecken ist zwischen einer
anderen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs und der einen der Rohrstrecken
des zweiten Rohrs angeordnet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung
wird ein Wärmetauscher
zur Übertragung
von Wärme
zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid bereitgestellt. Der
Wärmetauscher
enthält
mehrere erste abgeflachte Wärmetauschrohre
zur Leitung des ersten Fluids durch den Wärmetauscher und mehrere zweite
abgeflachte Wärmetauschrohre
zur Leitung des zweiten Fluids durch den Wärmetauscher. Jedes der ersten
Rohre enthält
mindestens ein erstes Paar im Wesentlichen paralleler, beabstandeter
Rohrstrecken, die durch einen Krümmer
im ersten Rohr verbunden sind. Die ersten Paare der Strecken sind
im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet. Jedes der zweiten Rohre
enthält
mindestens ein zweites Paar im Wesentlichen paralleler, beabstandeter
Rohrstrecken, die durch einen Krümmer
im zweiten Rohr verbunden sind. Die zweiten Paare Rohrstrecken sind im
Wesentlichen aufeinander ausgerichtet und verlaufen im Wesentlichen
senkrecht zum ersten Paar Rohrstrecken. Eine der Rohrstrecken jedes
der zweiten Rohre ist zwischen den Rohrstrecken jedes ersten Paars
Rohrstrecken der ersten Rohre angeordnet. Eine der Rohrstrecken
jedes der ersten Rohre ist zwischen den Rohrstrecken jedes zweiten
Paars Rohrstrecken der zweiten Rohre angeordnet.
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Bei einer Form enthält jedes
der zweiten Rohre eine zusätzliche
Rohrstrecke, die im Wesentlichen parallel zum zweiten Paar Rohrstrecken
des zweiten Rohrs verläuft
und durch einen zusätzlichen Krümmer mit
der einen der Rohrstrecken des zweiten Rohrs verbunden ist. Die
andere der Rohrstrecken jedes der ersten Rohre ist zwischen der
zusätzlichen Rohrstrecke
jedes der zweiten Rohre und der einen der Rohrstrecken jedes der
zweiten Rohre angeordnet.
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Bei einer Form enthält der Wärmetauscher weiterhin
ein erstes Paar Verteiler, die an einander gegenüberliegenden Enden jedes der
ersten Rohre angeschlossen sind und das erste Fluid zu den ersten
Rohren verteilen und es aus ihnen auffangen. Ein zweites Paar Verteiler
ist an einander gegenüberliegenden
Enden jedes der zweiten Rohre angeschlossen, um das zweite Fluid
zu den zweiten Rohren zu verteilen und es aus ihnen aufzufangen.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Wärmetauscher
zur Übertragung
von Wärme
zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid bereitgestellt. Der Wärmetauscher
enthält
mehrere erste Wärmetauschrohre
zur Leitung des ersten Fluids durch den Wärmetauscher und mehrere zweite
Wärmetauschrohre
zur Leitung des zweiten Fluids durch den Wärmetauscher. Jedes erste Rohr
enthält
mindestens ein Paar im Wesentlichen paralleler, beabstandeter Rohrstrecken,
die durch einen Krümmer
im Rohr verbunden sind. Die ersten Paare Rohrstrecken sind im Wesentlichen
aufeinander ausgerichtet. Jedes zweite Rohr enthält mindestens drei im Wesentlichen
parallele, beabstandete Rohrstrecken, die durch Krümmer in
den zweiten Rohren verbunden sind. Die Rohrstrecken jedes der zweiten
Rohre sind im Wesentlichen auf die Rohrstrecken der anderen der zweiten
Rohre ausgerichtet und verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu dem
ersten Paar Rohrstrecken. Eine der Rohrstrecken jedes der zweiten
Rohre ist zwischen den Rohrstrecken jedes ersten Paars Rohrstrecken
der ersten Rohre angeordnet. Eine der Rohrstrecken jedes der ersten
Rohre ist zwischen der einen der Rohrstrecken jedes der zweiten
Rohre und einer anderen der Rohrstrecken jedes der zweiten Rohre
angeordnet, und die andere der Rohrstrecken jedes der ersten Rohre
ist zwischen einer anderen der Rohrstrecken jedes der zweiten Rohre
und der einen der Rohrstrecken jedes der zweiten Rohre angeordnet.
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Weiteren Aufgaben und Vorteile der
Erfindung gehen bei weiterer Durchsicht der Beschreibung, einschließlich der
angehängten
Ansprüche und
Zeichnungen, hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines transkritischen Kühlsystems
mit einem die vorliegende Erfindung darstellenden Wärmetauscher;
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2 ist
eine etwas schematische, perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Wärmetauschers;
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3 ist
ein Aufriss einer anderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers;
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4 ist
eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in 3;
und
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5 ist
eine Ansicht entlang der Linie 5-5 in 3 mit
einem Verteiler des nicht gezeigten Wärmetauschers.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es werden hier mehrere Ausführungsformen eines
die vorliegende Erfindung darstellenden Wärmetauschers 10 in
Verbindung mit einem transkritischen Kühlsystem 12 gezeigt
und/oder beschrieben. Obgleich der Wärmetauscher 10 gewisse
Vorteile bieten kann, wenn er als ein Saugleitungswärmetauscher
in einem transkritischen Kühlsystem 12 zur Übertragung
von Wärme
von dem Hochdruckkältemittel
auf das Niederdruckkältemittel
eingesetzt wird, versteht sich, dass der Wärmetauscher 10 auch
bei anderen Arten von Systemen zur Übertragung von Wärme zwischen
anderen Arten von Fluiden Anwendung finden kann. Demgemäß soll die
Verwendung nicht auf ein transkritisches Kühlsystem oder ein Kältemittel
beschränkt
sein, es sei denn, dies wird in den Ansprüchen ausdrücklich angeführt.
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Wie in 1 zu
sehen, enthält
das transkritische Kühlsystem 12 einen
Kompressor 14, der Dampfphasen-CO2-Kältemittel empfängt und
dieses zur Lieferung von Hochdruckkältemittelstrom zu einem Gaskühler 16 komprimiert.
In der Regel, aber nicht immer, wird der Gaskühler 16 durch Umgebungsluft
gekühlt,
die durch einen Ventilator 18 und/oder durch Vorwärtsbewegung eines
Fahrzeugs, in dem das System angebracht ist, durch ihn hindurch
geleitet wird. Infolgedessen tritt heißes flüssiges und/oder dichtes gasförmiges Kältemittel
aus dem Gaskühler 16 aus
und wird zu einem Hochdruckströmungsweg 20 des
Saugleitungswärmetauschers 10 und
dann zu einer Expansionsvorrichtung 22 geliefert. Die Expansionsvorrichtung 22 entspannt den
Hochdruckkältemittelstrom
zur Lieferung eines gekühlten
Niederdruckkältemittelstroms
an einen Verdampfer 24. In der Regel, aber nicht immer,
wird Umgebungsluft über
einen Ventilator 26 durch den Verdampfer geleitet, so dass
die Wärme
von der Luft durch den Verdampfer 24 an den Niederdruckkältemittelstrom
abgegeben werden kann. In einigen Fällen kann der Verdampfer jedoch
zur Kühlung
eines anderen Fluids als Luft eingesetzt werden. Dann strömt das erwärmte Niederdruckkältemittel
durch einen Niederdruckströmungsweg 30 des
Wärmetauschers 10,
wobei Wärme
von dem Kältemittel
im Hochdruckströmungsweg 20 an
das Niederdruckkältemittel
im Niederdruckströmungsweg 30 abgegeben wird.
Vorzugsweise ist die Wärmeübertragung
derart, dass das Niederdruckkältemittel
aus dem Wärmetauscher 10 als
ein überhitzter
Dampf hervortritt, der dann zur Vervollständigung des Zyklus zu dem Kompressor 14 strömt.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 – 5 werden zwei Ausführungsformen
des Wärmetauschers 10 gezeigt.
Bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
ist der Hochdruckströmungsweg 20 in Form
eines einzigen, abgeflachten Schlangenwärmetauschrohrs 40 vorgesehen,
und der Niederdruckströmungsweg 30 ist
in Form eines einzigen, abgeflachten Schlangenwärmetauschrohrs 42 vorgesehen.
Als Alternative dazu ist bei der in den 3 – 5 gezeigten Ausführungsform
des Wärmetauschers 10 der
Hochdruckströmungsweg 20 in
Form von drei (3) abgeflachten Schlangenwärmetauschrohren 40A, 40B, 40C vorgesehen,
und der Niederdruckströmungsweg 30 ist
in Form von drei abgeflachten Schlangenwärmetauschrohren 42A, 428 und 42C vorgesehen.
In den 2 – 5 ist zu sehen, dass das Rohr
(die Rohre) 40, 40A-C mit dem Rohr (den Rohren) 42, 42A-C so „verwoben" ist (sind), dass
sie senkrecht zueinander verlaufen. Demgemäß stellt der Wärmetauscher 10 eine
Kreuzstromanordnung für
das Kältemittel
dar.
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Jedes der abgeflachten Rohre 40, 40A-C, 42,
42A-C enthält
einander gegenüberliegende,
lange, flache Seiten 44 und kurze Seiten oder abgerundete Ränder 46,
die sich über
die kleine Abmessung des Rohrs erstrecken. Mehrere Öffnungen
oder Mikrokanäle 48 sind
in jedem der Rohre vorgesehen und durch Stege 49 getrennt.
In der Regel werden die Rohre durch Extrudieren hergestellt, wobei
die Rohre 40 und 42 große Hauptextrudate und die Rohre 40A-C und 42A-C kleinere
Hauptextrudate sind. Es versteht sich jedoch, dass die Rohre auch
gefertigt werden könnten,
das heißt
ein abgeflachtes Rohr mit einem inneren Einsatz ist mit den Innenwänden verlötet, um
die mehreren Öffnungen 49 zu
definieren.
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Nunmehr insbesondere auf 2 Bezug nehmend, ist zu
sehen, dass das Rohr 40 ein Paar im Wesentlichen paralleler
beabstandeter Rohrstrecken 50 und 52 enthält, die
durch einen Krümmer 54 im Rohr 40 verbunden
sind. Das Rohr 42 enthält
drei im Wesentlichen parallele, beabstandete Rohrstrecken 56, 58 und 60,
wobei die Rohrstrecken 56 und 58 bei 62 durch
einen Krümmer
und die Rohrstrecken 58 und 60 durch einen Krümmer 64 verbunden
sind. Die Rohrstrecken 56, 58 und 60 des
Rohrs 42 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu den Rohrstrecken 50 und 52 des
ersten Rohrs 40.
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Die Rohrstrecke 50 des Rohrs 40 ist
zwischen den Rohrstrecken 56 und 58 des Rohrs 42 angeordnet,
wobei die flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 50 in den Eingriffsbereichen
an eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 56 und an
eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 58 stoßen. Ebenso
ist die Rohrstrecke 52 des Rohrs 40 zwischen den
Rohrstrecken 58 und 60 des Rohrs 42 angeordnet,
wobei die flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 52 in den Eingriffsbereichen
an eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 58 und an
eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 60 stoßen. Daraus
folgt, dass die Rohrstrecke 58 des Rohrs 42 zwischen
den Rohrstrecken 50 und 52 des Rohrs 40 angeordnet
ist, wobei die flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 58 in
den Eingriffsbereichen wieder an eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 50 und
an eine der flachen Seiten 44 der Rohrstrecke 52 stoßen.
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Vorzugsweise ist ein Paar zylindrischer
Verteiler 66 und 68 an jedem Ende 70 und 72 des
Rohrs 40 angeordnet, und ein Paar zylindrischer Sammler 74 und 76 ist
an jedem Ende 78 und 80 des Rohrs 42 angeordnet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sammler 66 um einen
Einlasssammler, der das Hochdruckkältemittel von dem System 10 empfängt und
es an das Rohr 40 verteilt, und der Sammler 68 ist
ein Auslasssammler, der das Hochdruckkältemittel aus dem Rohr 40 auffängt und
es wieder an das System 12 zurückführt, und der Sammler 74 ist
ein Einlasssammler, der den Niederdruckkältemittelstrom von dem System 12 empfängt und
ihn an das Rohr 42 verteilt, und der Sammler 76 ist
ein Auslasssammler, der das Niederdruckkältemittel aus dem Rohr 42 auffängt und
ihn wieder an das System 12 zurückführt. Diese Konfiguration stellt
eine gewünschte
Kreuzstromströmungsanordnung
für die Nieder-
und Hochdruckkältemittelströme des Systems 12 bereit.
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Nunmehr auf die in den 3 – 5 gezeigte Ausführungsform
des Wärmetauschers 10 Bezug nehmend,
ist zu sehen, dass jedes der Rohre 40A-C fünf parallele,
beabstandete Rohrstrecken 82, 84, 86, 88 und 90 enthält, wobei
die Rohrstrecken 82 und 84 durch einen Krümmer 92,
die Rohrstrecken 84 und 86 durch einen Krümmer 94,
die Rohrstrecken 86 und 88 durch einen Krümmer 96 und
die Rohrstrecken 88 und 90 durch einen Krümmer 98 verbunden sind,
wie am besten in 4 zu
sehen. Wie am besten in 5 zu
sehen, enthält
jedes der Rohre 42A-C sechs Rohrstrecken 100, 102, 104, 106, 108 und 110, wobei
die Rohrstrecken 100 und 102 durch einen Krümmer 112,
die Rohrstrecken 102 und 104 durch einen Krümmer 114,
die Rohrstrecken 104 und 106 durch einen Krümmer 116,
die Rohrstrecken 106 und 108 durch einen Krümmer 118 und
die Rohrstrecken 108 und 110 durch einen Krümmer 120 verbunden sind.
Bei jedem der Rohre 40A-C ist die Rohrstrecke 82 zwischen
den Rohrstrecken 100 und 102 der Rohre 42A-C,
die Rohrstrecke 84 zwischen den Rohrstrecken 102 und 104 der
Rohre 42A-C, die Rohrstrecke 86 zwischen den Rohrstrecken 104 und 106 der
Rohre 42A-C, die Rohrstrecke 88 zwischen den Rohrstrecken 106 und 108 der
Rohre 42A-C und die Rohrstrecke 90 zwischen den
Rohrstrecken 108 und 110 der Rohre 42A-C angeordnet,
wobei die jeweiligen flachen Seiten 44 in den Eingriffsbereichen
wieder aneinander anstoßen.
Daraus folgt, dass bei jedem der Rohre 42A-C die Rohrstrecke 102 zwischen den
Rohrstrecken 82 und 84 der Rohre 40A- C,
die Rohrstrecke 104 zwischen den Rohrstrecken 84 und 86 der
Rohre 40A-C, die Rohrstrecke 106 zwischen den
Rohrstrecken 86 und 88 der Rohre 40A-C und die
Rohrstrecke 108 zwischen den Rohrstrecken 88 und 90 der
Rohrstrecken 40A-C angeordnet ist, wobei die flachen Seiten
44 der jeweiligen Rohre in den Eingriffsbereichen wieder aneinander
anstoßen.
Wie bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
wird bevorzugt, dass die in den 3 – 5 gezeigte Ausführungsform
des Wärmetauschers 10 ein
Paar Sammler 66 und 68, die mit den gegenüberliegenden
Enden 70 und 72 der Rohre 40A-C verbunden
sind, und ein Paar Sammler 74 und 76 enthält, die
mit den Enden 78 und 80 der Rohre 42A-C verbunden
sind. Wie bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
wird wieder bevorzugt, dass der Sammler 66 bei der in den 3 – 5 gezeigten
Ausführungsform
des Wärmetauschers 10 als
ein Einlasssammler dient, der den Hochdruckkältemittelstrom von dem System 12 empfängt und
ihn an die Rohre 40A-C verteilt, der Sammler 68 als
ein Auslasssammler dient, der das Hochdruckkältemittel aus den Rohren 40A-C auffängt und es
an das System 12 zurückführt, der
Sammler 74 als Einlasssammler dient, der den Niederdruckkältemittelstrom
empfängt
und ihn an die Rohre 42A-C verteilt und der Sammler 76 als
ein Auslasssammler dient, der den Niederdruckkältemittelstrom aus den Rohren 42A-C auffängt und
ihn an das System 12 zurückführt.
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Es versteht sich, dass die Anzahl
von Rohren 40 und 42 und die Anzahl von Rohrstrecken
für jedes der
Rohre 40 und 42 in hohem Maße von den spezifischen Parametern
jeder besonderen Anwendung für
den Wärmetauscher 10 abhängt. Zu
solchen Parametern könnten
zum Beispiel die erwartete Fluidströmungsmenge durch jeden der
Strömungswege 20, 30 des
Wärmetauschers 10,
die Art von Fluid für jeden
der Strömungswege 20, 30 des
Wärmetauschers 10,
der gewünschte
Wirkungsgrad des Wärmetauschers 10,
die Materialien der Wärmetauschrohre 40, 42, 40A-C, 42A-C und
der Arbeitsdruck der Fluide für
den Wärmetauscher 10 zählen. In
dieser Hinsicht befinden sich bei einer ungeraden Anzahl von Rohrstrecken
in einem der Rohre 40, 42, 40A-C, 42A-C die
Sammler für
die Rohrstrecken an gegenüberliegenden
Enden des Wärmetauschers,
während sich
bei einer geraden Anzahl von Rohrstrecken die Sammler am gleichen
Ende des Wärmetauschers 10 befinden.
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Obgleich abgeflachte Wärmetauschrohre stark
bevorzugt werden, ist es möglich,
dass sich bei einigen bestimmten Anwendungen Wärmetauschrohre mit anderen
Querschnittsformen als wünschenswert
erweisen können.
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Darüber hinaus versteht sich, dass
zylindrische Sammler zwar bevorzugt werden, es aber auch andere
Anwendungen geben kann, bei denen andere Sammlerausführungen
und -querschnitte wünschenswert
sein können.
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Es versteht sich, dass ein möglicher
Vorteil des offenbarten Wärmetauschers 10 die
leichte Herstellung ist. Insbesondere kann durch einen einfachen
automatischen Biegevorgang der Hauptkörper des Wärmetauschers 10, das
heißt
die Rohre, hergestellt werden. Die Rohre würden vorzugsweise mit einem
Lötmaterial
plattiert werden, oder es wird eine Lötfolie an den flachen Seiten
44 angebracht, wo sie aneinander stoßen. Weil der Innendurchmesser
der Sammler 66, 68, 74 und 76 nur
die kleine Abmessung der Rohre 40, 42, 40A-C, 42A-C aufnehmen
muss, kann der Innendurchmesser so klein ausgeführt werden, dass die Wanddicke
jedes der Sammler, die den Berstdruck widerstehen muss, der in einem
transkritischen CO2-Zyklus erforderlich ist, so wird, dass
die Sammler zur Herstellung von Öffnungen
für die
Rohre geschlitzt werden können.