DE19844930A1 - Mehrstrom-Wärmetauscher mit Kältemittel-Einlaß und -Auslaßrohren, die durch die Durchlässe eines plattenförmigen Rohrs miteinander verbunden sind - Google Patents

Mehrstrom-Wärmetauscher mit Kältemittel-Einlaß und -Auslaßrohren, die durch die Durchlässe eines plattenförmigen Rohrs miteinander verbunden sind

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Abstract

Ein Mehrstrom-Wärmetauscher (H') umfaßt ein Kältemittel-Einlaßrohr, ein Kältemittel-Auslaßrohr, ein Wärmeübertragungsrohr (12), welches das Einlaßrohr mit dem Auslaßrohr verbindet und eine Vielzahl von parallelen Kältemittel-Durchlässen (12a bis 12f) mit unterschiedlichen Querschnittsflächen ausbildet, und eine Vielzahl von Wärmeaustausch-Rippeneinheiten (11), die an der äußeren Oberfläche des Wärmeübertragungsrohrs (12) angeordnet sind. Der Wärmetauscher weist einen Lufteinlaß (15) und einen Luftauslaß (16) auf. Die innerhalb des Wärmeübertragungsrohrs (12) festgelegten Kältemittel-Durchlässe (12a bis 12f) weisen vom Lufteinlaß (15) zum Luftauslaß (16) stufenweise kleinere Querschnittsflächen auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrstrom- oder Gegenstrom- Wärmetauscher und insbesondere einen Mehrstrom- Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Kältemittel- Durchlässen, die die Kältemittel-Einlaß- und -Auslaßrohre miteinander verbinden.
Im allgemeinen weist ein Mehrstrom-Wärmetauscher eine Vielzahl von viereckig geformten Rohren auf, die parallel zueinander angeordnet sind, so daß sie einen Einlaß und einen Auslaß des Kältemittelrohrs miteinander verbinden. Die Vierkantrohre weisen eine Vielzahl von Kältemittel- Durchlässen auf, durch die das Kältemittel strömt. Ein derartiger Mehrstrom-Wärmetauscher ist leicht und wiederverwertbar. Vor allem weist der Mehrstrom- Wärmetauscher im Vergleich zu anderen Wärmetauschern, wie z. B. einem Wärmetauscher mit Rippenrohren usw., eine hohe Wärmeübertragungsrate pro Volumeneinheit auf.
Das US-Patent Nr. 4 353 224 (Anmelder: Nippondenso Co., Ltd.), veröffentlicht am 12. Oktober 1982, offenbart einen Mehrstrom-Wärmetauscher, der mit Bezug auf Fig. 1 folgendermaßen kurz beschrieben wird.
Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt der Mehrstrom- Wärmetauscher H ein Einlaßrohr 3 und ein Auslaßrohr 4, durch die das Kältemittel strömt, und ein Flachrohr 2, welches das Einlaßrohr 3 und das Auslaßrohr 4 miteinander verbindet.
Das Flachrohr 2 liegt in Form einer viereckigen Platte oder eines viereckigen Streifens mit festgelegter Breite vor und ist in eine sich wiederholende "U"-Form gebogen. An der äußeren Oberfläche der Flachrohre 2 ist eine Vielzahl von Rippeneinheiten 1 angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt (die eine Schnittansicht durch zwei Schenkel 5, 6 des Rohrs 2 längs einer Ebene, die die Mittelachsen der beiden Rohre 3, 4 enthält, darstellt), ist außerdem eine Vielzahl von Kältemittel-Durchlässen 2a innerhalb des Flachrohrs 2 festgelegt, wobei die Kältemittel-Durchlässe 2a eine festgelegte Querschnittsfläche aufweisen. Alle in dem Flachrohr ausgebildeten Kältemittel-Durchlässe weisen dieselbe Querschnittsfläche auf, so daß dieselbe Menge des Kältemittels durch die jeweiligen Kältemittel-Durchlässe strömt.
Bei dem wie vorstehend beschrieben konstruierten Mehrstrom- Wärmetauscher strömt das Kältemittel durch das Einlaßrohr 3 ein, strömt durch die Kältemittel-Durchlässe 2a hindurch, die innerhalb des Flachrohrs 2 in dessen Längsrichtung parallel zueinander angeordnet sind, führt mit der Umgebungsluft, die in Richtung des Pfeils F strömt, einen Wärmeaustausch durch und strömt dann durch das Auslaßrohr 4 aus.
Bei dem Wärmeaustauschprozeß hängt die Wärmeaustauschrate von der Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft ab. Aufgrund der großen Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft an den Kältemittel-Durchlässen 2a am Lufteinlaß, wo die Luft anfänglich in den Wärmetauscher einströmt, ist deren Wärmeaustauschrate dementsprechend hoch. Sobald die Luft jedoch die entfernteren Kältemittel- Durchlässe 2a, d. h. am Luftauslaß, erreicht, wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Blasluft geringer, da die Luft mit dem Kältemittel einen Wärmeaustausch durchgeführt hat. Somit verschlechtert sich die Wärmeaustauschrate an den entfernten Durchlässen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrstrom- Wärmetauscher zum Durchleiten einer großen Menge an Kältemittel dort, wo die Luft einströmt, und einer kleinen Menge an Kältemittel dort, wo die Luft ausströmt, so daß dessen Wärmeaustauschrate verbessert wird, bereitzustellen.
Die obige Aufgabe wird durch einen Mehrstrom-Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, der ein Einlaßrohr, durch das ein Kältemittel einströmt; ein Auslaßrohr, durch das das Kältemittel ausströmt; und ein Wärmeübertragungsrohr aufweist, welches das Einlaß- und das Auslaßrohr miteinander verbindet und eine Vielzahl von Kältemittel-Durchlässen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen ausbildet.
An der äußeren Oberfläche des Wärmeübertragungsrohrs ist eine Vielzahl von Rippeneinheiten angeordnet, um den Wärmeaustausch des Kältemittels und der Blasluft zu beschleunigen.
Die Querschnittsfläche der Kältemittel-Durchlässe ist am Lufteinlaß am größten und wird dann zum Luftauslaß hin stufenweise kleiner.
Folglich leiten die Kältemittel-Durchlässe, an denen eine große Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft besteht, eine größere Menge an Kältemittel durch, während die Kältemittel-Durchlässe, an denen eine kleine Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft besteht, eine kleine Menge des Kältemittels durchleiten. Somit ist die Wärmeaustauschrate des Wärmetauschers insgesamt verbessert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Mehrstrom-Wärmetauscher zeigt;
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht von Fig. 1; und
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die Wärmeübertragungsrohre eines erfindungsgemäßen Mehrstrom-Wärmetauschers zeigt.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Wärmeübertragungsrohr 12 eines Mehrstrom-Wärmetauschers H' gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der erfindungsgemäße Mehrstrom-Wärmetauscher besitzt ein Einlaßrohr, durch das ein Kältemittel einströmt, ein Auslaßrohr, durch das das Kältemittel ausströmt, ein Wärmeübertragungsrohr 12, welches das Einlaßrohr und das Auslaßrohr miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Rippeneinheiten 11, die an der äußeren Oberfläche der Wärmeübertragungsrohre angeordnet sind. Das Einlaß- und das Auslaßrohr und die Rippen 11 entsprechen den Rohren 3 und 4 und den Rippen 1 von Fig. 1.
Das Wärmeübertragungsrohr 12 weist eine Vielzahl von Kältemittel-Kanälen bzw. -Durchlässen 12a bis 12f auf, die darin in dessen Längsrichtung angeordnet sind. Die Querschnittsflächen der Kältemittel-Durchlässe 12a bis 12f ändern sich gemäß der Nähe der Kältemittel-Durchlässe 12a bis 12f bezüglich einer Lufteinlaßseite 15 des Wärmetauschers.
Insbesondere sind die an der Lufteinlaßseite 15 angeordneten Querschnittsflächen der Kältemittel-Durchlässe 12a am größten, dann werden die Querschnittsflächen stufenweise kleiner, d. h. die Kältemittel-Durchlässe 12b, 12c, 12d und 12e nehmen einen stufenweise kleineren Querschnitt an, und der kleinste Querschnitt kommt an den Kältemittel-Durchlässen 12f am Luftauslaß 16 vor.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Querschnittsflächen der Kältemittel-Durchlässe 12a bis 12f in Anbetracht der Tatsache, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Blasluft kleiner wird, wenn die Luft vom Lufteinlaß 15 zum Luftauslaß 16 strömt, verändert. Mit anderen Worten, die Querschnittsflächen der Kältemittel- Durchlässe 12a bis 12f werden entsprechend der unterschiedlichen Wärmeaustauschrate verändert.
Somit weisen gemäß der vorliegenden Erfindung die Kältemittel-Durchlässe 12a dort, wo die Luft in den Wärmetauscher einströmt, die höchste Wärmeaustauschrate und die größte Querschnittsfläche auf, um eine große Menge des Kältemittels durchzuleiten, während die entfernten Kältemittel-Durchlässe 12f dort, wo die Luft ausströmt, eine niedrige Wärmeaustauschrate und die kleinste Querschnittsfläche aufweisen, um eine kleine Menge des Kältemittels durchzuleiten. Folglich wird die Wärmeaustauschrate der jeweiligen Kältemittel-Durchlässe maximiert.
Wie beschrieben, weisen gemäß der vorliegenden Erfindung einige der Kältemittel-Durchlässe dort, wo die Wärmeaustauschrate hoch ist, eine große Querschnittsfläche auf, während die Durchlässe dort, wo die Wärmeaustauschrate niedrig ist, eine kleinere Querschnittsfläche aufweisen. Somit wird die Wärmeaustauschrate an jedem Kältemittel- Durchlaß verbessert und die Wärmeaustauschrate des Wärmetauschers insgesamt wird ebenfalls maximiert.
Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute selbstverständlich, daß verschiedene Änderungen in der Form und den Einzelheiten darin vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims (4)

1. Mehrstrom-Wärmetauscher mit
einem Einlaßrohr (3) zum Empfangen eines einströmenden Kältemittels;
einem Auslaßrohr (4) zum Ablassen des Kältemittels; und
einem Wärmeübertragungsrohr (12), welches das Einlaßrohr (3) mit dem Auslaßrohr (4) verbindet und eine Vielzahl von darin angeordneten parallelen Kältemittel- Durchlässen (12a bis 12f) mit unterschiedlichen Querschnittsflächen aufweist.
2. Mehrstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, der ferner eine Vielzahl von an einer äußeren Oberfläche des Rohrs (12) angeordneten Rippeneinheiten (11) zum Fördern eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und einer Umgebungsluft, die durch den Wärmetauscher (H') strömt, umfaßt.
3. Mehrstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmetauscher (H') einen Lufteinlaß (15) und einen Luftauslaß (16), durch die Luft strömt, aufweist, wobei die Kältemittel-Durchlässe (12a bis 12f) vom Lufteinlaß (15) zum Luftauslaß (16) eine stufenweise kleinere Querschnittsfläche aufweisen.
4. Mehrstrom-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rohr (12) zur Ausbildung einer Reihe von parallelen Schenkeln wiederholt in U-Form gebogen ist.
DE19844930A 1998-03-16 1998-09-30 Mehrstrom-Wärmetauscher mit Kältemittel-Einlaß und -Auslaßrohren, die durch die Durchlässe eines plattenförmigen Rohrs miteinander verbunden sind Ceased DE19844930A1 (de)

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