DE3843688A1 - Verdampferf einer klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer einer Klima­ anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Ver­ fahren zur Oberflächenbehandlung luftbeaufschlagter Wärmetauscher, welches zu einer derartigen Oberflächen­ struktur führt, sowie das technische Umfeld hierzu, ist in der DE-OS 22 43 408 beschrieben. Dabei bleibt die Erfindung allerdings nicht auf nach einem derartigen Verfahren hergestellte Verdampfer beschränkt, vielmehr werden auch weitere Verfahren zur Erzeugung einer derartigen Oberflächenstruktur beansprucht.

Während des Betriebes einer Klimaanlage scheidet sich am Verdampfer durch die dort stattfindende Abkühlung der darüberstreichenden Luftmasse eine Teilmenge der in dieser enthaltenen Feuchtigkeit als Kondensat ab. Üblicherweise bilden sich dabei Kondensattropfen, welche erst mit einer gewissen Größe und somit einem Eigenge­ wicht, welches höher ist als die aus der Oberflächen­ spannung resultierende Haltekraft, von den Rippen des Verdampfers in eine Kondenswasser-Auffangschale ablau­ fen. Dabei fördert ein geringer Rippenabstand, wie er bei heutigen Hochleistungsverdampfern anzutreffen ist, zusätzlich die Tropfenbildung, da mehrere Tröpfchen benachbarter Rippenoberflächen zusammenwachsen.

Gelangt nunmehr beispielsweise ein Frischluftstrom niedriger relativer Feuchte über den Verdampfer, so vermag diese relativ trockene Luft die zuvor in Tropfen­ form abgelagerte Feuchtigkeit aufzunehmen. Gelangt danach dieser feuchte-übersättigte Luftstrom in den zu klimatisierenden Raum, so kann diese Feuchtigkeit wieder an relativ kühlen Flächen abgeschieden werden. Insbe­ sondere im Innenraum von Kraftfahrzeugen kann es dabei zu Beschlagbildung an den Fensterscheiben kommen, wenn die Scheibentemperatur unter der Taupunkttemperatur liegt. Neben diesem ungewünschten Effekt wird darüber hinaus der Geruch eines feuchte-übersättigten Luftstro­ mes zumeist als unangenehm empfunden.

Teilweise Abhilfe schafft hier eine relativ rauhe Verdampfer-Oberfläche. Die Rauhigkeitsspitzen auf der Oberfläche der Verdampferrippen bauen die Oberflächen­ spannung des sich niederschlagenden Kondenswassers ab, so daß anstelle der Tropfenkondensation nunmehr Film­ kondensation eintritt. Dieser sich somit bildende Kondensatfilm soll in verbesserter Weise vom Verdampfer in die Kondenswasser-Auffangschale abfließen können, so daß auf dem Verdampfer selbst kaum Feuchtigkeit gespei­ chert wird, welche von einem relativ trockenen Luftstrom aufgenommen werden und somit in den zu klimatisierenden Raum gelangen könnte. Wenngleich jene Maßnahme unter theoretisch-physikalischer Betrachtungsweise überzeugt, so können die damit tatsächlich erzielbaren Ergebnisse doch nicht voll befriedigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zusätzliche und dabei einfache Maßnahmen für eine weiter verbesserte Kondenswasserabfuhr aufzuzeigen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Da darüber hinaus das aus der oben genannten Schrift bekannte Verfahren zur Erzielung einer rauhen Ver­ dampfer-Oberfläche unter den Gesichtspunkten des Um­ weltschutzes nicht mehr vertretbar erscheint, hat sich die Erfindung weiterhin die Aufgabe gestellt, derartige rauhe Verdampfer-Oberflächen durch verträglichere und dennoch wirtschaftlichere Verfahren zu erzielen. Eine Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.

Erfindungsgemäß sind die im wesentlichen vertikal angeordneten Rippen mit geodätisch nach unten geneigten Schlitzen versehen. Diese in Luftdurchströmrichtung geneigten Schlitze stellen quasi eine Führungsschiene für den sich aufgrund der rauhen Oberflächenstruktur bildenden Kondenswasserfilm dar, über welche dieser letztendlich an die Luftabströmseite des Verdampfers gelangt. Von hier aus ergibt sich eine besonders zuver­ lässige und stetige weitere Kondenswasserabfuhr, wenn gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 zwischen dem Ende des Schlitzes sowie der Luftabströmkante der Verdampfer­ rippe ein Steg verbleibt. Dabei kann es bei engem Rippenabstand durchaus ausreichend sein, lediglich jede zweite Rippe mit derartigen Schlitzen zu versehen, während derartige Schlitze an jeder Rippe naturgemäß die Wirkung erhöhen.

Auch kann die Anzahl der je Rippe vorgesehenen Schlitze den jeweiligen Erfordernissen entsprechend angepaßt sein. In Abhängigkeit von der Geometrie des Verdampfers mag beispielsweise lediglich ein einziger Schlitz pro Rippe ausreichen. Handelt es sich jedoch um einen großflächigeren Verdampfer, welcher darüber hinaus über seiner Stirnfläche eine inhomogene Luftverteilung aufweist, so empfiehlt sich eine Ausbildung gemäß Anspruch 3, da in diesem Falle die Schlitze zusätzlich für eine verbesserte Durchströmung des Verdampferblockes sorgen.

Um das nunmehr an der Luftabströmkante der im wesent­ lichen vertikal angeordneten Rippen ablaufende Kondens­ wasser stetig weiterzuleiten, liegt nach einer vorteil­ haften Weiterbildung die Unterkante jeder Rippe auch lediglich im Bereich der Luftabströmkante auf einem Gehäuseboden auf. Somit ist abermals ein definierter Steg für das abzuführende Kondensat geschaffen. Weist darüber hinaus auch das Verdampfergehäuse sowie eine sich daran anschließende bzw. in dessen Nähe angeordnete Kondenswasser-Sammeleinrichtung, beispielsweise in Form einer Auffangschale, eine rauhe Oberflächenstruktur auf, so wird auch dort die Ausbildung eines Kondensatfilmes gefördert, welcher, wie bereits oben erläutert, unter Schwerkrafteinfluß verbessert abgeführt werden kann.

Nach Anspruch 6 kann die rauhe Verdampfer-Oberfläche auf einfache Weise durch einen entsprechend porös struk­ turierten Überzug, beispielsweise in Form eines Farb­ anstriches, erzeugt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Oberfläche mechanisch zu behandeln. Gedacht ist hierbei insbesondere an Sandstrahlen oder ein vergleichbares Verfahren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines skizzenhaft dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verdampferblockes,

Fig. 2 zeigt eine Verdampferrippe in Seitenansicht.

Ein Verdampfer 1 einer Klimaanlage wird in Pfeilrichtung 2 von Luft durchströmt und besteht aus einer Vielzahl vertikal angeordneter, nebeneinander liegender Rippen 3, welche von den horizontal verlaufenden Verdampferrohren 4 durchdrungen werden. Die der Luftströmung 2 zugewandte Kante jeder Rippe 3 wird im folgenden als Luftanström­ kante 5 bezeichnet, während die gegenüberliegende Rippenkante auf der Luftabströmseite des Verdampfers 1 als Luftabströmkante 6 bezeichnet wird.

Die Oberfläche der Rippen 3 sowie des Verdampfergehäuses 7 - insbesondere auch des Gehäusebodens 7 a - weist eine rauhe Struktur auf, um Tropfenkondensation zu verhindern und somit die Bildung eines Kondensatfilmes zu fördern. Diesen Kondensatfilm - hervorgerufen durch ausgefällte Feuchtigkeit der durchströmenden Luftmassen - gilt es auf einfache Weise sicher und stetig abzu­ führen.

Hierzu ist jede Verdampfer-Rippe 3 mit in Luftdurch­ strömrichtung 2 geodätisch nach unten geneigten Schlitzen 8 a, 8 b, 8 c versehen. Diese Schlitze 8 gehen von der Luftanströmkante 5 aus und enden beabstandet von der Luftabströmkante 6. Somit verbleibt zwischen dem Schlitzende sowie der Luftabströmkante 6 ein schmaler Steg, welcher mit der Ziffer 9 bezeichnet ist.

Die Schlitze 8 bilden quasi eine Führungsschiene für den sich auf der Rippe 3 bildenden Kondensatfilm und leiten somit das Kondensat aufgrund ihrer geodätisch nach unten gerichteten Neigung in den Bereich der Luftabströmkante 6. Hier sammelt sich eine derart große Menge von Kon­ denswasser, daß dieses problemlos über den Steg 9 unter Schwerkrafteinfluß zum Gehäuseboden 7 a abgeführt wird. Da darüber hinaus die Rippe 3 im Bereich der Luftab­ strömkante 6 bzw. des Steges 9 im direkten Kontakt mit dem Gehäuseboden 7 a steht, kann das Kondenswasser hierüber problemlos zu einer nicht gezeigten Kondens­ wasser-Sammeleinrichtung gelangen.

Mit den Ziffern 10 und 11 sind verschiedene Bereiche der Verdampfer-Stirnfläche bezeichnet, wobei der Bereich 10 aufgrund der zufällig vorliegenden Einbaugeometrie stärker von Luft durchströmt sei als der Bereich 11. Aus diesem Grunde sind im Bereich 11 je Flächeneinheit eine größere Zahl von Schlitzen - nämlich die Schlitze 8 b und 8 c - vorgesehen, als im Bereich 10 (Schlitz 8 a). Diese Maßnahme fördert eine verbesserte Durchströmung des Verdampfer-Bereiches 11 durch Reduzierung des Strömungswiderstandes und verbessert somit vorteilhaf­ terweise den Verdampferwirkungsgrad.

Die rauhe Oberflächenstruktur kann durch eines der bereits oben beschriebenen Verfahren erzeugt worden sein. Da diese Maßnahme - wie ebenfalls bereits erläu­ tert - jedoch nicht ausreicht, eine eventuelle Feuch­ teaufnahme durch den den Verdampfer 1 durchströmenden Luftstrom zu verhindern, sorgen die erfindungsgemäß vorgesehenen Schlitze 8 für eine verbesserte Abfuhr des sich auf der Verdampferoberfläche bildenden Kondensat­ filmes.

Claims (7)

1. Verdampfer einer Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen im wesentlichen vertikal angeordnete, nebeneinander liegende Rippen eine rauhe Oberflächenstruktur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jede zweite Rippe (3) mit in Luftdurchströmrichtung (2) geo­ dätisch nach unten geneigten Schlitzen (8) versehen ist.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (8) aus­ gehend von der Luftanströmkante (5), beabstandet von der Luftabströmkante (6) der Verdampfer-Rippe (3) endet.

3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verdampfer- Bereich (11) geringerer Luft-Durchströmung je Flächeneinheit und Rippe eine größere Zahl von Schlitzen (8 b, 8 c) vorgesehen ist, als in einem Verdampfer-Bereich (10) mit stärkerer Durchströ­ mung.

4. Verdampfer nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante der Rippe im wesentlichen lediglich im Bereich der Luftabströmkante (6) auf einem Gehäuseboden (7 a) aufliegt.

5. Verdampfer nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Gehäuse (7) des Verdampfers (1) auch eine Kondenswasser-Sammel­ einrichtung eine rauhe Oberflächenstruktur auf­ weist.

6. Verfahren zum Erzeugen einer rauhen Oberflächen­ struktur an einem Verdampfer nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein porös strukturier­ ter Überzug aufgebracht wird.

7. Verfahren zum Erzeugen einer rauhen Oberflächen­ struktur an einem Verdampfer nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mecha­ nisch behandelt wird.