DE4009997A1 - Verdampfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer gemäß dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs.

Die Erfindung bezieht sich auf Verdampfer, wie sie beispielsweise in Fahr­ zeug-Klimaanlagen verwendet werden. Wenn Luft mit Hilfe von Verdampfern gekühlt wird, kondensiert Wasserdampf aus der Luft, und das Kondensat lagert sich an den Rippen in Form von Wassertropfen ab, die sich von den Rippen lösen und unter Schwerkrafteinfluß herabfallen. Damit sich das Wasser besser ab­ löst, ist versucht worden, die Oberfläche der Rippen einer chemisch-hydrophi­ len Behandlung zu unterwerfen.

Wenn die Rippen mit Klappen oder Flügeln versehen werden, bestimmt sich de­ ren Form vor allem aus einer Verbesserung der Kühlleistung des Verdampfers und einer Unterdrückung der Zunahme der Druckverluste, ohne daß die Lösbar­ keit von Wassertropfen von den Klappen oder Flügeln eine Rolle spielt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdampfer zu schaffen, bei dem die Lös­ barkeit des Kondenswassers von den Rippen verbessert ist.

Ein erfindungsgemäßer Verdampfer umfaßt gewellte Rippen mit flachen Be­ reichen, die in den flachen Bereichen mit Klappen oder Flügeln versehen sind, die in paralleler Anordnung quer zu den flachen Bereichen verlaufen. Der Ver­ dampfer ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis H/P im Bereich von 0,75 bis 0,90 liegt. Dabei ist P die Teilung der flachen Bereiche der Rippe und H die Höhe der Klappen oder Flügel.

Der erfindungsgemäße Verdampfer erbringt eine bessere Kühlleistung. Die Druckverluste nehmen weniger stark zu. Wassertropfen werden leicht abge­ stoßen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Rippe eines erfindungsge­ mäßen Verdampfers;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zu den Charakteristika des Verdampfers;

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Verdampfers zu Fig. 1;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teildarstellung einer Rippe in Vorderan­ sicht;

Fig. 5 ist eine Teildarstellung der Rippe in einem senkrechten Schnitt;

Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungs­ form eines Verdampfers in ihrer Gesamtheit.

Fig. 3 zeigt einen Verdampfer gemäß der Erfindung, der ein zickzackförmiges, flaches Rohr 12, das aus einem Aluminium-Extrudat besteht und parallele Kühlkanäle 11 aufweist, mit ausgestellten Flügeln versehene, gewellte Rippen 13, die aus Aluminium-Lötblech bestehen und zwischen den aneinander angren­ zenden geraden Rohrabschnitten des flachen Rohres 12 angeordnet sind, und ei­ nen Einlaß-Stutzen 14 sowie einen Auslaß-Stutzen 15 an den Enden des fla­ chen Rohres 12 umfaßt. Das flache Rohr 12 und die Rippen 13 sind auf ihren Oberflächen mit einem hydrophilen Film überzogen.

Wie im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die gewellte Rippe 13 flache Be­ reiche 21, die parallel zueinander angeordnet sind, und U-förmig gebogene Be­ reiche 22, die die benachbarten Enden von jeweils zwei flachen Bereichen 21, die auf einer Seite liegen, verbinden. Die flachen Bereiche 21 sind mit Klappen oder Flügeln 23 versehen, die parallel zueinander angeordnet sind und sich quer über die gesamte Breite erstrecken. Zwischen den aneinander angrenzenden Klappen oder Flügeln 23 wird ein Schlitz 24 durch Schneiden und Ausbiegen hergestellt. Wie Fig. 5 zeigt, sind die Flügel 23 in den flachen Bereichen 21 in vier Gruppen S 1 bis S 4 unterteilt. Die Flügel in jeder Gruppe sind in dieselbe Richtung gerichtet.

Fig. 1 zeigt wesentliche Faktoren bei der Gestaltung der Rippen 13. Die in der Zeichnung angegebenen Buchstaben haben folgende Bedeutung:

P: Teilung oder Abstand der flachen Bereiche der Rippen (mm)
R: Anstellwinkel der Flügel (Grad)
W: Breite der Flügel (mm)
H: Höhe der Flügel in Ausstellrichtung (mm)
G: Zwischenraum (P-H) zwischen den Flügeln (mm).

Bei der gewellten Rippe, die zuvor beschrieben worden ist, fließt kondensier­ ter Dampf, also Wasser von einem flachen Bereich 21 abwärts durch die Schlit­ ze 24 bis zum nächsten flachen Bereich 21. Das Wasser fließt umso leichter ab, je geringer die Teilung P ist. Wenn die Höhe H der Flügel 23 konstant ist, so ist die Teilung P umso geringer, je geringer der Zwischenraum G zwischen den Flü­ geln ist. Eine möglichst geringe Teilung P ermöglicht einen leichten Abfluß des kondensierten Wassers.

Die bevorzugten spezifischen numerischen Werte der angegebenen Faktoren sind wie folgt: P = 1,8 bis 2,2; R = 28 bis 38; W = 2,3 bis 2,7. Die Höhe der Flügel läßt sich berechnen aus der Gleichung: H = W×tanR.

Als ein weiterer Faktor, der als Maßstab für die Gestaltung der Rippen dienen kann, wird das Zwischenraumverhältnis H/P definiert. Je größer dieses Ver­ hältnis ist, umso größer ist der Effekt, der es ermöglicht, daß das kondensierte Wasser nach unten fließt.

Die Tabelle 1 zeigt spezifische Werte der zuvor erläuterten Faktoren im Zu­ sammenhang.

Tabelle 1

Obgleich das Zwischenraumverhältnis nur nach dem Einfluß auf das Abfließen des Kondenswassers ausgewählt ist, sind Kühlleistung und Druckverlust eben­ falls wichtige Charakteristika des Verdampfers. Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zeigt zwischen dem Zwischenraumverhältnis und diesen beiden Charakteristika und dem Einfluß auf die Freigabe von Wasser. Die angegebenen Werte und Daten sind Meßergebnisse, die erzielt wurden unter Verwendung ei­ nes Verdampfers mit einer Breite A von 320 mm, einer Höhe B von 230 mm und eine Tiefe C von 90 mm (Fig. 3). Diese Abmessungen können verändert werden, jedoch beträgt die Tiefe vorzugsweise 65 bis 110 mm.

Fig. 2 läßt erkennen, daß das Zwischenraumverhältnis H/P im Bereich von 0,75 bis 0,9 alle Anforderungen erfüllt.

Wenn die erwähnten Faktoren im Zusammenhang betrachtet werden, ist es wünschenswert, den Flügelwinkel R klein zu halten, wenn die Breite W der Flü­ gel groß ist, und umgekehrt, so daß die Teilung P verringert wird, oder der Flü­ gelwinkel R sollte groß sein zur Vergrößerung der Teilung P.

Fig. 6 zeigt einen anderen Verdampfer gemäß der Erfindung. Dieser Verdampfer umfaßt flache Rohre 31, die parallel zueinander angeordnet sind, und gewellte Rippen 32, die zwischen benachbarten flachen Rohren 31 liegen. Jedes flache Rohr 31 umfaßt zwei Lötbleche 33, die trogförmig gepreßt sind und gegenein­ ander anliegend miteinander verbunden sind und miteinander einen Kältemit­ telkanal bilden. Das flache Rohr 31 ist in seinem oberen Bereich mit Auswöl­ bungen 34 versehen. Benachbarte Auswölbungen 34 sind miteinander verbunden und bilden einen Einlaß- bzw. Verteilerbehälter. Ein Einlaßrohr 36 und ein Aus­ laßrohr 37 sind mit dem Sammelbehälter 35 verbunden. Die gewellten Rippen 32 entsprechen den Rippen 13 des Verdampfers gemäß Fig. 3.

Claims (3)

1. Verdampfer mit gewellten Rippen, die flache Bereiche aufweisen, die mit Flügeln versehen sind, die parallel zueinander in Querrichtung der flachen Be­ reiche verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Rippen ein Zwischenraumverhältnis (H/P) von 0,75 bis 0,90 aufweisen, wobei (P) die Tei­ lung der flachen Bereiche der Rippe und (H) die Höhe der Flügel ist.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der flachen Bereiche der Rippen 1,8 bis 2,2 mm beträgt.

3. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Flügel 2,3 bis 2,7 mm und der Flügelwinkel 28 bis 38 Grad beträgt.