Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers sowie stranggepresstes Nerbundprofil zur Verwendung in einem solchenHeat exchanger and method for producing a heat exchanger and extruded Nerbundprofil for use in such
Verfahrenmethod
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, welcher aus einem stranggepressten Verbundprofil hergestellt werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauschers, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, insbesondere für einen inneren Wärmetauscher einer Klimaanlage bzw. einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a heat exchanger, which can be produced from an extruded composite profile, and a method for producing such a heat exchanger, preferably made of aluminum or an aluminum alloy, in particular for an internal heat exchanger of an air conditioner or a cooling system of a motor vehicle.
Eine Klimaanlage besitzt im allgemeinen einen Verdichter, einen Verflüssiger, eine Expansionsvorrichtung und einem Verdampfer. Diese Bestandteile sind üblicherweise nacheinander angeordnet und über fluidleitende Rohre zu einem Kreislauf miteinander verbunden. Für einen reibungslosen Betrieb einer solchen Klimaanlage hat sich ein sogenannter innerer Wärmetauscher bewährt, der zum einen das Hochdruckkältemittel, das zur Expansionsvorrichtung geleitet wird, abkühlt und zum anderen das aus dem Verdampfer herauskommende entspannte Νiederdruckkältemittel erwärmt. Bei den bisherigen Kraftsfahrzeugklimatisierungsanlagen hatten sich Kältemittel wie R134a bewährt. Diese Kältemittel möchte man j edoch wegen ihrer FCKW-Bestandteile durch weniger umweltschädliche Kältemittel ersetzten. Ein alternatives Fluid für den Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeugsklimaanlage ist beispielsweise CO2. Kohlendioxid stellt an eine Klimaanlage jedoch höhere Anforderungen, da ein höherer Betriebsdruck erforderlich ist, und damit die einzelnen Bestandteile der Anlage auf höhere Berstdrücke ausgelegt werden müssen.
Aus der DE 100 53 000 AI ist ein innerer Wärmetauscher mit einem Wärmetauscherrohr, das einen profilierten Zentralkanal und um diesen herumgruppierte Außenkanäle aufweist, bekannt. DiesesAn air conditioner generally has a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator. These components are usually arranged one after the other and connected to one another via fluid-conducting tubes. For a smooth operation of such an air conditioner, a so-called internal heat exchanger has been proven, on the one hand, the high-pressure refrigerant, which is passed to the expansion device, cools and on the other hand heated from the evaporator coming relaxed low-pressure refrigerant. In the previous vehicle air conditioning systems, refrigerants such as R134a had proven successful. These refrigerants are, however, due to their CFC components replaced by less environmentally harmful refrigerant. An alternative fluid for the refrigerant circuit of a motor vehicle air conditioning system is, for example, CO 2 . However, carbon dioxide places more demands on an air conditioning system because it requires a higher operating pressure and therefore requires that the individual components of the system be designed for higher bursting pressures. From DE 100 53 000 AI an internal heat exchanger with a heat exchanger tube, which has a profiled central channel and around this grouped outer channels known. This
Wärmetauscherrohr ist zum Aufbau von Gegenstromwärmetauschern, insbesondere für innere Wärmetauscher mit CO2-Kältemittel geeignet. Der mittige Zentralkanal des stranggepressten Wärmetauscherrohrs wird dabei von dem Hochdruckkältemittel durchflössen. Die den Zentralkanal umgebenen Außenkanäle nehmen das aus dem Verdampfer kommende Niederdruckkältemittel auf. Dieses Niederdruckkältemittel wird durch die Mehrzahl der Außenkanäle in verschiedene Einzelströme aufgeteilt und kann auf diese Weise wirksam seine Wärme an seine Umgebung abgeben. Das Hochdruckkältemittel durchfließt den Zentralkanal in einem Strom, d.h. der Wärmeaustausch wird nur durch die die Wandung des Zentralkanals berührenden Fluidanteile erreicht. Es sind zwar zur Verbesserung des Wärmeaustauschs Vorsprünge im Zentralkanal vorgesehen, diese verursachen j edoch in nachteiliger Weise eine Verengung des Kanals . Für den Aufbau eines inneren Wärmetauschers, der ein solches Wärmertauscherrohr verwendet, sind Anschlußstücke für das Ein- und Ausleiten der Kältemittel notwendig, wobei das Fluid für die Außenkanäle zusätzlich auf die einzelnen Kanäle aufgeteilt werden muss. Diese Anschlußstücke sind in ihrer Konstruktion aufwendig und können geringe Druckverluste der Kältemittel in den Anschlußstücken nicht verhindern.Heat exchanger tube is suitable for the construction of countercurrent heat exchangers, in particular for internal heat exchangers with CO 2 refrigerant. The central central channel of the extruded heat exchanger tube is thereby flowed through by the high-pressure refrigerant. The outer channels surrounding the central channel receive the low pressure refrigerant coming from the evaporator. This low-pressure refrigerant is divided by the plurality of outer channels into different individual streams and can thus effectively release its heat to its environment. The high-pressure refrigerant flows through the central channel in a stream, ie, the heat exchange is achieved only by the wall of the central channel contacting fluid components. Although there are provided to improve the heat exchange projections in the central channel, but they cause j edoch disadvantageously a constriction of the channel. For the construction of an internal heat exchanger, which uses such a heat exchanger tube, fittings for the in and out of the refrigerant are necessary, wherein the fluid for the outer channels must be additionally divided into the individual channels. These fittings are complex in their construction and can not prevent low pressure losses of the refrigerant in the fittings.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Wärmetauscher, insbesondere für eine Klimaanlage bzw. eine Kühlanlage eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, der auf einfache Weise hergestellt werden kann.The object of the invention is to provide an improved heat exchanger, in particular for an air conditioning system or a cooling system of a motor vehicle, which can be produced in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst, der auf vorteilhafte Weise nach einem Verfahren gemäß Anspruch 18 hergestellt werden kann. Bei der Herstellung des
Wärmetauschers findet ein stranggepresstes Verbundprofil gemäß Anspruch 1 Verwendung.This object is achieved by a heat exchanger with the features of claim 6, which can be prepared in an advantageous manner by a method according to claim 18. In the production of the Heat exchanger finds an extruded composite profile according to claim 1 use.
Das erfindungsgemäße stranggepresste Verbundprofil ist aus parallel nebeneinander angeordneten und miteinander verbundene Einzelrohre aufgebaut. Diese Einzelrohre können bei der Verwendung des Verbundprofils als Wärmetauscherrohr von dem CO2-Kältemittel wechselseitig, vorzugsweise im Gegenstrom, durchflössen werden. Das Verbundprofil kann zudem in vorteilhafter Weise in Längsrichtung, aber auch um seine Längsachse, verbogen werden. Ein Verbiegen des Profils entlang der Längsachse ermöglicht eine flexible Verlegung der Wärmetauscherrohre. Durch das mäanderförmige bzw. spiralförmige Biegen des Verbundprofils um die Längsachse erreicht man, dass die wechselseitig von Hochdruck bzw. Niederdruckkältemittel durchflossenen Einzelrohre nicht nur Kontakt zu den benachbarten Rohren im Verbundprofil besitzen, sondern mit weiteren darüber oder darunter angeordneten Einzelrohren in Kontakt stehen. Dadurch verbessert sich der Wärmeaustausch zusätzlich, denn bereits das wechselseitige Durchfließen der Einzelrohre von Hochdruck- bzw. Niederdruckkältemittel führt zu einem außerordentlich guten Wärmeaustausch.The extruded composite profile according to the invention is constructed of parallel juxtaposed and interconnected individual tubes. When using the composite profile as a heat exchanger tube, these individual tubes can be flowed through alternately, preferably countercurrently, by the CO 2 refrigerant. The composite profile can also be bent in an advantageous manner in the longitudinal direction, but also about its longitudinal axis. Bending the profile along the longitudinal axis allows flexible laying of the heat exchanger tubes. Due to the meander-shaped or spiral bending of the composite profile about the longitudinal axis, it is achieved that the individual pipes through which the high-pressure or low-pressure refrigerant flow reciprocally not only have contact with the adjacent pipes in the composite profile, but are in contact with further individual pipes arranged above or below them. As a result, the heat exchange improves in addition, because even the mutual flow through the individual tubes of high-pressure or low-pressure refrigerant leads to an extremely good heat exchange.
Das erfindungsgemäße stranggepresste Verbundprofil kann des weiteren in vorteilhafter und einfacher Weise zu einem Wärmetauscher verarbeitet werden. Dazu werden an den beiden Enden des Verbundprofils die Einzelrohre durch Trennen an der Verbundstelle separiert und alle Einzelrohre, die von dem CO2-Hochdruckkältemittel durchflössen werden sollen, an beiden Enden in je einem Anschlußstück zusammenfasst. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass diese Einzelrohre aus der Ebene des Verbundprofils herausgebogen werden, in ein Anschlußstück eingepasst und durch Hartlöten, Schweißen oder Kleben mit diesem Anschlußstück verbunden werden. In gleicher Weise erfolgt das Anschließen der verbleibenden Einzelrohre des Verbundprofils für das
CO2-Niederdruckkältemittel. Das Auftrennen an der Verbundstelle erfolgt jedoch nur an den Enden des Verbundprofils. In einem wesentlichen Bereich der Längsausdehnung des Verbundprofils bleibt die Verbindung zwischen den Einzelrohren erhalten und ermöglicht somit eine gute Wärmeleitung zwischen den benachbarten von unterschiedlichen Medien durchflossenen Einzelrohren. In diesem für den Wärmetausch notwendigen Bereich kann das Verbundprofil als Flachprofil vorliegen, aber auch - wie oben beschrieben - einen U-förmig, kreisförmig, spiralförmig oder mäanderförmig gebogenen Querschnitt aufweisen. Zusätzlich ist es denkbar, das Verbundprofil in diesem Bereich zu verdrillen. Dies hat eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades des Wärmeübertragers zur Folge.The extruded composite profile according to the invention can be further processed in an advantageous and simple manner to a heat exchanger. For this purpose, the individual pipes are separated at the two ends of the composite profile by separating at the compound site and all individual pipes, which are to be traversed by the CO 2 high-pressure refrigerant, summarized at both ends in a connecting piece. This is realized for example in that these individual tubes are bent out of the plane of the composite profile, fitted into a connector and connected by brazing, welding or gluing with this connector. In the same way, the connection of the remaining individual tubes of the composite profile for the CO 2 low-pressure refrigerant. However, the separation at the composite site occurs only at the ends of the composite profile. In a substantial area of the longitudinal extent of the composite profile, the connection between the individual tubes is maintained and thus enables good heat conduction between the adjacent individual tubes through which different media flow. In this area, which is necessary for the heat exchange, the composite profile can be present as a flat profile, but also-as described above-can have a U-shaped, circular, spiral or meandering curved cross-section. In addition, it is conceivable to twist the composite profile in this area. This results in a further increase in the efficiency of the heat exchanger.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüche und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further details of the invention are given in the dependent claims and the following description of embodiments of the invention with reference to drawings. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen stranggepressten Verbundprofils,1 is a perspective view of an extruded composite profile according to the invention,
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht aus dem erfindungsgemäßen Verbundprofil gemäß Fig. 1 ,2 is an enlarged cross-sectional view of the composite profile according to the invention shown in FIG. 1,
Fig. 3 ein zur Herstellung eines Wärmetauschers vorgesehenesFig. 3 is provided for the production of a heat exchanger
Verbundprofil in einer perspektivischen Ansicht,Composite profile in a perspective view,
Fig. 4 einen Wärmetauscher mit einem flachen stranggepresstenFig. 4 shows a heat exchanger with a flat extruded
Verbundprofil,Composite profile,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Wärmetauscher mit einem mäanderförmig gebogenen Verbundprofil,
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Wärmetauscher mit einem sprialförmig gebogenen Verbundprofil und5 shows a cross section through a heat exchanger with a meandering curved composite profile, 6 shows a cross section through a heat exchanger with a sprial-shaped composite profile and
Fig. 7 einen Wärmetauscher mit einem kreisförmig gebogenenFig. 7 shows a heat exchanger with a circular curved
Verbundprofil in einer perspektivischen Darstellung.Composite profile in a perspective view.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes stranggepresstes Verbundprofil 10 gezeigt. Das Verbundprofil 10 ist vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Dieses einstückig stranggepresstes Verbundprofil 10 besteht aus mehreren Einzelrohren 20, 30, in diesem Fall gleicher Außen- und Innengeometrie. Die Einzelrohre 20, 30 sind abwechselnd, nebeneinander angeordnet und über einen Abreißsteg 40 miteinander verbunden. Diese Einzelrohre 20, 30 weisen einen Flachprofilquerschnitt auf und besitzen je einen Hohlraum 21 , 3 1 , der von einer Profilwandung 22, 32 umschlossen wird. Wie besser aus der Fig. 2 zu ersehen, haben die Einzelrohre 20 eine Profilwandung 22 mit einer Wanddicke w2 und die Einzelrohre 30 eine Profilwandung 32 mit einer Wanddicke w3. Die jeweils zwei Einzelrohre 20, 30 verbindende Verbundstelle 40 besitzt eine Wanddicke w4, die geringer ist als die Wanddicken w2 und w3 der Profilwandungen 22, 32 der Einzelrohre 20, 30. Die Breite b der Verbundstelle 40 ist möglichst gering dimensioniert, um einen guten Wärmeaustausch zwischen den Einzelrohren 20, 30 zu gewährleisten. Dies wird mit Breiten b von 0, 1 bis 0,3 mm erreicht. Ein solches erfindungsgemäßes Verbundprofil 10 wird durch quasikontinuierliches Strangpressen erhalten, wobei der aus der Strangpresse austretende Strang einer Trennvorrichtung zugeführt wird, vorzugsweise einer CTL-Vorrichtung, wo der Profilstrang in gewünschte Längen des Verbundprofils 10 geteilt wird. Bei Bedarf kann der Profilstrang nach dem Verlassen der Strangpresse einer Beschichtungsvorrichtung mit anschließender Trocknung / Aushärtung und/oder Kühlung zugeführt werden. Auf diese Weise wird nach dem Trennen des Profilstranges ein beschichtetes Verbundprofil 10 erhalten. Denkbar wäre eine Zink-,
Flußmittel- oder Lotbeschichtung. Soll die Verarbeitung der Verbundprofile 10 zu einem späteren Zeitpunkt oder an einem anderen Ort erfolgen, kann der Profilstrang auch zwischenzeitlich auf eine Spule aufgewickelt werden.In Fig. 1 an inventive extruded composite profile 10 is shown. The composite profile 10 is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. This integrally extruded composite profile 10 consists of several individual tubes 20, 30, in this case the same outer and inner geometry. The individual tubes 20, 30 are arranged alternately, side by side and connected to each other via a tear bar 40. These individual tubes 20, 30 have a flat profile cross-section and each have a cavity 21, 3 1, which is enclosed by a profile wall 22, 32. As can be seen better from FIG. 2, the individual tubes 20 have a profile wall 22 with a wall thickness w2 and the individual tubes 30 have a profile wall 32 with a wall thickness w3. The two individual tubes 20, 30 connecting composite site 40 has a wall thickness w4, which is less than the wall thicknesses w2 and w3 of the profile walls 22, 32 of the individual tubes 20, 30. The width b of the compound site 40 is dimensioned as small as possible to a good heat exchange between the individual tubes 20, 30 to ensure. This is achieved with widths b of 0, 1 to 0.3 mm. Such an inventive composite profile 10 is obtained by quasi-continuous extrusion, wherein the extruded from the extruder strand is fed to a separation device, preferably a CTL device, where the profile strand is divided into desired lengths of the composite profile 10. If necessary, the profile strand after leaving the extruder a coating device with subsequent drying / curing and / or cooling can be supplied. In this way, a coated composite profile 10 is obtained after the separation of the profile strand. Conceivable would be a zinc, Flux or solder coating. If the composite profiles 10 are to be processed at a later time or at a different location, the profile strand can also be wound on a spool in the meantime.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verbundprofile 10 weisen Einzelrohre 20,The composite profiles 10 shown in FIGS. 1 and 2 have individual tubes 20,
30 mit gleicher Außen- und Innengeometrie auf. Es ist j edoch auch möglich unterschiedlich gestaltete Einzelrohre 20, 30 im Verbundprofil 10 vorzusehen. So kann der Durchströmquerschnitt des Hohlraums 21 kleiner, gleich oder größer als der Durchströmquerschnitt der Hohlräume 31 des Einzelrohres 30 sein. Auch kann die Querschnittsform des Hohlraumes 21 ,30 with the same external and internal geometry on. However, it is also possible to provide differently shaped individual tubes 20, 30 in the composite profile 10. Thus, the flow cross-section of the cavity 21 may be smaller, equal to or greater than the flow area of the cavities 31 of the single tube 30. Also, the cross-sectional shape of the cavity 21,
31 verschieden sein und muss nicht, wie in diesem Beispiel gezeigt, eine ovale Form aufweisen. Ebenso ist auch die Form der Einzelrohre 20, 30 nicht auf einen Flachprofilquerschnitt beschränkt. Es sind auch andere Querschnittsfomren, insbesondere runde Rohrprofile möglich. Auch kann entsprechend dem Verwendungszweck als Hochruck- bzw. Niederdruckleitung das jeweilige Einzelrohr 20 oder 30 mit einer unterschiedlichen Wanddicke w2 bzw. w3 ausgestattet werden. In diesem Fall sollte hierbei j edoch gewährleistet sein, dass die Wanddicke w4 der Verbundstelle 40 um wenigstens 20 % geringer ist. Für ein besonders gutes Trennen der Einzelrohre 20, 30 ist der um einen Absatz 41 zurückversetzte Verbundstelle 40, vorzugsweise mit mindestens einer Sollbruchstelle 42 versehen.31 and does not have to have an oval shape as shown in this example. Likewise, the shape of the individual tubes 20, 30 is not limited to a flat profile cross-section. There are also other Querschnittsfomren, in particular round tube profiles possible. Also, according to the intended use as a high-pressure or low-pressure line, the respective individual tube 20 or 30 can be equipped with a different wall thickness w2 or w3. In this case, however, it should be ensured that the wall thickness w4 of the composite site 40 is at least 20% lower. For a particularly good separation of the individual tubes 20, 30, the offset by a paragraph 41 composite point 40, preferably provided with at least one predetermined breaking point 42.
Ein solches erfindungsgemäßes stranggepresstes Verbundprofil 10 kann in vorteilhafterweise zur Herstellung eines Wärmetauschers, insbesondere für einen inneren Wärmetauscher in einer Klimaanlage oder für eine Kühlanlage eines Kraftfahrzeuges Verwendung finden. Bei einem solchen Wärmetauscher können die benachbarten Einzelrohre 20, 30 von unterschiedlichen Medien 51 , 52 durchströmt werden. Ein wechselseitiges Durchfließen benachbarter Einzelrohre 20, 30 gewährleistet dabei einen guten Wärmeaustausch. Werden beispielsweise die Einzelrohre 20 von den
kalten CO -Hochdruckkältemittel durchflössen und die Einzelrohre 30 von dem vergleichsweise warmen CO2-Niederdruckkältemittel und ist die Anordnung der Einzelrohre 20, 30 in dem Wärmetauscher so gewählt, dass jeweils zwischen zwei Einzelrohren 20 ein Einzelrohr 30 angeordnet ist, steht j eder Einzelstrom des Fluides 51 mit jeweils einem Einzelstrom des Fluides 52 über die j eweilige Profilwandung 22, 32 der Einzelrohre 20, 30 in Kontakt. Ein solcher Wärmeaustausch ist bedeutend intensiver als in einem Koaxialrohr des Standes der Technik, wo ein Fluid in einem Strom den Zentralkanal passiert.Such an extruded composite profile 10 according to the invention can advantageously be used for producing a heat exchanger, in particular for an internal heat exchanger in an air conditioning system or for a cooling system of a motor vehicle. In such a heat exchanger, the adjacent individual tubes 20, 30 can be flowed through by different media 51, 52. A mutual flow through adjacent individual tubes 20, 30 ensures a good heat exchange. For example, the individual tubes 20 of the cold CO high-pressure refrigerant flows through and the individual tubes 30 of the comparatively warm CO 2 low-pressure refrigerant and the arrangement of the individual tubes 20, 30 is selected in the heat exchanger so that each between two individual tubes 20, a single tube 30 is arranged, j eder individual flow of the fluid 51 each with a single flow of the fluid 52 via the j eweilige profile wall 22, 32 of the individual tubes 20, 30 in contact. Such heat exchange is significantly more intense than in a coaxial tube of the prior art, where a fluid in a stream passes through the central channel.
Da sich ein innerer Wärmetauscher in einer Klimaanlage befindet, bei der das Kältemittel in einem Kreislauf geführt wird, muss an den beiden Enden des Verbundprofils 10 dafür gesorgt werden, dass die Einzelströme jeweils in einem Anschlußstück zusammengeführt werden. Von wo aus dann die Kältemittelleitungen zum Verflüssiger bzw. der Expansionsvorrichtung für_ das Hochdruckkältemittel bzw. zum Verdampfer und Verdichter für das Niederdruckkältemittel weggehen, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Das Separieren der Einzelrohre 20, 30 ist auf einfache Weise möglich, beispielsweise durch horizontales oder vertikales Verbiegen der Einzelrohre. Bei der Verwendung als Wärmetauscher ist es jedoch nur notwendig, die Enden 23 , 24 der Einzelrohre 20 und/oder die Enden 33 , 34 der Einzelrohre 30 aus der Ebene des Verbundprofils heraus zu verbiegen, d.h. in einem wesentlichen Bereich B der Längsausdehnung des Verbundprofils 10 bleibt die Verbindung zwischen den Einzelrohren 20, 30 erhalten. Wie dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 3 zu entnehmen, können die Enden 33, 34 der Einzelrohre 30 auch unverändert bleiben und einzig die Enden 23 , 24 aller Einzelrohre 20 gleichzeitig oder nacheinander verbogen werden. In diesem Fall wurden die Enden 23, 24 der Einzelrohre 20 jeweils aus der Ebene des Verbundprofils 10 heraus nach oben verbogen. In welche Richtung das Abbiegen der Enden 23, 24 oder 33 , 34 erfolgt, ist für die Erfindung nicht wesentlich. Es muss nur erreicht werden, dass alle Enden 23 der Einzelrohre 20 in einem Anschlußstück 61
und alle Enden 33 der Einzelrohre 30 in einem Anschlußstück 62 münden. In gleicher Weise werden auf der anderen Seite des Verbundprofils 10 die Enden 24 von einem Anschlußstück 63 und die Enden 34 von einem Anschlußstück 64 aufgenommen. In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel eines Wärmetauschers werden die Einzelrohre 20 von dem Fluid 51 in Richtung 53 durchströmt und die Einzelrohre 30 vom Fluid 52 in Gegenrichtung 54. Bei den Fluiden 5 1 , 52 handelt es sich bei einem inneren Wärmetauscher um Kältemittel unterschiedlicher Temperatur und Druckzustände, vorzugsweise um CO2, welches keine negativen Einfluß auf den Treibhauseffekt hat. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist jedoch nicht auf die Verwendung von CO2-Kältemittel beschränkt.Since there is an internal heat exchanger in an air conditioner, in which the refrigerant is circulated, it must be ensured at the two ends of the composite profile 10 that the individual streams are each combined in a connector. From where then go the refrigerant lines to the condenser or the expansion device for_ the high-pressure refrigerant or to the evaporator and compressor for the low-pressure refrigerant, which is not shown in the figures. The separation of the individual tubes 20, 30 is possible in a simple manner, for example by horizontal or vertical bending of the individual tubes. When used as a heat exchanger, however, it is only necessary to bend the ends 23, 24 of the individual tubes 20 and / or the ends 33, 34 of the individual tubes 30 out of the plane of the composite profile, ie in a substantial region B of the longitudinal extent of the composite profile 10 the connection between the individual tubes 20, 30 is maintained. As can be seen from the exemplary embodiment in FIG. 3, the ends 33, 34 of the individual tubes 30 can also remain unchanged and only the ends 23, 24 of all the individual tubes 20 can be bent simultaneously or successively. In this case, the ends 23, 24 of the individual tubes 20 were each bent upwards out of the plane of the composite profile 10. In which direction the bending of the ends 23, 24 or 33, 34 takes place is not essential to the invention. It only has to be achieved that all ends 23 of the individual tubes 20 in a connecting piece 61 and all ends 33 of the individual tubes 30 open into a connecting piece 62. Similarly, on the other side of the composite profile 10, the ends 24 are received by a fitting 63 and the ends 34 by a fitting 64. In the example of a heat exchanger shown in Fig. 4, the individual tubes 20 are flowed through by the fluid 51 in the direction 53 and the individual tubes 30 from the fluid 52 in the opposite direction 54. In the fluids 5 1, 52 are at an inner heat exchanger to refrigerant different Temperature and pressure conditions, preferably around CO 2 , which has no negative influence on the greenhouse effect. However, the heat exchanger according to the invention is not limited to the use of CO 2 refrigerant.
Die perspektivische Darstellung des Wärmetauschers in Fig. 4 entspricht nicht ganz dem tatsächlichem Verhältnissen, da natürlich die Enden 23 , 24 bzw. 33, 34 in Ihrer Längsausdehnung möglichst kurz gehalten werden damit der Bereich B, wo der intensive Wärmeaustausch zwischen den Fluiden 51 , 52 stattfindet, möglichst groß ist. Im Querschnitt zeigt der Wärmetauscher gemäß Fig. 4 ein Flachprofil, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Es ist j edoch auch möglich, das Verbundprofil 10 im Bereich B um die Längsachse L zu verbiegen. Auf diese Weise lassen sich zusätzliche Kontakte zwischen den Einzelrohren 20, 30 schaffen. In der Fig. 4 ist j edes Einzelrohr 20 so angeordnet, dass es jeweils die benachbarten Einzelrohre 30 berührt und mit diesem im Wärmeaustausch steht. Durch ein Biegen des Verbundprofils 10 um die Längsachse können Querschnitte, wie beispielsweise in den Figuren 5 und 6 gezeigt, erzielt werden. Das mäanderförmig gebogene Verbundprofil 10 gemäß Fig. 5 bzw. das spiralförmig gebogene Verbundprofil 10 gemäß Fig. 6 verdeutlicht, dass jeweils ein Einzelrohr 20 zusätzlich zu den benachbarten Einzelrohren 30 auch mit darüber oder darunter angeordneten Einzelrohren 30 in Wärmeaustausch steht. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad des Wärmetauschers. Ein Querschnitt, wie in Fig. 5 , lässt sich auch durch mehrere übereinander angeordnete flache Verbundprofile 10, wie aus Fig. 1
bekannt, erhalten. Bei einem Wärmetauscher gemäß Fig. 6 ist es von Vorteil, wenn sich die Größe der Einzelrohre 20, 30 von außen nach innen verkleinert. Dadurch wird das spiralförmige Verformen vereinfacht und garantiert, dass Einzelrohre 20 stets von Einzelrohren 30 umgeben sind.The perspective view of the heat exchanger in Fig. 4 does not quite correspond to the actual conditions, since of course the ends 23, 24 and 33, 34 are kept as short as possible in their longitudinal extent so the area B, where the intense heat exchange between the fluids 51, 52nd takes place as large as possible. In cross section, the heat exchanger of FIG. 4 shows a flat profile, as shown in Fig. 1. However, it is also possible to bend the composite profile 10 in the region B about the longitudinal axis L. In this way, additional contacts between the individual tubes 20, 30 can be created. In FIG. 4, each individual tube 20 is arranged so that it touches the adjacent individual tubes 30 and is in heat exchange with it. By bending the composite profile 10 about the longitudinal axis cross sections, as shown for example in Figures 5 and 6, can be achieved. The meandering curved composite profile 10 according to FIG. 5 or the spirally curved composite profile 10 according to FIG. 6 clarifies that in each case a single tube 20 is in addition to the adjacent individual tubes 30 with above or below arranged individual tubes 30 in heat exchange. This increases the efficiency of the heat exchanger. A cross-section, as in FIG. 5, can also be achieved by a plurality of flat composite profiles 10 arranged one above the other, as shown in FIG. 1 known, received. In a heat exchanger according to FIG. 6, it is advantageous if the size of the individual tubes 20, 30 decreases from outside to inside. As a result, the spiral deformation is simplified and guarantees that individual tubes 20 are always surrounded by individual tubes 30.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Biegung des Verbundprofils 10 um die Längsachse L ist auch ein Verdrillen des Verbundprofils 10 im Bereich B denkbar, wie man dies insbesondere auch von den Koaxialrohren her kennt.In addition to the above-described bending of the composite profile 10 about the longitudinal axis L, a twisting of the composite profile 10 in the region B is also conceivable, as is known in particular from the coaxial tubes.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundprofils 10, welches aus benachbarten Einzelrohren 20, 30 aufgebaut ist und um seine Längsachse zu einem, im Querschnitt ringförmigen Verbundprofil gebogen wurde. Bei diesem Beispiel ist gezeigt, dass das Verbundprofil 10 für den Wärmetauscher auch in Längsrichtung flexibel gestaltet werden kann, d.h. an vorgegebene Konstruktionen anpassbar ist. In Fig. 7 ist das Verbundprofil 10 zum Schutz von einer Hülse 70 umgeben. Diese Hülse 70 kann beispielsweise auch ein Schlauch sein.
Fig. 7 shows an embodiment of a composite profile 10, which is composed of adjacent individual tubes 20, 30 and was bent around its longitudinal axis to a, annular cross-section composite profile. In this example, it is shown that the composite profile 10 for the heat exchanger can also be made flexible in the longitudinal direction, that is adaptable to predetermined constructions. In Fig. 7, the composite profile 10 is surrounded by a sleeve 70 for protection. This sleeve 70 may for example also be a hose.
B e zu g s z e i che nl i s t e:T h e S e c tio ns:
0 Verbundprofil 0 Einzelrohr 1 Hohlraum 2 Profilwandung 3 Ende 4 Ende 0 Einzelrohr 1 Hohlraum 2 Profilwandung 3 Ende 4 Ende 0 Verbundstelle 1 Absatz 2 Sollbruchstelle0 Composite profile 0 Single pipe 1 Cavity 2 Profile wall 3 End 4 End 0 Single pipe 1 Cavity 2 Profile wall 3 End 4 End 0 Joint 1 Paragraph 2 Predetermined breaking point
51 Fluid51 fluid
52 Fluid52 fluid
53 Strömungsrichtung von 5153 flow direction of 51
54 Strömungsrichtung von 5254 flow direction of 52
61 Anschlussstück61 connection piece
62 Anschlussstück62 connection piece
63 Anschlussstück63 connection piece
64 Anschlussstück 70 Hülse64 connection piece 70 sleeve
B Bereich von 10 b Breite von 40B range of 10 b width of 40
L Längsachse von 10 w2 Wanddicke von 22 w3 Wanddicke von 32 w4 Wanddicke von 40
L longitudinal axis of 10 w2 wall thickness of 22 w3 wall thickness of 32 w4 wall thickness of 40