EP1650520A2 - Wärmetauscheranordnung - Google Patents

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Publication number
EP1650520A2
EP1650520A2 EP20050022080 EP05022080A EP1650520A2 EP 1650520 A2 EP1650520 A2 EP 1650520A2 EP 20050022080 EP20050022080 EP 20050022080 EP 05022080 A EP05022080 A EP 05022080A EP 1650520 A2 EP1650520 A2 EP 1650520A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
tubes
gills
holes
webs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20050022080
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dr.-Ing. Dr. Haßdenteufel
Wolfgang Dr.-Ing. Kramer
Thomas Dipl.-Ing. Ruppel
Michael Dipl.-Ing. Spieth (Ba)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1650520A2 publication Critical patent/EP1650520A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435Combination of units extending one behind the other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128Fins with openings, e.g. louvered fins

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger assembly, in particular for a motor vehicle, with at least two in the air flow and successively arranged in Guttschströmungscardi heat exchangers, each having a plurality of tubes, in particular flat tubes, which are flowed through by a medium and leaving interstices to each other are aligned so that the heat exchangers common, extending along the tubes corrugated fins comprise each having a plurality of gills, which are bordered to the tubes by two continuous webs, respectively in the transverse to the air flow direction of the interstices adjacent sections at least have a pair of opposed through holes.
  • Such a heat exchanger assembly is known from German patent application DE 198 08 202 A1.
  • gills are provided in the transverse to the direction of air flow through the gaps adjacent sections between the webs, which serve to form turbulence and thus for improved heat transfer.
  • the object of the invention is to provide a heat exchanger arrangement, in particular for a motor vehicle, with at least two heat exchangers through which air flows and in the air flow direction one after the other.
  • each having a plurality of tubes, in particular flat tubes, which are flowed through by a medium and are arranged in alignment with one another leaving gaps between them, so that the heat exchangers comprise common corrugated ribs extending along the tubes, each having a multiplicity of gills, which are bordered to the tubes by two respective continuous webs, which have at least one pair of opposite through holes in the transverse to the air flow direction adjacent to the interstices sections, which has a higher efficiency than conventional heat exchanger assemblies.
  • the object is in a heat exchanger assembly, in particular for a motor vehicle, with at least two in the operation of air flowed through and in Vietnamese fashionströmungscardi successively arranged heat exchangers, each having a plurality of tubes, in particular flat tubes, which are flowed through by a medium and leaving gaps aligned with each other so that the heat exchangers comprise common, along the tubes extending corrugated fins, each having a plurality of gills, which are bordered to the tubes by two continuous webs, in the transverse to the direction of air flow through the spaces adjacent sections each having at least one pair of opposing through holes, achieved in that the corrugated fins in the transverse to the direction of air flow through the interstices adjacent sections between the webs have a separation region in which k a gills are provided.
  • the through holes provide thermal separation between the tubes associated with different heat exchangers. By omitting the gills in the separation area, the pressure loss caused by the gills can be reduced. In addition, the stability of the corrugated fin is increased by the separation area without gills.
  • the separation region may extend in the air flow direction over the entire length or only over a part of the sections adjacent to the interstices.
  • European Patent EP 0 431 917 B1 discloses a unified duplex heat exchanger having a first and a second heat exchanger unit.
  • the two heat exchanger units operate at different temperatures and are equipped with common, corrugated cooling fins.
  • the corrugated fins have at their middle portions in the width direction one or more slots for intercepting the heat conduction between the two heat exchanger units.
  • the slots are configured to split the corrugated fins partially and alternately from one edge and from the other edge in opposite directions of the fin height.
  • slots are formed between the webs instead of the gills in the sections adjacent to the spaces transverse to the air flow direction.
  • a preferred embodiment of the heat exchanger assembly is characterized in that a bridge is formed between two through holes of a pair in the corrugated fin.
  • the deliberate omission of gills and / or slots between two opposite through holes ensures adequate stability of the corrugated fins.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger arrangement is characterized in that gills are formed adjacent to the bridge in the corrugated fin.
  • gills are formed on both sides of the bridge. But it can also be formed only on one side in the immediate vicinity of the bridge gills.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger arrangement is characterized in that a pair of through holes at the ends of two opposite, a heat exchanger associated Pipes is arranged.
  • the through-holes are arranged in the ribbed arcs of the corrugated fins.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger arrangement is characterized in that slits are formed in the separating region and extend between two webs perpendicular to the webs. As a result, additional thermal separation points are created at low pressure loss.
  • the slots are sized and arranged so that the corrugated fin is not weakened too much.
  • each one half of the gills of a corrugated fin are directed in a different direction than the other half of the gills of the corrugated fin. This avoids distortion of the corrugated fins during production.
  • Another preferred embodiment of the heat exchanger assembly is characterized in that the corrugated fins are each formed in one piece. This simplifies the manufacture and assembly of the heat exchanger assembly.
  • the heat exchanger arrangement according to the invention is also referred to as a monoblock.
  • two heat exchangers for example a coolant cooler and a condenser, are integrated with a common, continuous outer rib in one unit.
  • the area between the two heat exchangers is not covered completely or not at all.
  • the partially introduced Bekiemung can be varied.
  • the change in gill orientation is positioned so that there are approximately equal numbers of gills in each direction.
  • a heat exchanger assembly according to the invention is shown in section, comprising a first heat exchanger 1 and a second heat exchanger 2 in the first heat exchanger 1 is a capacitor.
  • the first heat exchanger 1 comprises a plurality of flat tubes 4, 5, of which only two are shown in FIG.
  • the second heat exchanger 2 comprises a plurality of flat tubes 7, 8, of which only two are shown in FIG.
  • the tubes 4, 5; 7, 8 of the two heat exchangers 1; 2 open at their ends in each case (not shown) collection boxes.
  • the tubes 4, 5; 7, 8 designed as multi-chamber profiles.
  • the tubes 4, 5; 7, 8 of the two heat exchangers 1; 2 are arranged in pairs opposite each other. Between the tubes 4, 5 of the first heat exchanger 1 and between the tubes 7, 8 of the second heat exchanger 2 extends a one-piece, continuous corrugated fin 10 which is connected to the tubes 4, 5; 7, 8 is connected to a unit.
  • the corrugated fin 10 comprises a multiplicity of substantially plate-shaped sections 11, which are connected to one another in a zigzag shape and of which only one plate-shaped section 11 can be seen in the view shown in FIG.
  • the corrugated fin 10 is traversed by air in the direction of an arrow 12, which is also referred to as Heilyerströmungsraum.
  • the plate-shaped section 11 is provided with attached sections 14, 15, 16.
  • a gap 17 is provided between the tube 4 of the first heat exchanger 1 and the tube 7 of the second heat exchanger 2.
  • a gap 18 is provided between the tube 5 of the first heat exchanger 1 and the tube 8 of the second heat exchanger 2.
  • the corrugated fin 10 has in the plate-shaped portion 11 between the interstices 17 and 18 on a separation region 20 which is unmarked, so having no gills.
  • the unknown separation area 20 is arranged between the covered portion 14, which is provided between the tubes 4, 5 of the first heat exchanger 1, and the tight area 15, which is located between the tubes 7, 8 of the second heat exchanger 2 is provided.
  • the bekiemte section 16 is also disposed between the tubes 7, 8 of the second heat exchanger 2. Between the bekiemten sections 15 and 16, a small unmarked portion 24 is formed, which is the center of the corrugated fin extension in the air flow direction 12.
  • the bekiemten sections 14, 15, 16 and the separation region 20 and the central region 24 are to the tubes 4; 7 and the tubes 5; 8 out of continuous webs 28, 29 edged.
  • the webs 28, 29 extend parallel to each other in the air flow direction 12.
  • a through hole 31, 32 is formed in the webs 28, 29 respectively.
  • the through hole 31, 32 is disposed in the immediate vicinity of the end of the cross section of the pipe 4, 5 of the first heat exchanger 1. Through the through holes 31, 32, the heat conduction between the tubes 4, 5 of the first heat exchanger 1 and the tubes 7, 8 of the second heat exchanger 2 is limited to the material of the corrugated fin 10 between the through holes 31, 32 and the bekiemten section 14.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a corrugated fin 10, in which the covered sections 15 and 16 of FIGS. 1 and 2 are combined in a covered section 35 whose gills are all aligned in the same direction.
  • the separation area extends almost over the entire extent of the intermediate spaces 17, 18 in Vietnamese mantschströmungscardi 12.
  • the separation region 20 is slightly smaller, since the bekiemten sections 14 and 15 in the transversely to the air flow direction 12 the intermediate spaces 17, 18 extend into adjacent section.
  • two through-holes 41, 42 are arranged centrally in relation to the separating region 20.
  • the separation region 20 is not formed continuously, but provided with slots 45 to 48.
  • the slots 45 to 48 extend transversely to the air flow direction 12 between the webs 28 and 29. Through the slots 45 to 48, the thermal separation between the heat exchangers 1 and 2 can be improved.
  • the attached section 15 extends into the section between the intermediate spaces 17 and 18, so that the separation area 20 is smaller than in the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • two further through-holes 61, 62 are provided in addition to the through-holes 31, 32 at the ends facing the separation region of the bekiemten portion 15 in the webs 28, 29.
  • two additional gills 65, 66 are arranged between the intermediate spaces 17, 18, following the end of the attached portion 15 facing the separation region 20.
  • the additional gills 65, 66 are slightly flattened or aligned than in the gill sections 15 and 16.
  • FIGS. 8 to 11 are similar to the sectional views shown in FIGS. 2 and 3. To designate the same parts, the same reference numerals are used. To repetitions too In the following, only the differences between the individual exemplary embodiments will be discussed.
  • the separation region 20 is formed slightly smaller than in the embodiment shown in Figure 2.
  • the gill alignment changes after the separation region 20.
  • the gill alignment changes so that in each case the same number gills each direction is present.
  • a bekiemter section 70 is provided, the gills are aligned as well as in the bekiemten section 10.
  • the bekiemte section 70 is arranged between two bekiemten sections 71, whose gills are oriented differently the gills in the bekiemten sections 10 and 70.
  • the bekiemte section 71 is disposed between the separation region 20 and the bekiemten section 70.
  • the heat exchanger 1 preferably has a tube width B 1 of 8 to 20 mm.
  • the heat exchanger 2 preferably has a tube width B 2 of 12 to 50 mm.
  • the distance A between the two nets is preferably 1 to 10 mm. This results in a total depth of the heat exchanger assembly from 21 to 80 mm.
  • the rib height H of the corrugated fin 10 is preferably 5 to 12 mm.
  • the tube height of the tubes 4, 5; 7, 8 h is preferably 1.0 to 2.5 mm.
  • FIG. 13 shows a corrugated rib 73 with two plate-shaped sections 74, 75.
  • the two plate-shaped sections 74, 75 are connected to each other by a rib bow 77.
  • a through hole 84 is formed with a substantially rectangular cross-section.
  • a through hole 86 may be formed with an undefined cross section.
  • slots 78 may be disposed in the separation area.
  • circular openings 79 and 80 are indicated in two opposite ribbed arches.
  • a perforation line 82 can also be formed in the separation area.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei im Betrieb von Luft durchströmten und in Luftdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmetauschern (1,2), die jeweils eine Vielzahl von Rohren (4,5;7,8), insbesondere Flachrohren, aufweisen, die von einem Medium durchströmt werden und unter Belassung von Zwischenräumen (17,18) zueinander fluchtend so angeordnet sind, dass die Wärmetauscher (1,2) gemeinsame, sich entlang der Rohre erstrekkende Wellrippen (10) umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Kiemen aufweisen, die zu den Rohren hin durch jeweils zwei durchgehende Stege (28,29) eingefasst sind, die in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung (12) den Zwischenräumen (17,18) benachbarten Abschnitten jeweils mindestens ein Paar einander gegenüberliegende Durchgangslöcher (31,32) aufweisen.
Um eine Wärmetauscheranordnung mit einem höheren Wirkungsgrad zu schaffen, weisen die Wellrippen (10) in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung (12) den Zwischenräumen (17,18) benachbarten Abschnitten zwischen den Stegen (28,29) einen Trennbereich (20) auf, in dem keine Kiemen vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei im Betrieb von Luft durchströmten und in Luftdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmetauschern, die jeweils eine Vielzahl von Rohren, insbesondere Flachrohren, aufweisen, die von einem Medium durchströmt werden und unter Belassung von Zwischenräumen zueinander fluchtend so angeordnet sind, dass die Wärmetauscher gemeinsame, sich entlang der Rohre erstreckende Wellrippen umfassen die jeweils eine Vielzahl von Kiemen aufweisen, die zu den Rohren hin durch jeweils zwei durchgehende Stege eingefasst sind, die in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten jeweils mindestens ein Paar einander gegenüberliegende Durchgangslöcher aufweisen.
  • Eine derartige Wärmetauscheranordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 08 202 A1 bekannt. Bei der bekannten Wärmetauscheranordnung sind in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten zwischen den Stegen Kiemen vorgesehen, die zur Bildung von Turbulenzen und damit zur verbesserten Wärmeübertragung dienen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei im Betrieb von Luft durchströmten und in Luftdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmetauschem, die jeweils eine Vielzahl von Rohren, insbesondere Flachrohren, aufweisen, die von einem Medium durchströmt werden und unter Belassung von Zwischenräumen zueinander fluchtend so angeordnet sind, dass die Wärmetauscher gemeinsame, sich entlang der Rohre erstreckende Wellrippen umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Kiemen aufweisen, die zu den Rohren hin durch jeweils zwei durchgehende Stege eingefasst sind, die in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten jeweils mindestens ein Paar einander gegenüberliegende Durchgangslöcher aufweisen, zu schaffen, die einen höheren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Wärmetauscheranordnungen.
  • Die Aufgabe ist bei einer Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei im Betrieb von Luft durchströmten und in Luftdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmetauschern, die jeweils eine Vielzahl von Rohren, insbesondere Flachrohren, aufweisen, die von einem Medium durchströmt werden und unter Belassung von Zwischenräumen zueinander fluchtend so angeordnet sind, dass die Wärmetauscher gemeinsame, sich entlang der Rohre erstreckende Wellrippen umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Kiemen aufweisen, die zu den Rohren hin durch jeweils zwei durchgehende Stege eingefasst sind, die in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten jeweils mindestens ein Paar einander gegenüberliegende Durchgangslöcher aufweisen, dadurch gelöst, dass die Wellrippen in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten zwischen den Stegen einen Trennbereich aufweisen, in dem keine Kiemen vorgesehen sind. Die Durchgangslöcher schaffen eine thermische Trennung zwischen den unterschiedlichen Wärmetauschern zugeordneten Rohren. Durch das Weglassen der Kiemen in dem Trennbereich kann der durch die Kiemen verursachte Druckverlust reduziert werden. Außerdem wird die Stabilität der Wellrippe durch den Trennbereich ohne Kiemen erhöht. Der Trennbereich kann sich in Luftdurchströmungsrichtung über die gesamte Länge oder nur über einen Teil der den Zwischenräumen benachbarten Abschnitte erstrecken.
  • Aus der europäischen Patentschrift EP 0 431 917 B1 ist ein vereinigter Duplex-Wärmetauscher mit einer ersten und einer zweiten Wärmetauschereinheit bekannt. Die beiden Wärmetauschereinheiten arbeiten mit verschiedenen Temperaturen und sind mit gemeinschaftlichen, gewellten Kühlrippen ausgestattet. Die gewellten Kühlrippen weisen an ihren Mittelteilen in Breitenrichtung ein- oder mehrere Schlitze zum Abfangen der Wärmeleitung zwischen den zwei Wärmetauschereinheiten auf. Die Schlitze sind derart ausgebildet, dass sie die gewellten Kühlrippen teilweise und wechselweise von einer Kante und von der anderen Kante in entgegengesetzten Richtungen der Kühlrippenhöhe aufspalten. Bei der aus der EP 0 431 917 B1 bekannten Wärmetauscheranordnung sind in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung den Zwischenräumen benachbarten Abschnitten zwischen den Stegen statt der Kiemen Schlitze ausgebildet. Eine Kombination der aus der europäischen Patentschrift EP 0 413 917 B1 bekannten Schlitze zwischen den Stegen mit den aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 08 202 A1 bekannten Durchgangslöchern in den Stegen würde zu einer Durchtrennung oder zumindest zu einer unakzeptablen Schwächung der Wellrippe führen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Durchgangslöchern eines Paares in der Wellrippe eine Brücke ausgebildet ist. Durch das bewusste Weglassen von Kiemen und/oder Schlitzen zwischen zwei gegenüberliegenden Durchgangslöchern wird eine ausreichende Stabilität der Wellrippen gewährleistet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Brücke in der Wellrippe Kiemen ausgebildet sind. Vorzugsweise sind auf beiden Seiten der Brücke Kiemen ausgebildet. Es können aber auch nur auf einer Seite in unmittelbarer Nachbarschaft der Brücke Kiemen ausgebildet sein.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Durchgangslöcher an den Enden von zwei gegenüberliegenden, einem Wärmetauscher zugeordneten Rohren angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Durchgangslöcher in den Rippenbögen der Wellrippen angeordnet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trennbereich Schlitze ausgebildet sind, die zwischen zwei Stegen senkrecht zu den Stegen verlaufen. Dadurch werden bei geringem Druckverlust zusätzliche thermische Trennstellen geschaffen. Die Schlitze sind so bemessen und angeordnet, dass die Wellrippe nicht zu stark geschwächt wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Hälfte der Kiemen einer Wellrippe in eine andere Richtung als die andere Hälfte der Kiemen der Wellrippe gerichtet sind. Dadurch wird ein Verziehen der Wellrippen bei der Fertigung vermieden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wellrippen jeweils einstückig ausgebildet sind. Dadurch werden die Herstellung und die Montage der Wärmetauscheranordnung vereinfacht.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
  • Figur 1
    die Ansicht eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Wärmetauscheranordnung mit einer zwischen vier Rohren angeordneten Wellrippe;
    Figur 2
    die Ansicht eines Längsschnitts durch die Wellrippe aus Figur 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    Figur 3
    die gleiche Schnittansicht wie in Figur 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Figur 4
    eine ähnliche Wärmetauscheranordnung wie in Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Figur 5
    eine ähnliche Wärmetauscheranordnung wie in Figur 1 mit zusätzlichen Schlitzen im Trennbereich;
    Figur 6
    eine ähnliche Wärmetauscheranordnung wie in Figur 1 mit vier Durchgangslöchern in den Stegen;
    Figur 7
    eine ähnliche Wärmetauscheranordnung wie in Figur 6 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Figuren 8 bis 11
    jeweils die Ansicht eines Längsschnitts durch eine Wellrippe gemäß vier verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    Figur 12
    eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Wärmetauscheranordnung und
    Figur 13
    verschiedene Schnittansichten von Einzelheiten aus Figur 12 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
  • Die erfindungsgemäße Wärmetauscheranordnung wird auch als Monoblock bezeichnet. Beim Monoblock werden zwei Wärmetauscher, zum Beispiel ein Kühlmittelkühler und ein Kondensator, mit einer gemeinsamen, durchgehenden Außenrippe in einer Einheit integriert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Bereich zwischen den beiden Wärmetauschern nicht komplett oder gar nicht bekiemt. Die teilweise einzubringende Bekiemung kann variiert werden. Um ein Verziehen der Wellrippe bei der Fertigung zu vermeiden, ist der Wechsel der Kiemenausrichtung idealerweise so positioniert, dass insgesamt etwa gleich viele Kiemen in jede Richtung zeigen.
  • In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Wärmetauscheranordnung im Schnitt dargestellt, die einen ersten Wärmetauscher 1 und einen zweiten Wärmetauscher 2 umfasst Bei dem ersten Wärmetauscher 1 handelt es sich um einen Kondensator. Bei dem zweiten Wärmetauscher 2 handelt es sich um einen Kühlmittelkühler, Der erste Wärmetauscher 1 umfasst eine Vielzahl von Flachrohren 4, 5, von denen in Figur 1 nur zwei dargestellt sind. Der zweite Wärmetauscher 2 umfasst eine Vielzahl von Flachrohren 7, 8, von denen in Figur 1 ebenfalls nur zwei dargestellt sind. Die Rohre 4, 5; 7, 8 der beiden Wärmetauscher 1; 2 münden an ihren Enden jeweils in (nicht dargestellte) Sammelkästen. Aus Festigkeitsgründen sind die Rohre 4, 5; 7, 8 als Mehrkammerprofile ausgebildet.
  • Die Rohre 4, 5; 7, 8 der beiden Wärmetauscher 1; 2 sind paarweise gegenüberliegend angeordnet. Zwischen den Rohren 4, 5 des ersten Wärmetauschers 1 und zwischen den Rohren 7, 8 des zweiten Wärmetauschers 2 verläuft eine einstückige, durchgehende Wellrippe 10, die mit den Rohren 4, 5; 7, 8 zu einer Einheit verbunden ist. Die Wellrippe 10 umfasst eine Vielzahl von im Wesentlichen plattenförmigen Abschnitten 11, die zickzackförmig miteinander verbunden sind und von denen in der in Figur 1 dargestellten Ansicht nur ein plattenförmiger Abschnitt 11 zu sehen ist. Die Wellrippe 10 wird in Richtung eines Pfeils 12, der auch als Luftdurchströmungsrichtung bezeichnet wird, von Luft durchströmt. Zur Bildung von Turbulenzen ist der plattenförmige Abschnitt 11 mit bekiemten Abschnitten 14, 15, 16 ausgestattet.
  • In Luftdurchströmungsrichtung 12 ist zwischen dem Rohr 4 des ersten Wärmetauschers 1 und dem Rohr 7 des zweiten Wärmetauschers 2 ein Zwischenraum 17 vorgesehen. In gleicher Weise ist zwischen dem Rohr 5 des ersten Wärmetauschers 1 und dem Rohr 8 des zweiten Wärmetauschers 2 ein Zwischenraum 18 vorgesehen. Die Wellrippe 10 weist in dem plattenförmigen Abschnitt 11 zwischen den Zwischenräumen 17 und 18 einen Trennbereich 20 auf, der unbekiemt ist, also keine Kiemen aufweist. Der unbekiemte Trennbereich 20 ist zwischen dem bekiemten Abschnitt 14, der zwischen den Rohren 4, 5 des ersten Wärmetauschers 1 vorgesehen ist, und dem bekiemten Bereich 15 angeordnet, der zwischen den Rohren 7, 8 des zweiten Wärmetauschers 2 vorgesehen ist. Der bekiemte Abschnitt 16 ist ebenfalls zwischen den Rohren 7, 8 des zweiten Wärmetauschers 2 angeordnet. Zwischen den bekiemten Abschnitten 15 und 16 ist ein kleiner unbekiemter Abschnitt 24 ausgebildet, der die Mitte der Wellrippenausdehnung in Luftdurchströmungsrichtung 12 darstellt.
  • Die bekiemten Abschnitte 14, 15, 16 sowie der Trennbereich 20 und der mittlere Bereich 24 sind zu den Rohren 4; 7 und den Rohren 5; 8 hin von durchgehenden Stegen 28, 29 eingefasst. Die Stege 28, 29 erstrecken sich parallel zueinander in Luftdurchströmungsrichtung 12. In Luftdurchströmungsrichtung 12 am Ende des bekiemten Abschnitts 14 ist in den Stegen 28, 29 jeweils ein Durchgangsloch 31, 32 ausgebildet. Das Durchgangsloch 31, 32 ist in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Ende des Querschnitts des Rohres 4, 5 des ersten Wärmetauschers 1 angeordnet. Durch die Durchgangslöcher 31, 32 wird die Wärmeleitung zwischen den Rohren 4, 5 des ersten Wärmetauschers 1 und den Rohren 7, 8 des zweiten Wärmetauschers 2 auf das Material der Wellrippe 10 zwischen den Durchgangslöchern 31, 32 und dem bekiemten Abschnitt 14 beschränkt.
  • In der in Figur 2 dargestellten Schnittansicht der Wellrippe 10 sieht man, dass die Kiemen der bekiemten Abschnitte 14 und 15 in der gleichen Richtung ausgerichtet sind. Die Kiemen des bekiemten Abschnitts 16 sind um 90° versetzt dazu ausgerichtet.
  • In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Wellrippe 10 dargestellt, bei dem die bekiemten Abschnitte 15 und 16 der Figuren 1 und 2 in einem bekiemten Abschnitt 35 zusammengefasst sind, dessen Kiemen alle in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.
  • In den Figuren 4 bis 7 sind ähnliche Wärmetauschsranordnungen wie in Figur 1 dargestellt Zur Bezeichnung gleicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.
  • In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Trennbereich fast über die gesamte Ausdehnung der Zwischenräume 17, 18 in Luftdurchströmungsrichtung 12. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trennbereich 20 etwas kleiner ausgebildet, da die bekiemten Abschnitte 14 und 15 sich in den quer zur Luftdurchströmungsrichtung 12 den Zwischenräumen 17, 18 benachbarten Abschnitt hinein erstrekken. Darüber hinaus sind bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Durchgangslöcher 41, 42, bezogen auf den Trennbereich 20 mittig angeordnet.
  • Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trennbereich 20 nicht durchgehend ausgebildet, sondem mit Schlitzen 45 bis 48 versehen. Die Schlitze 45 bis 48 verlaufen quer zur Luftdurchströmungsrichtung 12 zwischen den Stegen 28 und 29. Durch die Schlitze 45 bis 48 kann die thermische Trennung zwischen den Wärmetauschern 1 und 2 verbessert werden.
  • Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der bekiemte Abschnitt 15 in den Abschnitt zwischen den Zwischenräumen 17 und 18 hinein, so dass der Trennbereich 20 kleiner ausfällt als bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Außerdem sind zusätzlich zu den Durchgangslöchern 31, 32 an den dem Trennbereich zugewandten Enden des bekiemten Abschnitts 15 in den Stegen 28, 29 zwei weitere Durchgangslöcher 61, 62 vorgesehen.
  • Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Anschluss an das dem Trennbereich 20 zugewandte Ende des bekiemten Abschnitts 15 zwei zusätzliche Kiemen 65, 66 zwischen den Zwischenräumen 17, 18 angeordnet. Die zusätzlichen Kiemen 65, 66 sind etwas flacher angestellt beziehungsweise ausgerichtet als in den Kiemenabschnitten 15 und 16.
  • Die in den Figuren 8 bis 11 dargestellten Schnittansichten ähneln den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Schnittansichten. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.
  • Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trennbereich 20 etwas kleiner ausgebildet, als bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Bei dem in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel wechselt die Kiemenausrichtung nach dem Trennbereich 20. Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel wechselt die Kiemenausrichtung so, dass jeweils die gleiche Anzahl Kiemen je Richtung vorliegt. Bei dem in Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem bekiemten Abschnitt 10 ein bekiemter Abschnitt 70 vorgesehen, dessen Kiemen genauso ausgerichtet sind wie in dem bekiemten Abschnitt 10. Der bekiemte Abschnitt 70 ist zwischen zwei bekiemten Abschnitten 71 angeordnet, deren Kiemen anders ausgerichtet sind als die Kiemen in den bekiemten Abschnitten 10 und 70. Der bekiemte Abschnitt 71 ist zwischen dem Trennbereich 20 und dem bekiemten Abschnitt 70 angeordnet.
  • In Figur 12 sind zwei Wärmetauscher 1 und 2 mit Rohren 4, 5; 7, 8 schematisch im Schnitt dargestellt. Zwischen den Rohren 4 und 5; 7 und 8 der Wärmetauscher 1 und 2 ist eine durchgehende Wellrippe 10 mit einem plattenförmigen Abschnitt 11 angeordnet.
  • Der Wärmetauscher 1 weist vorzugsweise eine Rohrbreite B1 von 8 bis 20 mm auf. Der Wärmetauscher 2 weist vorzugsweise eine Rohrbreite B2 von 12 bis 50 mm auf. Der Abstand A zwischen den beiden Netzen beträgt vorzugsweise 1 bis 10 mm. Daraus ergibt sich eine Gesamttiefe der Wärmetauscheranordnung von 21 bis 80 mm. Die Rippenhöhe H der Wellrippe 10 beträgt vorzugsweise 5 bis 12 mm. Die Rohrhöhe der Rohre 4, 5; 7, 8 h beträgt vorzugsweise 1,0 bis 2,5 mm.
  • In Figur 13 ist eine Wellrippe 73 mit zwei plattenförmigen Abschnitten 74, 75 dargestellt. Die beiden plattenförmigen Abschnitte 74, 75 sind durch einen Rippenbogen 77 miteinander verbunden. Im Bereich des Rippenbogens 77 ist zum Beispiel ein Durchgangsloch 84 mit einem im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet. Im Bereich des Rippenbogens 77 kann aber auch ein Durchgangsloch 86 mit einem undefinierten Querschnitt ausgebildet sein. Bei 78 ist angedeutet, dass in dem Trennbereich Schlitze 78 angebracht sein können. Bei 79 und 80 sind kreisrunde Durchbrüche 79 und 80 in zwei gegenüberliegenden Rippenbögen angedeutet. Bei 82 ist angedeutet, dass in dem Trennbereich auch eine Perforationslinie 82 ausgebildet sein kann.

Claims (7)

  1. Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei im Betrieb von einem Gas, insbesondere Luft durchströmten und in Gasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmetauschern (1,2), die jeweils eine Vielzahl von Rohren (4,5;7,8), insbesondere Flachrohren, aufweisen, die von einem Medium durchströmt werden und unter Belassung von Zwischenräumen (17,18) zueinander fluchtend so angeordnet sind, dass die Wärmetauscher (1,2) gemeinsame, sich entlang der Rohre erstreckende Wellrippen (10) umfassen, die jeweils eine Vielzahl von Kiemen aufweisen, die zu den Rohren hin durch jeweils zwei durchgehende Stege (28,29) eingefasst sind, die in den quer zur Gasdurchströmungsrichtung (12) den Zwischenräumen (17,18) benachbarten Abschnitten jeweils mindestens ein Paar einander gegenüberliegende Durchgangslöcher (31,32) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellrippen (10) in den quer zur Gasdurchströmungsrichtung (12) den Zwischenräumen (17,18) benachbarten Abschnitten zwischen den Stegen (28,29) einen Trennbereich (20) aufweisen, in dem keine Kiemen vorgesehen sind.
  2. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Durchgangslöchern (31,32;41,42) eines Paares in der Wellrippe (10) eine Brücke ausgebildet ist.
  3. Wärmetauscheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Brücke in der Wellrippe (10) Kiemen ausgebildet sind.
  4. Wärmetauscheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Durchgangslöcher (31,32) an den Enden von zwei gegenüberliegenden, einem Wärmetauscher (1) zugeordneten Rohren (4,5) angeordnet ist.
  5. Wärmetauscheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trennbereich (20) Schlitze (45-48) ausgebildet sind, die zwischen den Stegen (28,29) senkrecht zu diesen verlaufen.
  6. Wärmetauscheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils etwa eine Hälfte der Kiemen einer Wellrippe (10) in eine andere Richtung als die andere Hälfte der Kiemen gerichtet sind.
  7. Wärmetauscheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellrippen (10) jeweils einstückig ausgebildet sind.
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