EP1714101A1 - Teilstrukturierte wärmetauscherlamellen - Google Patents

Teilstrukturierte wärmetauscherlamellen

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EP1714101A1
EP1714101A1 EP05707177A EP05707177A EP1714101A1 EP 1714101 A1 EP1714101 A1 EP 1714101A1 EP 05707177 A EP05707177 A EP 05707177A EP 05707177 A EP05707177 A EP 05707177A EP 1714101 A1 EP1714101 A1 EP 1714101A1
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EP
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heat exchanger
fins
smooth
laminae
partially structured
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EP05707177A
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Tino BRÄUMER
Thomas Krieger
Uwe Neumann
Andreas Rehklau
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Carrier Kaeltetechnik Deutschland GmbH
Original Assignee
Linde Kaeltetechnik GmbH
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular 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
    • F28F1/24—Tubular 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 and extending transversely
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D1/02—Heat-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
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    • F28D1/047—Heat-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 the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-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 the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular a heat exchanger for a refrigerator, comprising a plurality of fins arranged essentially parallel to one another.
  • the invention further relates to a refrigerator with at least one heat exchanger.
  • heat exchanger is to be understood below to mean all types of heat exchangers, but in particular evaporators and coolers for refrigerated furniture and (ceiling) air coolers, as are used, for example, in cold rooms.
  • refrigerated furniture is to be understood below to mean all types of merchandise display furniture which at least have a refrigerated merchandise space. It is irrelevant whether the refrigerated goods store or stores are designed for so-called normal cooling or so-called deep-freezing.
  • a disadvantage of the first solution described above is that in the case of comparatively large distances between the fins, the power density of the heat exchanger is comparatively low. Are the distances between the Slats significantly reduced, the heat exchanger has a reduced service life, since the fins or the gaps formed by them freeze or age relatively quickly.
  • the above-described second possible solution requires a comparatively high production outlay and, moreover, only offers a small degree of variation with regard to the lamella spacing.
  • the third solution described above also has a very high manufacturing cost.
  • the object of the present invention is to provide a generic heat exchanger which has a comparatively high power density with a reduced production outlay, without this resulting in a reduction in the service life of the heat exchanger.
  • a generic heat exchanger which is characterized in that at least some of the fins are partly not smooth and partly smooth.
  • the non-smooth areas of the lamellae are preferably corrugated.
  • the non-smooth areas of the fins are provided in the inlet area of the heat exchanger.
  • outlet region is to be understood that region and that side of the heat exchanger, and through which the to be cooled by the heat exchanger, or to be heated medium enters the spaces between the slats above "the.
  • the invention further relates to a refrigerator with at least one heat exchanger.
  • the or at least one of the heat exchangers is now designed as a heat exchanger according to the invention.
  • the figure shows a possible embodiment of the heat exchanger 1 according to the invention, as used, for example, as an evaporator in refrigeration cabinets.
  • Such heat exchangers 1 are formed from a plurality of fins 2 arranged at the same distance.
  • these slats 2 are now partially not smooth, preferably - as shown in the figure - corrugated (area 2a) and partially smooth (area 2b).
  • the figure also shows the inlet lines 3 for the refrigerant or carrier supplied to the heat exchanger 1, and the corresponding outlet line 4.
  • Heat exchanger in a refrigerator is the one in the refrigerator! circulating air of this medium enters via the evaporator inlet side - represented by the arrow E - into the heat exchanger 1 or the interstices of the fins and leaves the heat exchanger 1 or the intermediate spaces on the outlet side - represented by the arrow A.

Description

Beschreibung
Teilstrukturierte Wärmetauscherlamellen
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere Wärmetauscher für ein Kühlmöbel, aufweisend mehrere, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Lamellen.
Die Erfindung betrifft fern er ein Kühlmöbel mit wenigstens einem Wärmetauscher.
Unter dem Begriff "Wärmetauscher" seien nachfolgend alle Arten von Wärmetauscher, insbesondere jedoch Verdampfer und Kühler für Kühlmöbel und (Decken)Luftkühler, wie sie bspw. in Kühlräumen zum Einsatz kommen, zu verstehen.
Unter dem Begriff "Kühlmöbel" seien nachfolgend alle Arten von Warenpräsentationsmöbeln, die wenigsten einen gekühlten Warenraum aufweisen, zu verstehen. Hierbei ist es unerheblich, ob der oder die gekühlten Warenräume für die so genannte Normalkühlung oder die sogenannte Tiefkühlung ausgebildet sind.
Bei gattungsgemäßen Wärmetauschern werden bisher drei unterschiedliche Lösungen bezüglich der Anordnung der Lamellen realisiert. Bei der ersten Lösung weisen alle Lamellen die gleichen Abmessungen auf und sind in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Bei der zweiten Lösungsmöglichkeit sind zwar die Abstände zwischen den einzelnen Lamellen identisch, jedoch weisen die Lamellen unterschiedliche Abmessungen - im Regelfall zwei unterschiedliche Abmessungen - auf. Bei der dritten Lösung werden zwei oder mehr hinsichtlich ihrer Abmessungen und Abstände zueinander unterschiedliche Lamellenpakete zu einem Wärmetauscher gekoppelt.
Den vorgenannten Lösungen ist jedoch gemein, dass die verwendeten Lamellen entweder vollständig gewellt oder vollständig glatt bzw. plan ausgebildet sind.
Von Nachteil bei der vorbeschriebenen ersten Lösungsmöglichkeit ist, dass im Falle vergleichsweise großer Abstände zwischen den Lamellen die Leistungsdichte des Wärmetauschers vergleichsweise gering ist. Werden die Abstände zwischen den Lamellen deutlich verringert, so weist der Wärmetauscher eine verringerte Standzeit auf, da die Lamellen bzw. die durch sie gebildeten Zwischenräume relativ schnell vereisen bzw. verreifen. Die vorbeschriebene zweite Lösungsmöglichkeit erfordert einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand und bietet darüber hinaus nur einen geringen Variationsgrad hinsichtlich des Lamellenabstandes. Auch die vorbeschriebene dritte Lösungsmöglichkeit weist einen sehr hohen Fertigungsaufwand auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Wärmetauscher anzugeben, der bei einem verringerten Fertigungsaufwand eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte aufweist, ohne dass es hierbei zu einer Verringerung der Standzeit des Wärmetauschers kommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßer Wärmetauscher vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest einige der Lamellen teilweise nicht glatt und teilweise glatt ausgebildet sind.
Unter dem Begriff "nicht glatt" sei nachfolgend jede beliebige Formgebung für die nicht glatten Bereiche der Lamellen zu verstehen.
Vorzugsweise sind hierbei die nicht glatten Bereiche der Lamellen gewellt ausgebildet.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sind die nicht glatten Bereiche der Lamellen im Eintrittsbereich des Wärmetauschers vorgesehen.
Unter dem Begriff "Eintrittsbereich" sei derjenige Bereich bzw. diejenige Seite des Wärmetauschers zu verstehen, über "den bzw. über die das mittels des Wärmetauschers abzukühlende oder anzuwärmende Medium in die Bereiche zwischen den Lamellen eintritt.
Wie eingangs bereits erwähnt, betrifft die Erfindung ferner ein Kühlmöbel mit wenigstens einem Wärmetauscher. Bei diesem ist nunmehr der oder wenigstens einer der Wärmetauscher als ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1, wie er bspw. als Verdampfer in Kühlmöbel Anwendung findet. Derartige Wärmetauscher 1 sind aus einer Vielzahl von in gleichem Abstand angeordneten Lamellen 2 gebildet. Erfindungsgemäß sind diese Lamellen 2 nunmehr teilweise nicht glatt, vorzugsweise - wie in der Figur dargestellt - gewellt (Bereich 2a) und teilweise glatt (Bereich 2b) ausgebildet. -
In der Figur ferner dargestellt sind die Eintrittsleitungen 3, für das bzw. den den Wärmetauscher 1 zugeführten Kältemittel bzw. -träger, sowie die entsprechende Austrittsleitung 4.
Das mittels des erfindungsgemäßen Wärmetauschers zu erwärmende oder zu kühlende Medium - im Falle der Verwendung des erfindungsgemäßen
Wärmetauschers in einem Kühlmöbel stellt die in dem Kühlmöbe! zirkulierende Luft dieses Medium dar- tritt über die Verdampfereingangsseite - dargestellt durch den Pfeil E - in den Wärmetauscher 1 bzw. die Lamellenzwischenräume ein und verlässt den Wärmetauscher 1 bzw. die Zwischenräume auf der Austrittsseite - dargestellt durch den Pfeil A.
Eingangsseitig weist der erfindungsgemäße Wärmetauscher 1 - im Vergleich zu einer Wärmetauscherkonstruktion, bei der die Lamellen plan ausgebildet sind - nunmehr eine höhere Leistungsdichte auf. Dies resultiert aus der Tatsache, dass aufgrund der nicht glatten Ausbildung der Lamellen 2a die effektive Oberfläche der Lamellen vergrößert und der Turbulenzgrad der Strömung des durch den Wärmetauscher 1 geführten Mediums erhöht wird.
Die im Zusammenhang mit der vorbeschriebenen ersten Lösungsmöglichkeit angeführten Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Wärmetauscherkonstruktion vermieden, wobei der Fertigungsaufwand in der Größenordnung der vorbeschriebenen ersten Lösungsmöglichkeit liegt.
Es ist vorzugsweise darauf zu achten, dass erst in dem Bereich, in dem die Lamellen 2 plan bzw. glatt ausgebildet sind (Bereich 2b), die ggf. nicht zu vermeidende Taupunktunterschreitung und damit Kondensatbildung des abzukühlenden Mediums erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmetauscher, insbesondere Wärmetauscher für ein Kühlmöbel, aufweisend mehrere, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Lamellen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Lamellen (2) teilweise nicht glatt (2a) und teilweise glatt (2b) ausgebildet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die nicht glatten Bereiche der Lamellen (2a) im Eintrittsbereich (E) des Wärmetauschers (1) vorgesehen sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht glatten Bereiche der Lamellen (2a) gewellt ausgebildet sind.
4. Kühlmöbel mit wenigstens einem Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der Wärmetauscher als ein Wärmetauscher (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist.
EP05707177A 2004-02-09 2005-02-03 Kühlmöbel mit teilstrukturierte Wärmetauscherlamellen Not-in-force EP1714101B1 (de)

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EP1714101B1 EP1714101B1 (de) 2010-06-02

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WO (1) WO2005075918A1 (de)

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