WO2006097162A1

WO2006097162A1 - Wärmetauscher mit Entlüftung

Info

Publication number: WO2006097162A1
Application number: PCT/EP2006/000904
Authority: WO
Inventors: Holger Auchter; Michael Müller; Matthias Traub
Original assignee: Behr Gmbh & Co .Kg
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2006-09-21
Also published as: ATE470120T1; CN101142458B; CN101142458A; DE502006007093D1; EP1864068B1; US20080230215A1; ES2346146T3; EP1864068A1

Abstract

Bei einem Wärmetauscher, insbesondere für einen stehend angeordneten UT-Heizkörper 1 für eine Kraftfahrzeugheizung, wird eine als Entlüftungsbohrung 22, 36 ausgebildete Entlüftungsvorrrichtung vorgeschlagen. Die Entlüf- tuπgsbohrung 22 ist insbesondere in der Trennwand des oberen Kühlmittel¬ kastens 4 des Heizkörpers ausgebildet und befindet sich entfernt von Vorlauf und Rücklauf 10.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart

Wärmetauscher mit Entlüftung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für zumindest ein Wärmetrans- portmedium, wie er beispielsweise als Heizkörper zur Erwärmung in den Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges einströmender Luft verwendet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kühlmittelkreislauf sowie eine Luftbehandlungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge unter Verwendung eines solchen Wärmetauschers.

Wärmetauscher werden unter anderem in Kraftfahrzeugen für unterschiedliche Aufgaben verwendet. Beispielsweise werden Wärmetauscher zur Motorkühlung in weiterem Sinn z. B. als Kühlmittelkühler, Ölkühler, Abgaskühler und Ladeluftkühler verwendet. Ein weiteres übliches Einsatzgebiet von Wärmetauschern bei Kraftfahrzeugen ist die Temperierung der in den Fahrgastinnenraum zugeführten Luft. Hier werden Wärmetauscher z. B. in Form von Verdampfern, Kondensatoren (bzw. Gaskühlern), inneren Wärmetauschern sowie Heizkörpern verwendet.

Derartige Wärmetauscher existieren mittlerweile in unterschiedlichsten Bauformen und Einbauarten. Wenn bei Wärmetauschern wenigstens ein zumindest teilweise flüssiges Wärmetransportmedium verwendet wird, so wie dies 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 2 - z. B. bei Kühlmittelkühlern oder Heizkörpern der Fall ist, stellt sich ggf. das Problem von Luftansammlungen im Wärmetauscher, die ggf. den Durchsatz bzw. die gleichmäßige Verteilung des Wärmetransportmediums im Wärmetauscher negativ beeinflussen können. Dies gilt insbesondere bei stehend eingebauten Wärmetauschern.

Um einen hohen und möglichst gleichmäßigen Durchsatz des Wärmetransportmediums sicherzustellen, kann es sich daher als erforderlich erweisen, sich ggf. im Wärmetauscher ansammelnde Luft abzuführen. Dazu fanden bislang unterschiedliche Vorgehensweisen Verwendung.

Eine Möglichkeit besteht darin, den Wärmetauscher beispielsweise durch eine flache Einbaulage oder eine entsprechende Anordnung von Vorlauf bzw. Rücklauföffnungen derart einzurichten, dass sich im Wärmetauscher ansammelnde Luft aus dem Wärmetauscher entweichen kann bzw. sich z.B. beim Stillstand der Anlage gar nicht erst ansammelt. Ein Problem bei derartigen eingerichteten Wärmetauschern ist, dass bestimmte Einbauweisen (wie z. B. ein stehender Einbau des Wärmetauschers) bzw. bestimmte Ausbildungen der Zuführöffnungen für das Wärmetransportmedium de facto aus- geschlossen sind. Dies ist jedoch gerade bei Kraftfahrzeugen oftmals problematisch, da der Bauraum im vorderen Teil des Kraftfahrzeugs in der Regel sehr eng bemessen ist und gewisse Konfigurationen des Wärmetauschers aufgrund der sonstigen Motorraumbaugruppen teilweise nicht vermeidbar sind.

Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, ein gewisses Maß an Luftansammlungen im Wärmetauscher zuzulassen und darauf zu vertrauen, dass bei einem gewissen Durchsatz an Wärmetransportmedium die Gasansammlungen im Wärmetauscher vom Wärmetransportmedium durch den Wärmetauscher hindurch mitgerissen werden. Problematisch ist es dabei, dass insbesondere bei geringen Durchsätzen an Wärmetransportmedium die 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 3 -

Effektivität des Wärmetauschers durch die Luftansammlung sowohl von der absoluten Leistung aus gesehen als auch von der Gleichmäßigkeit der Wärmeabgabe herabgesetzt sein kann. Insbesondere Letzteres kann zu thermischen Verspannungen führen und aufgrund der ungleichen Wärme- Verteilung auf der Heizkörperoberfläche vor allen Dingen bei der Behandlung von Luft für den Fahrgastinnenraum nachteilig sein. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Heizkörper aufgrund der Gasansammlungen zur Geräuschbildung neigen, was vor allen Dingen bei im Fahrzeuginnenraum angeordneten Komponenten (wie beispielsweise beim Heizkörper einer Klima- anläge) von Nachteil ist.

Schließlich wurde bereits vereinzelt vorgeschlagen, benachbart zum Rücklauf kleine Entlüftungsöffnungen vorzusehen, so dass sich im Wärmetauscher ansammelndes Gas durch diese Entlüftungsöffnungen hindurch treten und somit den Wärmetauscher verlassen kann. Derartige Entlüftungsöffnungen können den Wärmetauscher jedoch oftmals nur teilweise entlüften. Darüber hinaus neigen derartige Entlüftungsöffnungen zur Geräuschbildung, was insbesondere bei Wärmetauschern, die im Fahrzeuginnenraum bzw. benachbart zum Fahrzeuginnenraum angeordnet sind (wie beispielsweise bei Heizkörpern) von Nachteil ist.

Die vorliegende Erfindung setzt es sich daher zur Aufgabe, einen Wärmetauscher mit wenigstens einer Entlüftungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass die bekannten Probleme bei nach dem Stand der Technik bekannten Wärmetauschern zumindest zum Teil beseitigt oder wenigstens gemindert werden. Insbesondere macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, einen Wärmetauscher vorzuschlagen, der einfach und kostengünstig in Aufbau und Herstellung ist, und dennoch eine möglichst weitgehende Entlüftung ermöglicht, ohne dass ein Übermaß an unerwünschten Geräuschen auftritt. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 4 -

Die Vorrichtungen gemäß der unabhängigen Ansprüche lösen diese Aufgaben.

Dabei wird vorgeschlagen, einen Wärmetauscher für zumindest ein Wärme- transportmedium mit wenigstens einem Vorlauf, wenigstens einem Rücklauf und wenigstens einer Entlüftungsvorrichtung dahin gehend weiterzubilden, dass die Entlüftungsvorrichtung beabstandet von zumindest einer Rücklauföffnung im Wärmetauscher angeordnet ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine derartige Anordnung der Entlüftungsvorrichtung eine be- sonders vorteilhafte Entlüftung des Wärmetauschers sicherstellen kann. Bislang wurde angenommen, dass eine Anordnung der Entlüftungsvorrichtungen in unmittelbarer Nähe des Rücklaufs von Vorteil ist, da dadurch die Gasansammlungen besonders effektiv abgesaugt werden können. Unerwarteterweise ist dies jedoch nicht der Fall, da sich oftmals auch Gasansamm- lungen bilden können, die beabstandet zum Rücklauf des Wärmetauschers liegen. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Entlüftungsvorrichtung kann es ermöglicht werden, dass auch derartige Gasansammlungen wirksam entfernt werden. Von Vorteil ist es dabei, wenn zumindest in den Bereichen, in denen eine besonders große Gasansammlung auftritt jeweils we- nigstens eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen wird.

Es ist bevorzugt, die Entlüftungsvorrichtung auch beabstandet zu zumindest einer Vorlauföffnung im Wärmetauscher auszubilden. Bei dieser vorgeschlagenen Ausführungsform kann zusätzlich zum eigentlichen Durchlauf des Wärmetransportmediums durch den Wärmetauscher eine Art zusätzlicher „Entlüftungskreislauf" vor allem im oberen Teil des Heizkörpers geschaffen werden, der insbesondere durch die kritischen Bereiche des Wärmetauschers hindurch verläuft und dadurch den Wärmetauscher besonders effektiv entlüften kann. Dabei ist selbstverständlich darauf zu achten, dass der Durchsatz dieses zusätzlichen Entlüftungskreislaufs relativ gering gewählt 05-B-002-A

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- 5 - wird, so dass die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers nicht wesentlich abnimmt.

Es wird vorgeschlagen, dass der Abstand zwischen zumindest einer Entlüf- tungsvorrichtung und zumindest einer Vorlauföffnung und/oder zwischen zumindest einer Entlüftungsvorrichtung und zumindest einer Rücklauföffnung zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm, besonders vorzugsweise zumindest 20 mm und insbesondere zumindest 25 mm beträgt. Die vorgeschlagenen Werte haben sich als günstig erwiesen. Jedoch sind auch an- dere Zahlenwerte denkbar. Insbesondere sollen - auch bei sonstigen in dieser Schrift vorkommenden Zahlenangaben - bei (Halb-)lntervallen sowie diskreten Werten sämtliche Zahlenwerte als offenbart und beliebig einsetzbare gelten.

Es erweist sich weiterhin als vorteilhaft, wenn zumindest eine Vorlauföffnung und zumindest eine Rücklauföffnung benachbart zueinander angeordnet sind. Dies kann einen kompakten Aufbau und eine einfache Montage, aber auch eine besonders effektive Entlüftung sicherstellen.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest eine Entlüftungsvorrichtung beabstandet von der direkten Verbindungsstrecke zwischen zumindest einer Vorlauföffnung und zumindest einer Rücklauföffnung angeordnet ist. Insbesondere kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Entlüftungsvorrichtung möglichst weit von der direkten Verbindungsstrecke zwischen Vorlauföffnung und Rücklauföffnung angeordnet ist. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Ausführungsform ist es möglich, ein größeren Teil bzw. im Wesentlichen den gesamten Bereich des Wärmetauschers, in dem sich Gasansammlungen bilden können, von dem bereits erwähnten "Entlüftungskreislauf¹ durchströmen zu lassen, so dass eine besonders effektive Entlüf- tung gefördert wird. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 6 -

Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit stehend angeordneten Wärmetauschern mit vorteilhafterweise zumindest einem, vorzugsweise oben liegenden Kühlmittelkasten angewendet werden kann. Insbesondere bei solchen Wärmetauschern kommt es leicht zu Gasansammlungen, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung besonders effektiv beseitigt werden können.

Es hat sich ferner gezeigt, dass die Erfindung besonders effektiv im Zusammenhang mit Wärmetauschern ist, die eine UT-Ablenkung aufweisen und/oder als Heizkörper ausgebildet sind. Eine UT-Ablenkung ist eine so genannte unten erfolgende Ablenkung des Wärmetransportmediums in der Tiefe. Die "Tiefe" bezieht sich dabei auf die Durchströmrichtung des zweiten Fluids, wie insbesondere zu erwärmender Luft für einen Fahrzeuginnenraum.

Eine besonders günstige Ausbildung der vorgeschlagenen Erfindung ergibt sich, wenn wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung in Form einer oder mehrerer Öffnungen ausgebildet ist.

Die Öffnungen können insbesondere als Ausnehmungen ausgestaltet wer- den, und werden dabei vorzugsweise in einer üblicherweise ohnehin vorhandenen Trennwand des Wärmetauschers ausgeführt, dabei bevorzugt in einem oberen Bereich einer Trennwand. Als vorteilhaft haben sich dabei ein bis zwei Öffnungen, ggf. auch drei, vier, fünf oder auch mehr Öffnungen erwiesen. Die Öffnungen können dabei eine beliebige Form aufweisen. Be- währt haben sich dabei kreisförmige, halbkreisförmige, linsenförmige, quadratische, rechteckige, konkave, halblinsenförmige und/oder schlitzartige (jeweils horizontal, vertikal und/oder schräg geführt) Ausnehmungen. Als typische Größen haben sich Maße bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 4 mm, besonders vorzugsweise 2 bis 3 mm bewährt. Insbesondere bei Schlitzen können jedoch auch Längen von 5 bis 15 mm, vorzugsweise 6 bis 12 mm, insbesondere 8 bis 10 mm sich als günstig erweisen. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 7 -

Möglich ist es auch, die Öffnungen als Ausprägung zu gestalten, welche vorteilhaft in einem Kühlmittelkasten, vorzugsweise in einem oben liegenden Kühlmittelkasten des Wärmetauschers ausgebildet ist. Die Öffnungen sind dabei besonders bevorzugt in einem Kontaktbereich zwischen Trennwand und Kühlmittelkastenwand, insbesondere in einem oben liegenden Bereich des Kühlmittelkastens vorgesehen. Auch kann sich die Öffnung im Bereich einer gegebenenfalls vorhandenen Verbindungsnaht des Kühlmittelkastens befinden. Durch diese Ausbildung ist es möglich, dass Fertigungsschritte eingespart werden können und ggf. unnötige Materialbelastungen verringert werden können. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von einer als Ausprägung und einer als Ausnehmung gestalteten Öffnung möglich, insbesondere wenn diese derart benachbart zueinander liegen, dass sich der gemeinsame Öffnungsquerschnitt vergrößert.

Eine weitere vorteilhafte Bauform kann sich ergeben, wenn wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung zumindest eine Strömungsbegrenzungseinrichtung aufweist, welche insbesondere als Prallplatte, als Rohr, als angeformter Flansch und/oder als hydrodynamische Strömungsbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird. Ganz allgemein sollten die vorgeschlagenen Heizkörper zumindest in Bereichen, in denen es zu Gasansammlungen kommen kann, möglichst keine scharfen Kanten und sonstige Baugeometrien aufweisen, die zu unerwünschten Geräuschen führen können. Durch die vorgeschlagenen Weiterbildung können die Geräusche nochmals vermindert werden, in- dem die auftretenden Strömungen insbesondere von der Geschwindigkeit und/oder vom Durchsatz her verringert werden können. Unter hydrodynamischer Strömungsbegrenzungseinrichtung sind ganz allgemein Einrichtungen zu verstehen, bei denen ein hydrodynamischer Staudruck des durch den Wärmetauscher hindurch fließenden Wärmetransportmediums zur Begren- zung anderer Strömungspfade, insbesondere des durch die Entlüftungsvorrichtungen hindurchströmenden Materials, verwendet wird. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 8 -

Weiterhin kann es sich als vorteilhaft erweisen, zumindest eine Entlüftungsvorrichtung als externe Entlüftungsvorrichtung außerhalb des Wärmetauscherkörpers und/oder des Kühlmittelkastens auszubilden. Hier kann die Entlüftungsvorrichtung beispielsweise möglichst weit entfernt vom Fahrgastinnenraum bzw. in Bereichen angeordnet werden, bei denen nur wenige Geräusche entstehen bzw. die entstehenden Geräusche in nur verringertem Ausmaß in den Kraftfahrzeuginnenraum übertragen werden.

Denkbar ist es in diesem Zusammenhang, zumindest eine externe Entlüftungsvorrichtung in einem ggf. gesondert ausgebildeten Flanschbereich vorzusehen. Dieser Flanschbereich kann beispielsweise mit einem gewissen Abstand zum Wärmetauscher in der Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung vorgesehen werden. Bei Heizkörpern ist dieser Abstand zwischen Flansch und Heiz- körper - und damit der Abstand der Entlüftungsvorrichtung zum Heizkörper - in der Regel relativ klein, und beträgt üblicherweise 10-50 mm, z.B. 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm oder 50 mm.

Weiterhin wird vorgeschlagen, einen Kühlmittelkreislauf mit wenigstens ei- nem Wärmetauscher gemäß einem der vorgeschlagenen Ausführungsformen zu versehen. Der Kühlmittelkreislauf weist die entsprechenden Vorteile in analoger Form auf.

Auch wird vorgeschlagen, eine Luftbehandlungsvorrichtung für Kraftfahrzeu- ge mit zumindest einem Wärmetauscher gemäß einem der vorgenannten Ausbildungsformen zu versehen. Die Luftbehandlungsvorrichtung, die beispielsweise zusätzlich einen Verdampfer zur Abkühlung von einströmender Luft aufweisen kann, weist dann die beschriebenen Vorteile in analoger Form auf. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 9 -

Von Vorteil ist es darüber hinaus einen Wärmetauscher, einen Kühlmittelkreislauf oder eine Luftbehandlungsvorrichtung nach einer der vorab beschriebenen Ausbildungsmöglichkeiten dahin gehend weiterzubilden, dass zumindest eine Entlüftungsvorrichtung bezogen auf zumindest eine Bau- gruppe des Wärmetransportmediumkreislaufs und/oder bezogen auf den gesamten Wärmetransportmediumkreislauf im Bereich einer geodätisch lokal hochgelagerten und/oder im Wesentlichen im Bereich der geodätisch höchstgelagerten Stelle auszubilden. Die vorgeschlagene Vorrichtung kann in diesem Fall besonders effektiv ausgebildet werden.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von zu bevorzugenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Heizkörper zur Beheizung eines Kraftfahrzeuginnenraums in perspektivischer Ansicht;

Figur 2 einen schematischen Querschnitt durch den in Figur 1 gezeigten Heizkörper;

Figur 3A und 3B mögliche Heizkörperflachrohre im Querschnitt;

Figur 4A bis 4L Ausführungsbeispiele von Trennwänden mit unterschiedlichen Entlüftungsöffnungen in Draufsicht;

Figur 5 eine Prallplatte für eine Entlüftungsvorrichtung im Querschnitt;

Figur 6A und 6B eine Ausnasung mit einer Entlüftungsvorrichtung in sche- matischer Ansicht bzw. im Querschnitt; 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 10 -

Figur 7 eine weitere Ausführungsform einer Entlüftungsvorrichtung;

Figur 8 einen Teil eines Heizkreislaufs mit Heizkörper und externer

Entlüftungsvorrichtung in schematischer Ansicht;

Figur 9 einen schematischen Querschnitt durch einen mit einer

Ausprägung versehenen Kühlmittelkasten.

In Figur 1 ist ein an sich bekannter Heizkörper 1 zur Erwärmung von Luft dargestellt, die vorliegend einem Kraftfahrzeuginnenraum zugeführt wird. Die Strömungsrichtung der Luft ist in Figur 1 schematisch durch einen Pfeil A angedeutet. Die Luftströmung kann in beliebiger Weise im Kreuzgleichstrom oder im Kreuzgegenstrom geführt werden. Beim dargestellten Heizkörper 1 handelt es sich um einen stehend angeordneten, so genannten UT- Heizkörper. Der Heizkörper 1 weist an seinem oberen Ende 2 sowie seinem unteren Ende 3 jeweils einen Kühlmittelkasten 4, 5 auf, der gleichzeitig als Sammelrohr für das hindurchströmende Kühlmittel dient. Der obere Kühlmittelkasten 4 ist durch eine schematisch angedeutete Trennwand 6 in einen vorderen, dem Vorlauf 9 benachbarten vorderen Bereich 7 und einem rück- seitigen, den Rücklauf 10 aufweisenden hinteren Bereich 8 unterteilt.

Zwischen dem oberen Kühlmittelkasten 4 und dem unteren Kühlmittelkasten 5 sind mehrere, vorliegend als Flachrohre 11 ausgebildete Kühlmittelrohre ausgebildet. Zwischen den Flachrohren 11 befinden sich jeweils Wellrippen 12, die den Wärmeübergang zur hindurchströmenden Luft A verbessern. Die Wellrippen 12 können in an sich bekannter Weise zur Verbesserung des Wärmeübergangs zur hindurchströmenden Luft A hin mit einer Strukturierung versehen sein. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 11 -

In Figur 2 ist der in Figur 1 dargestellte Heizkörper 1 schematisch im Querschnitt dargestellt, um den Weg des durch den Heizkörper 1 strömenden Kühlmittels näher zu erläutern.

An der Vorderseite 13 des Heizkörpers 1 strömt das Kühlmittel am Vorlauf 9 über eine Vorlauföffnung 15 in den vorderen Teil 7 des oberen Kühlmittelkastens 4 ein. Wie bereits erläutert, weist der Kühlmittelkasten 4 eine Trennwand 6 auf, die den Kühlmittelkasten 4 in einen vorderen Bereich 7 und einen hinteren Bereich 8 trennt. Ausgehend vom vorderen Bereich 7 strömt das Kühlmittel längs der Pfeilrichtung B durch vorne 13 liegende Bereiche der Flachrohre 11 in Richtung zur Unterseite 3 des Heizkörpers 1. Die Flachrohre 11 sind dabei - wie im Folgenden näher erläutert - derart ausgebildet, dass im Bereich der Flachrohre 11 im Wesentlichen keine Strömung quer zur Längserstreckung der Flachrohre 11 erfolgt. Am unteren Ende 3 des Heizkörpers 1 tritt das Kühlmittel aus dem vorderen Teil 13 der Flachrohre 11 in den unteren Kühlmittelkasten 5 aus. In diesem Kühlmittelkasten 5 wird das Kühlmittel in der „Tiefe" umgelenkt C und tritt in den hinteren Bereich 14 der Flachrohre 11 ein, wo es in entgegengesetzter Richtung D nach oben 2 zum oberen Kühlmittelkasten 4 hinströmt. Der Strömungsverlauf ist durch Pfeile C, D angedeutet. Nachdem das Kühlmittel vom hinteren Bereich 14 der Flachrohre 11 in den rückseitigen Teil 8 des Kühlmittelkastens 4 freigegeben wurde, tritt es schließlich über die Rücklauföffnung 16 aus dem Heizkörper 1 aus und wird über den Rücklauf 10 zu den anderen Komponenten des vorliegend nicht näher dargestellten Kühlmittelkreislaufs geführt.

In den Figuren 3A und 3B sind der Vollständigkeit halber mögliche Ausführungsformen von Flachrohren 11 dargestellt, wie sie für den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Heizkörper 1 verwendet werden können. Das in Figur 3A dargestellte Flachrohr 11 weist mehrere Durchzüge 17 für das Kühlmittel auf und kann beispielsweise durch Extrusion hergestellt werden. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 12 -

Das in Figur 3B gezeigte Flachrohr 11 kann beispielsweise durch Biegen bzw. Umformen und anschließendes Schweißen bzw. Verlöten eines lotplattierten Flachmaterials hergestellt werden. Dieses Flachrohr 11 ist durch einen Mittelsteg 19 in zwei voneinander getrennte Kammern 18 unterteilt.

Beispielsweise nach einer längeren Stillstandphase oder aber auch beim Betrieb eines Wärmetauschers, wie dem in den Figuren 1 , 2 gezeigten Heizkörper 1 , können sich vor allem im oberen Bereich 2 des oberen Kühlmittelkastens 4 Gasblasen ansammeln. Dabei werden insbesondere Gasblasen, die sich im dem Vorlauf 9 zugewandten vorderen Teil 7 des Kühlmittelkastens 4 bilden, ohne entsprechende Entlüftungsvorrichtungen nicht bzw. kaum aus diesem vorderen Bereich 7 des oberen Kühlmittelkastens 4 entfernt. Die Gasblasen können dabei die Funktion des Heizkörpers 1 stören. Einerseits kann der Strömungsquerschnitt für das hindurchströmende Kühl- mittel im vorderen Bereich 7 des oberen Kühlmittelkastens 4 für das hindurchströmende Kühlmittel verengt werden, so dass die Heizleistung des Heizkörpers 1 abnehmen kann. Darüber hinaus kann es zu einer unterschiedlichen Wärmeverteilung entlang der Heizkörperfläche 20 kommen, was dementsprechend zu einer unterschiedlichen Erwärmung der hindurch- strömenden Luft A führt, was entsprechend nachteilig ist.

Um die sich im oberen Kühlmittelkasten 4 ansammelnden Gasblasen zu entfernen, sind daher geeignete Entlüftungsvorrichtungen vorzusehen.

In Figur 4 sind dazu mehrere geeignete, mit entsprechenden Entlüftungsvorrichtungen versehene Trennwände 6 dargestellt.

In Figur 4A ist dabei zunächst eine Trennwand 6 dargestellt, die durchgängig ausgebildet ist und beispielsweise im Zusammenhang mit einer externen Entlüftungsvorrichtung 21 (siehe Figur 8) verwendet werden kann. Bei den

Ausführungsbeispielen von Trennwänden 6 gemäß der Figuren 4B bis 4L ist 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 13 - die Entlüftungsvorrichtung dagegen jeweils in Form einer unterschiedlich ausgebildeten Ausnehmung 22 ausgeführt.

In den Figuren 4B bis 4E sind die Ausnehmungen 22 als runde, halbrunde, ovale bzw. halbovale Ausnehmungen 22 ausgebildet. Auch wenn in den Figuren jeweils nur eine einzige Ausnehmung 22 dargestellt ist, so können auch mehrere Ausnehmungen vorgesehen werden, die vorzugsweise längs der Oberkante der Trennwand 6 angeordnet sind. Als typische Abmessungen bieten sich Durchmesser von 1 , 2, 3 oder 4 mm (rund bzw. halbrund) bzw. 1 , 2 oder 3 mm für die kürzere Achse und 2, 3, 4 mm für die längere Achse (oval bzw. halboval) an.

In den Figuren 4F und 4G sind eine rechteckige bzw. quadratische Ausnehmung 22 vorgesehen. Auch hier können - wie im Falle runder, halbrunder, ovaler bzw. halbovaler Ausnehmungen beschrieben - auch mehrere Ausnehmungen 22 vorgesehen werden, wobei auch unterschiedliche Formen gemischt werden können. Das schließt selbstverständlich auch die folgenden Ausführungsbeispiele mit ein. Als typische Abmessungen bieten sich für die Längsseiten 1, 2, 3 bzw. 4 mm an.

Denkbar sind in diesem Zusammenhang selbstverständlich auch n-eckige Ausnehmungen, insbesondere Dreiecke, in unterschiedlicher Lage und Orientierung. Für die Anzahl an Ecken haben sich jedoch auch insbesondere die Werte 5, 6, 7, 8, 9 und 10 bewährt. Bei den n-Ecken kann es sich nicht nur um regelmäßige (gleichschenklige) n-Ecke, sondern um beliebige, allgemeine n-Ecke handeln.

In Figur 4H ist die Ausnehmung als konkave, linsenförmige Ausbildung 22 ausgebildet, welche besonders bevorzugt im Radiusbereich der Trennwand ausgebildet sein kann. Der Radius der Linse entspricht dabei vorzugsweise 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 14 - im Wesentlichen dem Radius der Trennwand. Jedoch sind auch andere Radien - im Extremfall auch eine Gerade - in diesem Zusammenhang denkbar.

Möglich ist dabei auch, wie in Figur 4I und 4J dargestellt, dass nur ein Teil der Linse nach Figur 4H aus der Trennwand 6 herausgenommen ist und beispielsweise nur die untere Hälfte (Fig. 4I) bzw. die obere Hälfte (Fig. 4J) entfernt wird.

Ganz allgemein können auch Formen, die aus Geraden und/oder ggf. meh- reren Bögen mit gleichen, unterschiedlichen sowie auch sich veränderndem Radius zusammengesetzt sind, und in unterschiedlicher Anzahl und unterschiedlichen Ausrichtungen vorgesehen sind, vorteilhaft genutzt werden.

Möglich sind selbstverständlich auch schlitzförmige Ausnehmungen, so wie dies in Figur 4K und 4L angedeutet ist. Als Schlitzbreite bieten sich 1 , 2, 3 oder 4 mm an, als Länge 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 mm an. Der in Figur 4K gezeigte Winkel von 45 ° kann selbstverständlich auch andere Werte einnehmen.

Ganz allgemein hat sich für die Anzahl der Öffnungen ein Wert von 1 , 2, 3, 4 oder 5 besonders bewährt. Die mit Öffnungen 22 versehenen Trennwände 6 können selbstverständlich auch mit externen Entlüftungsvorrichtungen 21 kombiniert werden. Auch ist es möglich, unterschiedliche Öffnungsformen 22 miteinander zu kombinieren.

In Figur 9 ist eine Entlüftungsvorrichtung dargestellt, die als Ausprägung 37 in der oberen Wand 39 des oberen Kühlmittelkastens 4 ausgebildet ist. Die Ausprägung 37 kann beispielsweise durch Verformen der Wand 39 erzeugt werden. Im Bereich der Ausprägung 37 befindet sich eine Öffnung 38 zwi- sehen der Trennwand 6 und der oberen Wand 39 des Kühlmittelkastens 4. Aufgrund der Öffnung 38 besteht eine Verbindung zwischen vorderen Be- 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 15 - reich 7 und hinteren Bereich 8, durch die sich ansammelnde Gasblasen entfernt werden können.

Für die Dimensionierung der Ausprägung 37 bzw. der durch diese entste- henden Öffnung 38 zwischen Kühlmittelkastenwand 39 und Trennwand 6 können die oben erwähnten bevorzugten Bemessungsvorschläge in analoger Weise herangezogen werden.

Im in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trennwand 6 im Bereich der Ausprägung 37 der oberen Wand 39 des Kühlmittelkastens 4 keine Ausnehmung auf. Selbstverständlich ist es möglich in diesem Bereich auch eine zusätzliche Öffnung in der Trennwand 6 vorzusehen.

In Figur 5 ist eine vorliegend als Prallplatte 23 ausgebildete Strömungsbe- grenzungsvorrichtung dargestellt. Dabei ist im Bereich einer in der Trennwand 6 ausgebildeten Öffnung 22 ein parallel zur Trennwand 6 verlaufendes Bandmaterial 25 angeordnet, das beispielsweise über einen Haltsteg 24 gehalten wird. Möglich ist es auch, dass in einem oder in beiden Seitenbereichen der Prallplatte 23 hier nicht dargestellte Seitenwände angeordnet sind, so dass sich eine insgesamt trogartige Ausbildung der Prallplatte 23 ergibt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Prallplatte 23, insbesondere wenn sie im rückseitigen Bereich 8 des oberen Kühlmittelkastens 4 angeordnet ist, auch einen hydrodynamischen Rückstau ausnutzen kann. Dieser entsteht durch die aus den Flachrohren 11 austretende Strömung, die durch einen Pfeil E angedeutet ist. Ein Vorteil dieser Strömung E ist, dass diese vom Kühlmitteldurchsatz durch den Heizkörper 1 abhängt. Im Falle eines großen Kühlmitteldurchsatzes 1 ergibt sich eine relativ hohe Druckdifferenz zwischen Vorlauf 9 und Rücklauf 10 und damit zwischen vorderem Teil 7 und rückseitigem Teil 8 des oberen Kühlmittelkastens 4, was einen entsprechend hohen Durchsatz durch die Ausnehmung 22 zur Folge hätte. Dieser hohe Durchsatz kann durch den geschilderten hydrodynamischen Effekt gemildert 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 16 - werden. In jedem Fall kann mit Hilfe der Prallplatte 23 der Durchsatz durch die Ausnehmung 22 vermindert werden und somit insbesondere die Geschwindigkeit von hindurchtretendem Gas und/oder Kühlmittel verringert werden. Dies kann sich insbesondere geräuschverringemd auswirken.

In Figur 6A, 6B ist eine weitere Strömungsbegrenzungsvorrichtung in Form eines Flansches bzw. einer Auskragung 26 dargestellt, an deren unterem Ende 27 eine Entlüftungsvorrichtung 28 ausgebildet ist. Auch hier können sich, insbesondere aufgrund des gegebenenfalls auftretenden, oben beschriebenen hydrodynamischen Effekts, Vorteile ergeben. Darüber hinaus ist die Auskragung 26 ggf. besonders einfach und kostengünstig durch verformende Materialbearbeitung der Trennwand 6 herstellbar.

In Figur 7 ist eine weitere denkbare Ausführungsform einer Strömungsbe- grenzungsvorrichtung in Form eines mit einer mittig angeordneten Ausnehmung (in der Figur nicht erkennbar) versehenen Rohrs 29. Das Rohr 29 ist vorliegend in Form eines „verdrehten S" gebogen, so dass der Eintritt 31 horizontal, der Austritt 32 des Rohrs 29 dagegen vertikal verläuft, so dass hydrodynamische Effekte besonders vorteilhaft genutzt werden können. Zur Stabilisierung kann ein Haltesteg 30 für das Rohr 29 vorgesehen werden.

In Figur 8 ist schließlich noch ein Teil eines Kühlkreislaufes skizziert, bei dem eine externe Entlüftungsvorrichtung 21 vorgesehen ist, die vorliegend an der (ggf. lokal) höchstliegenden Stelle 33 des Kühlkreislaufs angeordnet ist. Der Heizkörper 1 kann in beliebiger Weise mit (z. B. gemäß Figur 4B bis 4L) oder ohne (gemäß Figur 4A) innere Entlüftungsvorrichtungen ausgebildet sein. Die externe Entlüftungsvorrichtung 21 verfügt im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel über einen dünnen Verbindungskanal 36, der die Vorlaufleitung 34 mit der Rücklaufleitung 35 verbindet. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 17 -

Der Flansch kann sich jedoch - wie bei Heizkörpern üblich - auch in nur geringerem Abstand, wie beispielsweise in einem Abstand von 10-50 mm, vom Heizkörper angeordnet sein. Gegebenenfalls kann der Flansch auch im Heizkörper integriert sein. Wesentlich ist in der Regel nur der Abstand zwischen Vor- und/oder Rücklauföffnung 15, 16 sowie dem Verbindungskanal 36.

Claims

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1. Wärmetauscher (1 ) für zumindest ein Wärmetransportmedium mit wenigstens einem Vorlauf (9), wenigstens einem Rücklauf (10) und wenigstens einer Entlüftungsvorrichtung (21, 22, 38), dadurch gekenn- zeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (23, 36, 38) beabstandet von zumindest einer Rücklauföffnung (16) im Wärmetauscher angeordnet ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (21, 22, 38) beabstandet zu zumindest einer

Vorlauföffnung (15) im Wärmetauscher ausgebildet ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Abstand von zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm, be- sonders vorzugsweise zumindest 20 mm, insbesondere zumindest

25 mm zwischen zumindest einer Entlüftungsvorrichtung (21 , 22, 38) und zumindest einer Vorlauföffnung (15) und/oder zwischen zumindest einer Entlüftungsvorrichtung (21 , 22, 38) und zumindest einer Rücklauföffnung (16).

4. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorlauföffnung (15) und zumindest eine Rücklauföffnung (16) benachbart zueinander angeordnet sind. 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 19 -

5. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Entlüftungsvorrichtung (21 , 22, 38) beabstandet von der direkten Verbindungsstrecke zwischen zumindest einer Vorlauföffnung (15) und zumindest einer Rücklauföff- nung (16) angeordnet ist.

6. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, welcher als stehend angeordneter Wärmetauscher (1) mit vorteilhafterweise zumindest einem, vorzugsweise oben (2) liegenden Kühlmittelkasten (4) ausgebildet ist.

7. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine UT-Ablenkung (5) aufweist und/oder als Heizkörper (1) ausgebildet ist.

8. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung (22, 38) in Form einer oder mehrerer Öffnungen ausgebildet ist.

9. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung (22) in einer Trennwand (6), vorzugsweise in einem oberen Bereich (2) einer Trennwand (6) des Wärmetauschers (1) ausgebildet ist.

10. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung (38) in einem Kühlmittelkasten (4), vorzugsweise in einem oben liegenden (2) Kühlmittelkasten (4) des Wärmetauschers (1 ) ausgebildet ist.

11. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine Entlüftungsvorrichtung (22) eine Strömungsbegren- 05-B-002-A 26.01.06 G-IP/ - 20 - zungseinrichtung (23, 26, 29) aufweist, welche insbesondere als Prallplatte (25), als Rohr (29), als angeformter Flansch (26) und/oder als hydrodynamische Strömungsbegrenzungseinrichtung (F) ausgebildet ist.

12. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Entlüftungsvorrichtung als externe Entlüftungsvorrichtung (21 ) außerhalb des Wärmetauscherkörpers (1) und/oder des Kühlmittelkastens (4) ausgebildet ist.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine externe Entlüftungsvorrichtung in einem ggf. gesondert ausgebildeten Flanschbereich (21) ausgebildet ist.

14. Kühlmittelkreislauf mit wenigstens einem Wärmetauscher (1) gemäß einem der Ansprüche 1-13.

15. Luftbehandlungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, aufweisend zumindest einen Wärmetauscher (1) gemäß einem der Ansprüche 1-13.

16. Wärmetauscher, Kühlmittelkreislauf oder Luftbehandlungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Entlüftungsvorrichtung (21 , 22, 38) bezogen auf zumindest eine Baugruppe (1 , 4) des Wärmetransportmediumkreis- laufs und/oder bezogen auf den gesamten Wärmetransportmediumkreislauf im Bereich einer geodätisch lokal hoch gelagerten (2) und/oder im Wesentlichen im Bereich der geodätisch höchst gelagerten Stelle (33) ausgebildet ist.