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DE10045905A1 - Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage - Google Patents

Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage

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Publication number
DE10045905A1
DE10045905A1 DE2000145905 DE10045905A DE10045905A1 DE 10045905 A1 DE10045905 A1 DE 10045905A1 DE 2000145905 DE2000145905 DE 2000145905 DE 10045905 A DE10045905 A DE 10045905A DE 10045905 A1 DE10045905 A1 DE 10045905A1
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DE
Germany
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heat exchanger
layer
exchanger tubes
tubes
heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2000145905
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English (en)
Inventor
Thomas Fricker
Michael Kohl
Joachim Zeeb
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.)
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Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Heizkörper einer Fahrzeugklimaanlage, mit wenigstens einem ersten Sammelkanal und einem zweiten Sammelkanal, die Sammelkanäle verbindenden Wärmeübertragerrohren mit Mitteln zum Verändern der Strömungsrichtung wenigstens eines der Wärmeübertragerrohre und/oder der Sammelkanäle. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Wärmeübertragerrohre in einer ersten Lage und einer zweiten, zu der ersten Lage parallelen Lage angeordnet und die Strömungsrichtung wenigstens eines Wärmeübertragerrohres der zweiten Lage ist relativ zu wenigstens einem Wärmeübertragerrohr der ersten Lage veränderbar. DOLLAR A Verwendung z. B. bei Fahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Heiz­ körper einer Fahrzeugklimaanlage, mit wenigstens einem ersten Sammelka­ nal und einem zweiten Sammelkanal, die Sammelkanäle verbindenden Wärmeübertragerrohren und Mitteln zum Verändern der Strömungsrichtung in wenigstens einem der Wärmeübertragerrohre und/oder der Sammelka­ näle.
Aus der Offenlegungsschrift DE 32 17 836 A1 ist ein Wärmeübertrager für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art bekannt. In jedem der beiden Sammelkanäle des als Fahrzeugkühler ausgebildeten Wärmeüber­ tragers ist dort ein steuerbares Ventil in einer Weise angeordnet, dass bei geschlossenem Ventil jeder Sammelkanal in zwei Abschnitte unterteilt ist. Die Abschnitte des ersten und des zweiten Sammelkanals sind dabei ver­ setzt zueinander angeordnet, so dass bei geschlossenen Ventilen ein Strö­ mungsweg bereitgestellt ist, der vom ersten Abschnitt des ersten Sam­ melkanals zum ersten Abschnitt des zweiten Sammelkanals, von dort zurück zum zweiten Abschnitt des ersten Sammelkanals und dann wieder zurück zum zweiten Abschnitt des zweiten Sammelkanals verläuft. Bei geöffneten Ventilen strömt Kühlwasser in den ersten Sammelkanal ein und verteilt sich über dessen gesamte Länge, durchströmt dann alle von dem ersten Sam­ melkanal ausgehenden Wärmeübertragungsrohre gleichsinnig, tritt in den zweiten Sammelkanal ein und verlässt diesen durch eine Ausströmöffnung.
Während somit bei geöffneten Ventilen alle Wärmeübertragungsrohre gleichsinnig durchströmt werden, wird bei geschlossenen Ventilen die Strö­ mung zweimal umgelenkt, so dass die Wärmeübertragungsrohre ab­ schnittsweise gegensinnig durchströmt werden. Die Wärmeübertragungsroh­ re sind parallel zueinander in einer Ebene angeordnet.
Mit der Erfindung soll ein bezüglich der Durchströmung variabler Wärme­ übertrager mit kompaktem Aufbau geschaffen werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Wärmeübertrager, insbesondere für einen Heizkörper einer Fahrzeugklimaanlage, mit wenigstens einem ersten Sam­ melkanal und einem zweiten Sammelkanal, die Sammelkanäle verbindenden Wärmeübertragerrohren und Mitteln zum Verändern der Strömungsrichtung in wenigstens einem der Wärmeübertragerrohre und/oder der Sammelka­ näle vorgesehen, bei dem die Wärmeübertragerrohre in einer ersten Lage und einer zweiten, zu der ersten Lage parallelen Lage angeordnet sind und die Strömungsrichtung in wenigstens einem Wärmeübertragerrohr der zweiten Lage relativ zur Strömungsrichtung in wenigstens einem Wärme­ übertragerrohr der ersten Lage veränderbar ist. Durch die Anordnung der Wärmeübertragerrohre in zwei parallelen Lagen entsteht ein Wärmeübertra­ ger mit großer Übertragungsfläche und kompaktem Aufbau. Indem die Strö­ mungsrichtung in den Wärmeübertragerrohren variabel ist, kann der Strö­ mungswiderstand und die Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertra­ gers an verschiedene Betriebsbedingungen angepasst werden. Im Falle ei­ nes Heizkörpers einer Fahrzeugklimaanlage kann beispielsweise durch Par­ allelschalten und allgemein gleichsinniges Durchströmen aller Wärmeüber­ tragerrohre ein geringer Strömungswiderstand erreicht werden, wohingegen bei Serienschaltung und allgemein gegensinniges Durchströmen der Wär­ meübertragerrohre der zweiten Lage zu den Wärmeübertragerrohren der ersten Lage eine hohe Heizleistung erreicht wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein dritter Sammelkanal vorgesehen, wo­ bei die erste Lage der Wärmeübertragerrohre den ersten und den zweiten Sammelkanal und die zweite Lage der Wärmeübertragerrohre den zweiten und den dritten Sammelkanal verbindet. Ein solcher Wärmeübertrager weist einen kompakten Aufbau auf und ist dabei bezüglich einer Änderung der Strömungsverhältnisse flexibel.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel zum Verän­ dern der Strömungsrichtung wenigstens ein steuerbares Ventil aufweisen, jeder Sammelkanal eine Ein-/Ausströmöffnung aufweist, zwischen der Ein- /Ausströmöffnung des ersten Sammelkanals und der Ein-/Ausströmöffnung des zweiten Sammelkanals eine Verbindungsleitung vorgesehen ist. Ein Durchfluss durch die Ein-/Ausströmöffnungen und die Verbindungsleitung durch das wenigstens eine steuerbare Ventil veränderbar ist. Die Verbin­ dungsleitung kann durch einen Wasserkasten mit zwei Kanälen und einer steuerbaren Öffnung in der Trennwand oder durch eine Leitung außerhalb des Wasserkastens realisiert sein. Das steuerbare Ventil kann durch ein Mehrwegventil, das mehrere Leitungen schaltet, gebildet sein, es können aber auch mehrere einzelne Ventile vorgesehen sein. Durch das Vorsehen einer Verbindungsleitung zwischen der Ein-/Ausströmöffnung des ersten Sammelkanals und der Ein-/Ausströmöffnung des zweiten Sammelkanals wird eine Anordnung geschaffen, die eine besonders variable Durchströ­ mung ermöglicht.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchfluss durch die Ein- /Ausströmöffnungen und die Verbindungsleitung durch das wenigstens eine steuerbare Ventil in einer Weise veränderbar, dass in einem ersten Zustand die Verbindungsleitung geöffnet und die Wärmeübertragerrohre der ersten Lage parallel zu den Wärmeübertragerrohren der zweiten Lage geschaltet sind und in einem zweiten Zustand die Wärmeübertragerrohre der ersten Lage und die Wärmeübertragerrohre der zweiten Lage seriell geschaltet sind. Bei paralleler Schaltung der Wärmeübertragerrohre der ersten und zweiten Lage weist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager einen geringen Strömungswiderstand auf. Dies ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn der Wärmeübertrager in einem Heizkreislauf angeordnet ist, und das Fluid in diesem Heizkreislauf rasch umgewälzt werden soll, beispielsweise zur schnellen Erwärmung des Fluids bei niedrigen Außentemperaturen. Sind die Wärmeübertragerrohre der ersten und der zweiten Lage seriell geschaltet, ist die Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertragers optimiert, da sich die Geschwindigkeit des Fluids erhöht.
Vorteilhafterweise sind Mittel zum Abdecken wenigstens eines Abschnitts von Außenflächen der Wärmeübertragerrohre vorgesehen. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Wärmeübertragerfläche verändert werden, um das Betriebsverhalten des Wärmeübertragers noch variabler zu gestalten.
In Ausgestaltung der Erfindung weisen die Mittel zum Abdecken eine steu­ erbare Blende oder eine steuerbare Jalousie auf. Durch eine steuerbare Blende oder eine steuerbare Jalousie kann zum einen die zur Verfügung stehende Wärmeübertragerfläche angepasst werden. Im Falle eines Heiz­ körpers für eine Fahrzeugklimaanlage kann zum anderen auch der luftseiti­ ge Druckverlust und damit der Luftmassenstrom der Luft, die in dem Wär­ meübertrager erwärmt werden soll, geregelt werden. Die Regelung des luft­ seitigen Druckverlusts und des Luftmassenstroms kann dabei bei konstanter Gebläsestufe der Fahrzeugklimaanlage erfolgen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Fahrzeugklimaanlage mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst. Durch ein Steuergerät zum An­ steuern der Mittel zum Verändern der Strömungsrichtung und/oder der Mittel zum Abdecken sind die Voraussetzungen geschaffen, das Betriebsverhalten der Fahrzeugklimaanlage an vorgegebene Betriebsbedingungen optimal anzupassen. Indem die Mittel zum Verändern der Strömungsrichtung und/oder die Mittel zum Abdecken in Abhängigkeit wenigstens einer Kühl­ mitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur und/oder eines Kühlmittel­ druckabfalls angesteuert werden, kann auch bei niederen Umgebungstem­ peraturen eine optimale Wärmeleistung und Aufheizkurve des Wärmeüber­ tragers erzielt werden. Beispielsweise kann bei niederer Umgebungstempe­ ratur und niederer Kühlmitteltemperatur für eine schnelle Aufheizung des Kreislaufs der Fahrzeugklimaanlage gesorgt werden, indem die beiden La­ gen der Wärmeübertragerrohre gleichsinnig durchströmt werden und da­ durch ein geringer Strömungswiderstand des Wärmeübertragers eingestellt wird. Bei niederen Umgebungstemperaturen und bereits erwärmtem Kühl­ mittel kann die Heizleistung erhöht werden, indem die zweite Lage der Wärmeübertragerrohre gegensinnig zu der ersten Lage der Wärmeübertra­ gerrohre durchströmt wird. Bei zu großem Kühlmitteldruckabfall im Wärme­ übertrager kann der Strömungswiderstand des Wärmeübertragers verringert werden. Die Ansteuerung in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur schließt die Ansteuerung in Abhängigkeit eines Gradienten der Kühlmitteltemperatur ein.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemä­ ßen Wärmeübertragers oder einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanla­ ge bereit. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Erfassen einer Kühl­ mitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur und/oder eines Kühlmittel­ druckabfalls, Einstellen der Strömungsrichtung in den Wärmeübertragerroh­ ren in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur, der Umgebungstemperatur und/oder des Kühlmitteldruckabfalls in einer Weise, dass die Wärmeüber­ tragerrohre der zweiten Lage parallel oder seriell zu den Wärmeübertrager­ rohren der ersten Lage geschaltet sind.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Wärmeübertragerrohre der zweiten Lage parallel zu den Wärmeübertragerrohren der ersten Lage ge­ schaltet, wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt, und die Wärmeübertragerrohre der zweiten Lage werden seriell zu den Wärmeübertragerrohren der ersten Lage geschaltet, wenn die Kühl­ mitteltemperatur oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt. Bei niedriger Kühlmitteltemperatur, beispielsweise nach einem Kaltstart eines Fahrzeugs, wird dadurch der Wärmeübertrager aufgrund seines durch die parallel ge­ schalteten Lagen geringen Strömungswiderstands schnell durchströmt und im wesentlichen gleichzeitig mit dem Temperaturanstieg des Kühlmittels er­ wärmt. Bei akzeptabler Kühlmitteltemperatur oberhalb eines vorbestimmten Werts kann durch serielles Schalten der beiden Lagen die Heizleistung op­ timiert werden.
In Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einstellung der Strömungsrichtung in einer Weise, dass die Wärmeübertragerrohre der zweiten Lage seriell zu den Wärmeübertragerrohren der ersten Lage geschaltet werden, nur dann, wenn die Umgebungstemperatur unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
Lediglich bei niederen Umgebungstemperaturen ist eine rasche Erwärmung des Wärmeübertragers erforderlich, so dass bei höheren Umgebungstempe­ raturen unnötige Steuer- und Regelvorgänge weggelassen werden können.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Schritt des Abdeckens wenigstens eines Abschnitts der Außenflächen der Wärmeübertragerrohre in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur und/oder der Umgebungstemperatur. So kann bei nicht zu hoher Kühlmitteltemperatur und ausreichend hoher Umgebungstemperatur, eine geringere Wärmeüber­ tragung und eine geringere Heizleistung eingestellt werden. Bei zu hoher Kühlmitteltemperatur kann dahingegen der Luftmassendurchsatz durch den Wärmeübertrager erhöht werden. Das Abdecken wenigstens eines Ab­ schnitts der Außenflächen der Wärmeübertragerrohre kann auch in Abhän­ gigkeit eines Gradienten der Kühlmitteltemperatur erfolgen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü­ chen und der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeich­ nungen. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische, teilweise schematische Ansicht eines Wärmeübertragers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand,
Fig. 2 zeigt den Wärmeübertrager der Fig. 1 in einem zweiten Zustand,
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Der in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Wärmeübertrager weist ei­ nen ersten Sammelkanal 10, einen zweiten Sammelkanal 12 sowie einen dritten Sammelkanal 14 auf. Der erste Sammelkanal 10 und der zweite Sammelkanal 12 sind durch Wärmeübertragerrohre 16 verbunden, die in einer ersten Lage 18 parallel zueinander und in einer Ebene liegend ange­ ordnet sind. Der zweite Sammelkanal 12 und der dritte Sammelkanal 14 sind durch Wärmeübertragerrohre 16 einer zweiten Lage 20 verbunden, die ebenfalls parallel zueinander und in einer Ebene liegend angeordnet sind. Die erste Lage 18 von Wärmeübertragerrohren 16 ist parallel zu der zweiten Lage 20 von Wärmeübertragerrohren 18 angeordnet. Jeder Sammelkanal 10, 12, 14 weist jeweils eine ihm zugeordnete Ein-/Ausströmöffnung 22, 24, 26 auf. Lediglich schematisch dargestellt ist das von den Ein- /Ausströmöffnungen 22, 24, 26 ausgehende Leitungsnetz einer Fahrzeug­ klimaanlage sowie steuerbare Ventile in diesem Leitungsnetz.
Über eine Zuführleitung 28 gelangt Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf eines Fahrzeugmotors zu einem ersten steuerbaren Ventil 30 und von dort zu der Ein-/Ausströmöffnung 22 des ersten Sammelkanals 10. Die Ein- /Ausströmöffnung 24 des zweiten Sammelkanals 12 ist mit einer ersten Rückführleitung 32 verbunden, die mittels eines zweiten steuerbaren Ventils 34 abgesperrt oder geöffnet werden kann, wobei in der Fig. 1 die erste Rückführleitung 32 geöffnet ist. Über die erste Rückführleitung 32 gelangt das Kühlmittel wieder in den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs. Die Ein-/Ausströmöffnung 26 des dritten Sammelkanals 14 ist mit einer zweiten Rückführleitung 36 verbunden, die mittels eines dritten steuerbaren Ventils 38 geöffnet bzw. verschlossen werden kann und die in ihrem weiteren Verlauf ebenfalls in den Kühlkreislauf des Verbrennungsmo­ tors des Fahrzeugs mündet. In dem in der Fig. 1 dargestellten Zustand des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers ist die zweite Rückführleitung 36 durch das Ventil 38 verschlossen. Die Zuführleitung 28 und die zweite Rückführleitung 36 sind über eine Verbindungsleitung 40 verbunden, in der ein viertes steuerbares Ventil 42 angeordnet ist. In dem in der Fig. 1 darge­ stellten Zustand ist das steuerbare Ventil 42 geöffnet. Die steuerbaren Ven­ tile 30, 34, 38, 42 werden von einem Steuergerät 44 in Abhängigkeit einer Kühlmitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur und eines Kühlmittel­ druckabfalls angesteuert. Von dem Steuergerät 44 ausgehende Steuerlei­ tungen zu den steuerbaren Ventilen 30, 34, 38, 42 sind nur angedeutet.
Eine Strömungsrichtung des Kühlmittels in der Zuführleitung 28 ist in der Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet. Stromabwärts des steuerbaren Ventils 30 zweigt die Verbindungsleitung 40 von der Zuführleitung 28 ab. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, gelangt Kühlmittel über die Zuführleitung 28 sowohl zur Ein-/Ausströmöffnung 22 des ersten Sammelkanals 10 als auch über die Verbindungsleitung 40 in die zweite Rückführleitung 36 und zu der Ein- /Ausströmöffnung 26 des dritten Sammelkanals 14. Da das steuerbare Ventil 38 gesperrt ist, kann das Kühlmittel aus der zweiten Rückführleitung 36 nicht in den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors gelangen. Ausgehend von dem ersten Sammelkanal 10 und dem dritten Sammelkanal 14 gelangt das Kühlmittel in die Wärmeübertragungsrohre 16 der ersten Lage 18 und der zweiten Lage 20. Wie in der Fig. 1 durch Pfeile dargestellt ist, sind die Wär­ meübertragerrohre 16 der ersten Lage 18 und der zweiten Lage 20 parallel geschaltet und werden gleichsinnig durchströmt. Aus den Wärmeübertrager­ rohren 16 gelangt das Kühlmittel in den zweiten Sammelkanal 12, verlässt den Wärmeübertrager über die Ein-/Ausströmöffnung 24, die erste Rück­ führleitung 32 und das geöffnete steuerbare Ventil 34 und gelangt wieder in den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors.
Die gleichsinnige Durchströmung der Wärmeübertragerrohre 16 der ersten Lage 18 und der zweiten Lage 20 ermöglicht einen geringen Strömungswi­ derstand für das den Wärmeübertrager durchströmende Kühlmittel. Bei nied­ riger Umgebungstemperatur und niedriger Kühlmitteltemperatur kann da­ durch der Wärmeübertrager schnell durchströmt werden, wodurch er im we­ sentlichen gleichzeitig mit dem Anstieg der Kühlmitteltemperatur im Kühl­ kreislauf des Verbrennungsmotors erwärmt wird.
Ein zweiter Zustand des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers ist in der Fig. 2 dargestellt. Im Unterschied zu dem in der Fig. 1 dargestellten ersten Zustand ist das steuerbare Ventil 42 in der Verbindungsleitung 40 geschlos­ sen. Vom Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors kommendes Kühlmittel in der Zuführleitung 28 kann daher nicht durch die Verbindungsleitung 40 strömen, sondern passiert das steuerbare Ventil 30 und gelangt über die Ein-/Ausströmöffnung 22 in den ersten Sammelkanal 10.
Ausgehend von dem ersten Sammelkanal 10 strömt das Kühlmittel durch die Wärmeübertragerrohre 16 der ersten Lage 18 in den zweiten Sammelkanal 12. Da das steuerbare Ventil 34 in der ersten Rückführleitung 32 gesperrt ist, kann das Kühlmittel im Sammelkanal 12 nicht durch die Ein- /Ausströmöffnung 24 abströmen, sondern ändert seine Strömungsrichtung und verlässt den zweiten Sammelkanal 12 über die Wärmeübertragungsroh­ re 16 der zweiten Lage 20. Wie in der Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist, sind die Wärmeübertragerrohre 16 der ersten Lage 18 seriell zu den Wär­ meübertragerrohren 16 der zweiten Lage 20 geschaltet und werden gegen­ sinnig durchströmt. Dadurch wird eine besonders homogene Temperatur­ verteilung der Außenflächen der Wärmeübertragerrohre 16 erreicht, so dass ein an den Außenflächen der Wärmeübertragerrohre 16 vorbeistreichender Luftstrom besonders gleichmäßig erwärmt wird. Darüber hinaus ist die Heizleistung des Wärmeübertragers optimiert.
Von den Wärmeübertragerrohren 16 der zweiten Lage 20 gelangt das Kühl­ mittel in den dritten Sammelkanal 14 und von dort über die zweite Rück­ führleitung 36 und das geöffnete steuerbare Ventil 38 zurück in den Kühl­ kreislauf des Verbrennungsmotors.
Der in der Fig. 2 dargestellte zweite Zustand des erfindungsgemäßen Wär­ meübertragers wird von dem Steuergerät 44 dann eingestellt, wenn bei nied­ riger Umgebungstemperatur die Kühlmitteltemperatur bereits einen akzepta­ blen Wert erreicht hat und die Heizleistung des Wärmeübertragers optimiert werden soll.
Die schematische Schnittansicht der Fig. 3 zeigt einen Wärmeübertrager gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Wärmeübertrager 50 weist eine erste Lage 52 und eine zweite Lage 54 von Wärmeübertragerrohren auf, die von einem Kühlmittel durchsetzt werden und einen, durch einen Pfeil 56 an­ gedeuteten Luftstrom erwärmen sollen. In Strömungsrichtung des Luftstroms 56 gesehen stromaufwärts der ersten Lage 52 ist eine steuerbare Jalousie angeordnet, deren einzelne Lamellen 58 um eine jeweilige Längsachse ver­ schwenkt werden können, was durch einen bogenförmigen Doppelpfeil an­ gedeutet ist. Durch Verschwenken der Lamellen 58 der Jalousie kann ein Abschnitt der Außenflächen der Wärmeübertragerrohre abgedeckt und der Luftwiderstand des Wärmeübertragers 50 und damit die den Wärmeübertra­ ger 50 passierende Luftmenge eingestellt werden. So kann bei konstanter Gebläsestufe einer Fahrzeugklimaanlage die Heizleistung verringert werden, ohne die Gebläsestufe verändern zu müssen.
Eine weitere Ausführungsform ist in der Fig. 4 schematisch dargestellt. Um einen Abschnitt der Außenflächen der Wärmeübertragerrohre eines Wärme­ übertragers 60 gegenüber einem Luftstrom 62 abzudecken, ist hier ein Schieber 64 vorgesehen, der in Richtung des in der Fig. 4 dargestellten Doppelpfeils verschoben werden kann.

Claims (12)

1. Wärmeübertrager, insbesondere für einen Heizkörper einer Fahr­ zeugklimaanlage, mit wenigstens einem ersten Sammelkanal (10) und einem zweiten Sammelkanal (12), die Sammelkanäle (10, 12) verbindenden Wärmeübertragerrohren (16) und Mitteln (30, 34, 38, 42, 44) zum Verändern der Strömungsrichtung in wenigstens einem der Wärmeübertragerrohre (16) und/oder der Sammelka­ näle (10, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertra­ gerrohre (16) in einer ersten Lage (18; 52) und einer zweiten, zu der ersten Lage (18; 52) parallelen Lage (20; 54) angeordnet sind und die Strömungsrichtung in wenigstens einem Wärmeübertra­ gerrohr (16) der zweiten Lage (20; 54) relativ zur Strömungsrich­ tung in wenigstens einem Wärmeübertragerrohr (16) der ersten Lage (18; 52) veränderbar ist.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Sammelkanal (14) vorgesehen ist, wobei die erste Lage (18) der Wärmeübertragerrohre (16) den ersten und den zweiten Sammelkanal (10, 12) und die zweite Lage (20) der Wärmeübertra­ gerrohre (16) den zweiten und den dritten Sammelkanal (12, 14) verbindet.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der Strömungsrichtung wenigstens ein steuerbares Ventil (30, 34, 38, 42) aufweisen, jeder Sammelkanal (10, 12, 14) eine Ein-/Ausströmöffnung (22, 24, 26) aufweist, zwi­ schen der Ein-/Ausströmöffnung (22) des ersten Sammelkanals (10) und der Ein-/Ausströmöffnung (26) des zweiten Sammelkanals (14) eine Verbindungsleitung (40) vorgesehen ist.
4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss durch die Ein-/Ausströmöffnungen (22, 24, 26) und die Verbindungsleitung (40) durch das wenigstens eine steuerbare Ventil (30, 34, 38, 42) in einer Weise veränderbar ist, dass in einem ersten Zustand die Verbindungsleitung (40) geöffnet und die Wär­ meübertragerrohre (16) der ersten Lage (18) parallel zu den Wär­ meübertragerrohren (16) der zweiten Lage (20) geschaltet sind und in einem zweiten Zustand die Wärmeübertragerrohre (16) der ersten Lage (18) und die Wärmeübertragerrohre (16) der zweiten Lage (20) seriell geschaltet sind.
5. Wärmeübertrager nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass Mittel (58, 64) zum Abdecken wenig­ stens eines Abschnitts von Außenflächen der Wärmeübertragerrohre vorgesehen sind.
6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdecken einen steuerbaren Schieber (64) oder eine steuerbare Jalousie (58) aufweisen.
7. Fahrzeugklimaanlage mit einem Wärmeübertrager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steu­ ergerät (44) zum Ansteuern der Mittel zum Verändern der Strö­ mungsrichtung und/oder der Mittel zum Abdecken in Abhängigkeit wenigstens einer Kühlmitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur und/oder eines Kühlmitteldruckabfalls vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers nach einem der vorstehenden Ansprüche oder einer Fahrzeugklimaanlage nach An­ spruch 7, gekennzeichnet durch die Schritte:
  • - Erfassen einer Kühlmitteltemperatur, einer Umgebungstempe­ ratur und/oder eines Kühlmitteldruckabfalls,
  • - Einstellen der Strömungsrichtung in den Wärmeübertragerroh­ ren (16) in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur, der Umge­ bungstemperatur und/oder des Kühlmitteldruckabfalls in einer Weise, dass die Wärmeübertragerrohre (16) der zweiten Lage (20) parallel oder seriell zu den Wärmeübertragerrohren (16) der ersten Lage (18) geschaltet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ein­ stellung der Strömungsrichtung die Wärmeübertragerrohre (16) der zweiten Lage (20) parallel zu den Wärmeübertragerrohren (16) der er­ sten Lage (18) geschaltet werden, wenn die Kühlmitteltemperatur unter­ halb eines vorbestimmten Werts liegt, und die Wärmeübertragerrohre (16) der zweiten Lage (20) seriell zu den Wärmeübertragerrohren (16) der ersten Lage (18) geschaltet werden, wenn die Kühlmitteltemperatur oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Strömungsrichtung in einer Weise, dass die Wärme­ übertragerrohre (16) der zweiten Lage (20) seriell zu den Wärmeüber­ tragerrohren (16) der ersten Lage (18) geschaltet werden, nur dann er­ folgt, wenn die Umgebungstemperatur unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, weiter gekennzeichnet durch den Schritt des Abdeckens wenigstens eines Abschnitts der Au­ ßenflächen der Wärmeübertragerrohre in Abhängigkeit der Kühlmittel­ temperatur und/oder der Umgebungstemperatur.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ab­ decken wenigstens eines Abschnitts der Außenflächen der Wärmeüber­ tragerrohre in Abhängigkeit eines Gradienten der Kühlmitteltemperatur erfolgt.
DE2000145905 2000-09-16 2000-09-16 Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage Withdrawn DE10045905A1 (de)

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