DE10045905A1 - Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage - Google Patents
Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer FahrzeugklimaanlageInfo
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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.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2000145905 DE10045905A1 (de) | 2000-09-16 | 2000-09-16 | Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000145905 DE10045905A1 (de) | 2000-09-16 | 2000-09-16 | Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10045905A1 true DE10045905A1 (de) | 2002-03-28 |
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ID=7656488
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|---|---|---|---|
| DE2000145905 Withdrawn DE10045905A1 (de) | 2000-09-16 | 2000-09-16 | Wärmeübertrager, Fahrzeugklimaanlage und Verfahren zum Steuern eines Wärmeübertragers oder einer Fahrzeugklimaanlage |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008017917A3 (en) * | 2006-08-09 | 2008-04-17 | Itw Automotive Prod Gmbh & Co | A heat exchanger for a cooling system of a combustion engine |
| DE102007011278A1 (de) | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Volkswagen Ag | Kühler |
| FR2971047A1 (fr) * | 2011-02-01 | 2012-08-03 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Echangeur thermique reversible, procede de fonctionnement, utilisation et vehicule muni d'un tel echangeur. |
| DE102013220031A1 (de) * | 2012-10-02 | 2014-04-03 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| CN106364281A (zh) * | 2015-07-23 | 2017-02-01 | 现代自动车株式会社 | 组合式热交换器模块 |
| CN111742188A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-10-02 | 施耐德电气It公司 | 头压力控制系统 |
| DE102007022859B4 (de) | 2007-05-15 | 2023-01-12 | Volkswagen Ag | Anordnung von in Reihe geschalteten Heizungswärmeaustauschern in einem Kraftfahrzeug |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3990504A (en) * | 1975-09-29 | 1976-11-09 | International Harvester Company | Two stage operation for radiator |
| DE3217836A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Kuehler, insbesondere fuer brennkraftmaschinen |
| DE4220823C1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-07-01 | Thermal-Werke, Waerme-, Kaelte-, Klimatechnik Gmbh, 6832 Hockenheim, De | Two section car heat-exchanger - has lugs bent out from fins common to both sections to form partition between them preventing airflow in that direction |
| DE19818004A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-11-05 | Denso Corp | Wärmetauscher mit in mehrere Kernbereiche aufgeteiltem Wärmeaustauschzwecken dienenden Kernbereich |
| DE4441503C2 (de) * | 1994-11-22 | 2000-01-05 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
-
2000
- 2000-09-16 DE DE2000145905 patent/DE10045905A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3990504A (en) * | 1975-09-29 | 1976-11-09 | International Harvester Company | Two stage operation for radiator |
| DE3217836A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Kuehler, insbesondere fuer brennkraftmaschinen |
| DE4220823C1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-07-01 | Thermal-Werke, Waerme-, Kaelte-, Klimatechnik Gmbh, 6832 Hockenheim, De | Two section car heat-exchanger - has lugs bent out from fins common to both sections to form partition between them preventing airflow in that direction |
| DE4441503C2 (de) * | 1994-11-22 | 2000-01-05 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
| DE19818004A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-11-05 | Denso Corp | Wärmetauscher mit in mehrere Kernbereiche aufgeteiltem Wärmeaustauschzwecken dienenden Kernbereich |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008017917A3 (en) * | 2006-08-09 | 2008-04-17 | Itw Automotive Prod Gmbh & Co | A heat exchanger for a cooling system of a combustion engine |
| DE102007011278A1 (de) | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Volkswagen Ag | Kühler |
| DE102007022859B4 (de) | 2007-05-15 | 2023-01-12 | Volkswagen Ag | Anordnung von in Reihe geschalteten Heizungswärmeaustauschern in einem Kraftfahrzeug |
| FR2971047A1 (fr) * | 2011-02-01 | 2012-08-03 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Echangeur thermique reversible, procede de fonctionnement, utilisation et vehicule muni d'un tel echangeur. |
| DE102013220031A1 (de) * | 2012-10-02 | 2014-04-03 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| DE102013220039A1 (de) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| US9709343B2 (en) | 2012-10-02 | 2017-07-18 | Mahle International Gmbh | Heat exchanger |
| US9709344B2 (en) | 2012-10-02 | 2017-07-18 | Mahle International Gmbh | Heat exchanger |
| CN106364281A (zh) * | 2015-07-23 | 2017-02-01 | 现代自动车株式会社 | 组合式热交换器模块 |
| CN111742188A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-10-02 | 施耐德电气It公司 | 头压力控制系统 |
| US11268739B2 (en) | 2018-01-12 | 2022-03-08 | Schneider Electric It Corporation | System for head pressure control |
| CN111742188B (zh) * | 2018-01-12 | 2023-04-25 | 施耐德电气It公司 | 头压力控制系统 |
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