-
Die
Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugklimaanlage, einen Wärmeübertrager,
insbesondere Heizkörper,
für eine
derartige Kraftfahrzeugklimaanlage, sowie ein Verfahren zum Betreiben
eines Wärmeübertragers
einer Kraftfahrzeugklimaanlage.
-
Wärmeübertrager
sind häufig
so ausgelegt, dass dann, wenn eine Umlenkung des Gases bzw. Fluids
im Inneren der Rohre in der Tiefe erfolgt, die Strömungsrichtung
der den Wärmeübertrager
durchströmenden
Luft, über
das gesamte Wärmeübertragernetz
gleich ist.
-
Wird
der Volumenstrom auf der Innenseite eines Wärmeübertragers in der Tiefe umgelenkt,
so geschieht dies bei bisher bekannten Ausführungsformen über das
gesamte Heiznetz durchgängig.
-
In
der Regel ist die Strömungsrichtung
der Luft durch das Wärmeübertragernetz
in den bekannten Wärmeübertragern
so, dass der Volumenstrom im Inneren der Rohre bezüglich der
durchströmten Luft
eine Kreuzgegenströmung
darstellt bzw. bewirkt. Dies ist auch thermodynamisch zweckmäßig, da
die Luft auf diese Art und Weise bei der Ausgestaltung als Heizkörper die höchste bzw.
eine hohe oder bei der Ausgestaltung als Verdampfer die geringste
bzw. eine geringe gewünschte
Austrittstemperatur erreicht.
-
Für bestimmte
Anwendungsfälle
kann es allerdings zweckmäßig oder
gar notwendig sein, den Wärmeübertrager,
speziell das Wärmeübertragernetz, "aufzuteilen" und unter unschiedlichen
Luftrichtungen zu durchströmen.
-
Ein
Beispiel für
eine solche Ausgestaltung ist in der
DE 100 57 039 A1 (vgl. insbesondere
3) offenbart. Bei derartigen Ausgestaltungen
sind einige Bereiche des Wärmeübertragers
im Kreuzgleichstrom verschaltet und andere Bereiche des Wärmeübertragers
im Kreuzgegenstrom verschaltet.
-
Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen leistungsfähigen Wärmeübertrager
zu schaffen, und zwar insbesondere einen leistungsfähigen Wärmeübertrager,
welcher sich als Heizkörper für eine Klimaanlage
eines Kraftfahrzeugs einsetzen lässt.
-
Erfindungsgemäß wird nun
ein Wärmeübertrager
gemäß Anspruch
1 oder gemäß Anspruch
4 vorgeschlagen. Eine erfindungsgemäße Klimaanlage ist Gegenstand
des Anspruchs 12. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand
des Anspruchs 14. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß wird nun
insbesondere eine Wärmeübertrager-Vorrichtung
für eine
Kraftfahrzeugklimaanlage vorgeschlagen, die beispielsweise als Heizkörper-Vorrichtung
für eine
Kraftfahrzeugklimaanlage ausgebildet ist. Die Wärmeübertrager-Vorrichtung weist
einen ersten Kühlmittelkasten
und einen von diesem ersten Kühlmittelkasten
beabstandeten zweiten Kühlmittelkasten
auf. Ferner weist die Wärmeübertrager-Vorrichtung
eine Vielzahl von Rohren auf, die beispielsweise als Flachrohre
ausgebildet sind und mittels welchen der erste Kühlmittelkasten und der zweite
Kühlmittelkasten
strömungstechnisch
verbunden sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass diese Rohre, die
insbesondere als Flachrohre ausgebildet sein können, parallel zueinander ausgerichtet
sind. Es kann vorgesehen sein, dass die einander gegenüberliegenden
Stirnseiten dieser Flachrohre offen ausgebildet sind und zwischen
diesen Stirnseiten ein jeweils durchgehender, gerader Kanal in den
Rohren ausgebildet wird.
-
Es
ist insbesondere vorgesehen, dass die Flachrohre so zueinander angeordnet
sind, dass sie Rohrzwischenräume
für eine
Luftdurchströmung ausbilden.
In zweckmäßiger Weiterbildung
ist vorgesehen, dass in derartigen Rohrzwischenräumen Wellrippen vorgesehen
sind. Die Anordnung der Rohre bildet somit einen Rohr-Block bzw.
wird von der Anordnung von Rohren und Wellrippen ein Rohr/Rippen-Block
gebildet.
-
Die
Kühlmittelkästen mit
den diese Kühlmittelkästen strömungstechnisch
verbindenden Rohren sind für
die Bildung eines – bei
einer Luftdurchströmung
der in einem ersten Abschnitt des Rohr- oder Rohr/Rippenblockes
gegebenen Rohrzwischenräume
und einer zeitgleich hierzu entgegengesetzt gerichteten Luftdurchströmung der
in einem zweiten Abschnitt dieses Rohr- oder Rohr/Rippenblockes gegebenen Rohrzwischenräume – in diesen
beiden Abschnitten, d.h. im ersten und im zweiten Abschnitt, jeweils
nach dem Kreuzgegenstrom-Prinzip wirkenden Wärmeübertragers ausgebildet.
-
Die
Rohre bzw. Flachrohre können
auch mehrere parallel zueinander ausgebildete Kanäle aufweisen.
-
Die
Rohre bzw. Flachrohre können
beispielsweise so angeordnet sein, dass sie eine (Flach-)Rohrreihe
ausbilden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Rohre bzw. Flachrohre
so angeordnet sind, dass sie mehrere parallel zueinander angeordnete
(Flach-)Rohrreihen ausbilden.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung ist der Wärmeübertrager so gestaltet, dass
Kühlmittel
in den einen der beiden Kühlmittelkästen zuströmt, von
diesem über
Rohre bzw. Flachrohre in den anderen der beiden Kühlmittelkästen strömt, dort
umgelenkt wird und über
Rohre bzw. Flachrohre zurück
in den ersten Kühlmittelkasten
strömt,
den es dann durch entsprechende Austrittsöffnungen verlässt.
-
Es
ist insbesondere vorgesehen, dass die Rohre bzw. Flachrohre so zueinander
angeordnet sind, dass sie Rohrzwischenräume für eine Luftdurchströmung ausbilden.
In zweckmäßiger Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass in derartigen Rohrzwischenräumen Wellrippen vorgesehen
sind.
-
Sofern
mehrere Rohrreihen oder Kanalreihen vorgesehen sind, kann vorgesehen
sein, dass für jede
dieser Rohr- oder Kanalreihen separate Wellrippen vorgesehen sind,
oder es kann vorgesehen sein, dass für diese Rohr- oder Kanalreihen
gemeinsame Wellrippen vorgesehen sind.
-
In
zweckmäßiger Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass sämtliche
Zulaufstutzen, von denen in zweckmäßiger Ausgestaltung einer oder
mehrere vorgesehen sind, und sämtliche
Ablaufstutzen, von denen in zweckmäßiger Ausgestaltung ebenfalls
einer oder mehrere vorgesehen sind, an dem gleichen Kühlmittelkasten
angeordnet sind bzw. in den gleichen Kühlmittelkasten münden.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager
so ausgebildet ist, dass die ihn durchströmenden Medien zumindest in einem
Abschnitt einen Kreuzgegenstrom bewirken und in zumindest in einem
Abschnitt einen Kreuzstrom. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass
der Wärmeübertrager
so ausgebildet ist, dass er trotz unterschiedlich orientierter Luftdurchströmung nicht
sowohl einen Kreuzgegenstrom als auch einen Kreuzgleichstrom bewirkt
bzw. bewirken kann.
-
Zumindest
einer der beiden Kühlmittelkästen ist
in vorteilhafter Ausgestaltung mittels einer oder mehrerer Trennwände in mehrere
Kammern unterteilt. In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung ist dabei
vorgesehen, dass die Anzahl der Zulaufstutzen von der Anzahl der
Ablaufstutzen abweicht. Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung,
bei der die Anzahl der Zulaufstutzen von der Anzahl der Ablaufstutzen
abweicht und bei der sämtliche
dieser Stutzen in den gleichen Kühlmittelkasten
münden,
ist zwangsläufig
vorgesehen, dass entweder wenigstens zwei Ablaufstutzen oder wenigstens
zwei Zulaufstutzen vorgesehen sind. In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung
ist dabei vorgesehen, dass zumindest die Stutzen, von denen zwei
oder mehr vorgesehen sind, in unterschiedliche, mittels Trennwänden voneinander
abgetrennte Kammern münden.
-
In
vorteilhafter Weiterbildung ist dabei vorgesehen, dass eine in Breitenrichtung
gegebene gedachte oder körperliche
(z.B. Trennwand) Ebene in dem (ersten) Kühlmittelkasten gegeben ist,
wobei zumindest zwei dieser Stutzen der gleichen Art, also zwei
Ablaufstutzen bzw. zwei Zulaufstutzen, auf unterschiedlichen Seiten
dieser gedachten oder körperlichen
Ebene vorgesehen sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass diese
Ebene von einer (Längs-)Trennwand gebildet
wird, was in vorteilhafter Ausgestaltung der Fall ist.
-
Eine
solche (Längs-)Trennwand
kann sich durchgehend über
die gesamte Breite des betreffenden Kühlmittelkastens erstrecken.
-
Es
kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Längstrennwände vorgesehen sind, die in
der gleichen Ebene liegen, allerdings innerhalb dieser Ebene versetzt
zueinander angeordnet sind, und zwar insbesondere in Breitenrichtung
versetzt zueinander angeordnet sind.
-
Der
Wärmeübertrager
bzw. Heizkörper
wird in entgegengesetzten Richtungen von Luft durchströmt. Dies
ist insbesondere so, dass unterschiedliche, jeweils in die Tiefe
des Wärmeübertragers
strömende
Luftströme
gegeben sind, die unterschiedlich orientiert sind. Zum entsprechenden
Leiten können entsprechende
Luftleitmittel vorgesehen sein, die beispielsweise – z.B. bei
Integration in eine Klimaanlage – durch ein Kanalsystem bereitgestellt
werden können.
-
Erfindungsgemäß ist ferner
eine Kraftfahrzeugklimaanlage vorgesehen, die einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager
aufweist. Dieser Wärmeübertrager
ist dabei vorteilhafter Weise als Heizkörper ausgebildet.
-
Ferner
wird ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage,
wie Heizkörper
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, vorgeschlagen, bei dem der Rohr-
bzw. Rohr/Rippen-Block in einem ersten Abschnitt von Luft in einer ersten
Richtung und in einem vom ersten Abschnitt verschiedenen zweiten
Abschnitt von Luft in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten
Richtung durchströmt
wird. Das System aus Kühlmittelkästen und
Rohren bzw. Flachrohren wird dabei von einem Kühlmittel durchströmt, wobei
die Wärmeübertragung
zwischen dem Kühlmittel
und der Luft sowohl im ersten Abschnitt als auch im zweiten Abschnitt
des Rohr- bzw. Rohr/Rippen-Block nach dem Kreuzgegenstrom-Prinzip
erfolgt.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragung
zwischen dem Kühlmittel
und der Luft in einem dritten, vom ersten Abschnitt und vom zweiten Abschnitt
verschiedenen Abschnitt des Rohr- bzw. Rohr/Rippen-Blocks nach dem
Kreuzstrom-Prinzip erfolgt. Dieser dritte Abschnitt kann dabei in
der Richtung Luft durchströmt
sein, in der die Luft durch den ersten Abschnitt strömt, oder
in der Richtung, in der die Luft durch den zweiten Abschnitt strömt, oder
in verschiedenen Teilabschnitten in gegenläufigen bzw. entgegengesetzten
Richtungen. Der dritte Abschnitt ist bevorzugt zwischen dem ersten
und dem zweiten Abschnitt gelegen.
-
1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers,
der Bestandteil einer beispielhaften erfindungsgemäßen Klimaanlage
sein kann, in schematischer Darstellung;
-
2 die
Gestaltung gemäß 1 in
einer teilweisen Explosionsansicht; und
-
3a bis 3c eine
dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliches
zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Wärmeübertragers,
der Bestandteil einer beispielhaften erfindungsgemäßen Klimaanlage
sein kann, in schematischer Darstellung.
-
Die 1 bis 3c zeigen
eine beispielhafte erfindungsgemäße Wärmeübertrager-Vorrichtungen 1 (kurz:
Wärmeübertrager 1),
die hier jeweils als Heizkörper-Vorrichtung 1 (kurz:
Heizkörper 1)
gestaltet ist, in verschiedenen, schematischen Ansichten. Dieser
Heizkörper 1 ist
in vorteilhafter Ausgestaltung Bestandteil einer beispielhaften,
erfindungsgemäßen Klimaanlage.
Eine solche beispielhafte erfindungsgemäße Klimaanlage kann beispielsweise
zusätzlich
zu dem beispielhaft in den 1 bis 3c gezeigten
Heizkörper 1 einen
Verdampfer aufweisen. In vorteilhafter Weiterbildung weist eine
solche Klimaanlage zusätzlich
einen Kondensator auf. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine
solche Klimaanlage ein Expansionsventil aufweist.
-
Der
Heizköper 1 ist
dabei in bevorzugter Gestaltung stromabwärts des Verdampfers angeordnet. Alternativ
kann allerdings auch vorgesehen sein, dass der Heizkörper parallel
zum Verdampfer angeordnet ist bzw. verschaltet ist.
-
Der
Heizkörper 1 weist
einen ersten – in
den Figuren oberen – Kühlmittelkasten 10 auf,
sowie einen zweiten – in
den Figuren unteren – Kühlmittelkasten 12.
Der erste Kühlmittelkasten 10 ist
mit dem zweiten Kühlmittelkasten 12 über eine
Vielzahl von Rohren 14 verbunden, die hier als Flachrohre
ausgebildet sind. Diese Flachrohre 14 können beispielsweise gefalzt
oder geschweißt
oder auf andere Weise hergestellt sein. Die Flachrohre sind in diesem
Ausführungsbeispiel
als Zwei-Kammer-Rohre bzw. als Zwei-Kanal-Rohre ausgebildet. Sie können beispielsweise
aus zwei einzelnen oder aus einem kombinierten Rohr bestehen. Dies
ist insbesondere so, dass sie zwei Kanäle ausbilden, und zwar insbesondere zwei
sich durchgehend wesentlichen gerade erstreckende Kanäle 16, 18.
Der erste, hier obere Kühlmittelkasten 10 der
beiden Kühlmittelkasten 10, 12 weist hier
eine Längstrennwand 20 auf,
die sich hier über die
gesamte Breite des ersten Kühlmittelkastens 10 bzw.
des Innenraums dieses Kühlmittelkastens 10 erstreckt.
In dem ersten – hier
oberen – Kühlmittelkasten 10 sind
ferner zwei Quertrennwände 22, 24 vorgesehen.
-
Die
beiden Quertrennwände 22, 24 erstrecken
sich auf entgegengesetzten Seiten der Längstrennwand 20. Die
Quertrennwände 20, 24 erstrecken
sich im Wesentlichen parallel zueinander. Quer zu ihrer Erstreckungsrichtung
bzw. in Breiten- bzw. Längsrichtung
des ersten Kühlmittelkastens 10 gesehen
sind die beiden Quertrennwände 22, 24 versetzt
zueinander angeordnet.
-
Die
Längstrennwand 20 ist
hier so ausgebildet und angeordnet, dass sie jeweils die beiden
Kammern 16, 18 der Flachrohre 14 strömungstechnisch voneinander
trennt. Dabei ist vorgesehen, dass die Flachrohre 14 eine
Rohrreihe 60 bilden. Ferner ist vorgesehen, dass die Kanäle 18 der
Flachrohre 14 eine Kanalreihe 62 bilden und die
jeweils anderen Kanäle 16 der
Flachrohre 14 eine weitere Kanalreihe 64 bilden.
-
Die
Längstrennwand 20 ist
dabei so ausgerichtet, dass sie zwischen der von den Kanälen 16 gebildeten
Kanalreihe 64 und der von den Kanälen 18 gebildeten
Kanalreihe 62 verläuft
bzw. diese beiden Kanalreihen 62, 64 voneinander
trennt.
-
Anzumerken
ist, dass in alternativer Ausgestaltung auch mehrere in ihrer Längsrichtung
mit einem jeweiligen Zwischenraum in Reihe angeordneter Längstrennwände 20 vorgesehen
sein können.
Beispielweise kann vorgesehen sein, dass an Stelle einer durchgehenden
Längstrennwand 20 eine
erste Längstrennwand
vorgesehen ist, die sich von einer in Längs- bzw. Breitenrichtung des
ersten Kühlmittelkastens 10 endseitig
gelegenen Stelle im Wesentlichen bzw. zumindest bis zu der Position
erstreckt, an der die erste Quertrennwand 22 gegeben ist,
und dass eine weitere Längstrennwand
in dieser Längs- bzw.
Breitenrichtung beabstandet zu der ersten Längstrennwand vorgesehen ist,
die sich von dem in Breitenrichtung bzw. in Längsrichtung anderen Ende dieses
ersten Kühlmittelkastens 10 zumindest
bis zu der Position erstreckt, an der die zweite Quertrennwand 24 gegeben
ist.
-
Während bei
der Gestaltung mit durchgehender Quertrennwand 20 im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ebenso
wie in den 3a bis 3c ein
System gebildet wird, bei der erste Kühlmittelkasten 10 in
vier Kammern 26, 28, 30, 32 unterteilt
ist, würde
bei der zweiten – zuvor
angesprochenen – Ausgestaltung
dieser ersten Kühlmittelkasten 10 in
nur drei Kammern unterteilt, wobei im Vergleich zum Vier-Kammer-Kühlmittelkasten
die dortigen Kammern 26, 28 eine gemeinsame Kammer bilden
würden.
-
Gemäß den in
den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen
weisen die Kühlmittelkästen 10, 12 jeweils
einen Rohrboden 34 bzw. 38 sowie einen Deckel 36 bzw. 40 auf.
Dies ist hier so, dass der Rohrboden 34 an bzw. auf bzw.
in den Deckel 36 auf der einen Seite dieses Deckels 36 ein-
bzw. auf- bzw. angesetzt
ist und der Rohrboden 38 in bzw. auf bzw. an eine Seite
des Deckels 40 ein- bzw. auf- bzw. angesetzt ist.
-
Die
Rohrböden 34 und 38 weisen
jeweils Öffnungen,
hier schlitzförmige Öffnungen,
zur Aufnahme eines jeweiligen Endes der Flachrohre 14 auf,
so dass die entsprechenden Flachrohre 14 mit ihren Enden
in den entsprechenden Öffnungen
der Rohrböden
eingesetzt sind.
-
Die
Rohrböden 34 bzw. 38 sind
dabei mit den ihn jeweils zugeordneten Deckeln 36 bzw. 40 verlötet und
die in die Rohrböden 34 bzw. 38 eingesetzten Flachrohre 14 sind
jeweils mit diesen Rohrböden 34 bzw. 38 verlötet.
-
Anzumerken
ist allerdings, dass in Bezug auf den ersten Kühlmittelkasten 10 und/oder
den zweiten Kühlmittelkasten 12 der
betreffende Rohrboden 34 bzw. 36 auch weggelassen
sein kann, und stattdessen an der entsprechenden, dem betreffenden
Kühlmittelkasten 10 bzw. 12 zugewandten
Seite die jeweiligen Enden der Flachrohre 14 für ein flächiges Aneinanderliegen
aufgeweitet sein können.
Die aneinander anliegenden Flachrohre bzw. Flachrohr-Endbereiche
können
dabei miteinander verlötet
sein.
-
Zwischen
Flachrohren 14 bzw. zwischen jeweils benachbarten Flachrohren 14 werden
Rohrzwischenräume 42 für eine Luftdurchströmung ausgebildet.
Es kann vorgesehen sein, dass in diesen Rohrzwischenräume 42 Wellrippen
vorgesehen sind; solche Wellrippen können beispielsweise mit den
jeweils benachbarten Rohren bzw. Flachrohren 14 verlötet sein.
-
Strömende Luft
ist in den Figuren schematisch durch die Pfeile 44 angedeutet,
die auf der ihrer Pfeilspitze abgewandten Seite Querstreifen aufweisen.
Der Kühlmittelstrom
ist in den Figuren schematisch und beispielhaft durch die Pfeile 46 angedeutet.
-
Die
Flachrohre 14 sind im Wesentlichen so ausgerichtet, dass
die von ihnen jeweils aufgespannten Ebenen parallel zueinander gelegen
sind.
-
Sie
erstrecken sich also mit den angesprochenen Ebenen im Wesentlichen
quer zur Breitenrichtung des Wärmeübertragers
bzw. Heizkörpers 1.
-
Der
Heizkörper 1 weist
ferner mehrere Öffnungen 48, 50, 52 auf, über welche
Kühlmittel
in den Heizkörper 1 zu-
bzw. aus dem Heizkörper 1 abströmen kann
bzw. soll, bzw. wobei dieses im Betrieb erfolgt. In den Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren
ist dieses so, dass die Öffnungen 48, 50 Öffnungen
für den
Zufluss von Kühlmittel
sind und die Öffnung 52 eine Öffnung für den Abfluss
von Kühlmittel ist.
-
Im
Bereich der Öffnungen 48, 50, 52 bzw.
für diese Öffnungen 48, 50, 52 werden
Anschlussstutzen 54, 56, 58 ausgebildet.
So ist der Anschlussstutzen 54 der Öffnung 48 für den Zufluss
von Kühlmittel
zugeordnet, der Anschlussstutzen 56 der Öffnung 50 für den Zufluss
von Kühlmittel
und der Anschlussstutzen 58 der Öffnung 52 für den Abfluss
von Kühlmittel.
-
Wie
den Figuren gut zu entnehmen ist, weist die Heizkörper-Vorrichtung 1 zwei
Zuläufe 70, 72 bzw.
zwei Zulauföffnungen 48, 58 bzw.
zwei Anschlussstutzen 54, 56 für einen Zulauf von Kühlmittel auf
sowie einen Ablauf 68 bzw. eine Öffnung 52 für den Abfluss
von Kühlmittel
bzw. einen Anschlussstutzen 58 für den Ablauf von Kühlmittel.
Die Anzahl der Zuläufe 70, 72 bzw.
Zulauföffnungen 48, 50 bzw.
Anschlussstutzen 54, 56 für den Zulauf von Kühlmittel, die
hier beispielhaft "zwei" ist, weicht somit
von der Anzahl der Abläufe 68 bzw.
Ablauföffnungen 52 bzw. Anschlussstutzen 58 für den Ablauf
von Kühlmittel, die
hier beispielhaft "eins" ist, ab.
-
In
den Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren
sind sämtliche
der angesprochenen Zuläufe 70, 72 bzw.
Zulauföffnungen 48, 50 bzw.
Anschlussstutzen 54, 56 für den Zulauf von Kühlmittel
und sämtliche
der angesprochenen Abläufe 68 bzw.
Ablauföffnungen 52 bzw.
Anschlussstutzen 58 für
den Ablauf von Kühlmittel
an dem ersten Kühlmittelkasten 10 angeordnet.
-
Der
zweite Kühlmittelkasten 12 dient
insbesondere bzw. insbesondere auch für eine Umlenkung des Kühlmittels.
In den Ausführungsbeispielen
wird das Kühlmittel
in dem zweiten Kühlmittelkasten 12 in der
Tiefe umgelenkt. Ferner findet in der Heizkörper-Vorrichtung 1 eine
gewisse Umlenkung in der Breite statt, die insbesondere darauf zurückzuführen ist,
dass die beiden Quertrennwände 22, 24 im
ersten Kühlmittelkasten 10 in
Längs-
bzw. Breitenrichtung des ersten Kühlmittelkastens 1 versetzt
angeordnet sind. Der zweite Kühlmittelkasten 12 ist
in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen frei von in
seinem Inneren angeordneten Trennwänden, d.h. insbesondere frei
von Längs-
und Quertrennwänden.
-
Wie
durch die bereits angesprochenen Pfeile 44 schematisch
angedeutet, wird der Wärmeübertrager
bzw. Heizkörper 1 bzw.
dessen Rohr- oder Rohr/Rippen-Block 66 im Betrieb von Luft
durchströmt,
die teilweise in einer ersten Strömungsrichtung und teilweise
in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Strömungsrichtung
strömt.
Dies ist insbesondere so, dass in Breitenrichtung des Heizkörpers 1 zwei – insbesondere
benachbarte – Bereiche ausgebildet
werden, die in einander entgegengesetzter Richtung im Betrieb von
Luft durchströmt
werden.
-
Für das Erzeugen
bzw. Erreichen dieser entgegengesetzten Luftströmung ist eine entsprechend geeignete
Einrichtung zum Erzeugen und/oder Lenken von Luft für eine Luftdurchströmung des
Heizkörpers
vorgesehen, die so ist, dass Luft den Rohrblock bzw. Rohr/Rippen-Block 66 in
zwei verschiedenen Bereichen entgegengesetzt zueinander durchströmt. Eine
derartige Einrichtung kann eine oder mehrere Mittel zum Erzeugen
eines Luftstroms aufweisen, wie beispielsweise Lüfter, und/oder Mittel zum Lenken bzw.
Leiten von Luft. Es kann vorgesehen sein, dass die Relativgeschwindigkeit
der strö menden
Luft zu der Einrichtung bzw. zu dem Wärmeübertrager 1 durch
die Bewegung eines Kraftfahrzeugs, in dem dieser Wärmeübertrager 1 verbaut
ist, bewirkt wird und die angesprochene Einrichtung somit nur Mittel zum
Lenken bzw. Leiten von Luft aufweist. Diese Mittel zum Lenken bzw.
Leiten von Luft können
beispielsweise von einer Art Kanalsystem gebildet werden, das Bestandteil
einer Klimaanlage ist. So kann die durch den Fahrtwind bewirkte
bzw. diesen bildende Luft einerseits so gelenkt werden, dass sie
den Heizkörper
von "vorne" in einem Abschnitt
durchströmt
und den angesprochenen Heizkörper 1 in
einem anderen Abschnitt von "hinten" durchströmt.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Strömungsrichtungen
der Luft im Bereich des Heizkörpers 1 nach
Art einer Reihenschaltung derart miteinander verschaltet sind, dass
die Luft den Heizkörper 1 zunächst in
der einen Richtung durchströmt
und anschließend
in der anderen, entgegengesetzten Richtung.
-
Es
kann aber auch vorgesehen sein, dass die den Heizkörper 1 in
unterschiedlichen Richtungen durchströmende Luft nach Art einer Parallelschaltung
verschaltet ist, so dass parallel strömende Luftströme in Betrieb
den Wärmeübertrager 1 in
entgegengesetzten Richtungen durchströmen.
-
Die
entsprechende Einrichtung ist – wie
bereits erwähnt – in den
Figuren nicht explizit dargestellt, und zwar insbesondere aus Gründen der Übersichtlichkeit.
In den Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren
ist der Heizkörper 1 so
aufgeteilt, dass bis zur Mitte des Heiznetzes die Luft in die eine
Richtung strömt
und spiegelsymmetrisch auf der anderen Seite die Luft entgegengesetzt
durch den Heizkörper 1 strömt. In diesem
Zusammenhang sei allerdings angemerkt, dass selbstverständlich auch
eine andere Art der Aufteilung gegeben sein kann, und zwar insbesondere
eine asymmetrische Art der Aufteilung. Es kann insbesondere dabei
vorgesehen sein, dass die Aufteilung der Bereiche, die in unterschiedlichen Richtungen
bzw. entgegengesetzten Richtungen von Luft durchströmt sind,
an individuelle Bedingungen bzw. Anforderungen des Einsatzzweckes
angepasst sind. Wie angesprochen ist gemäß den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren
ein Heizkör per 1 gezeigt,
der zwei Kühlmittelzuläufe 70, 72 und
einen Kühlmittelablauf 68 besitzt.
Alternativ kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass ein derartiger Heizkörper 1 einen
Zulauf und zwei Abläufe
aufweist. Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen,
dass der dortige Kühlmittelablauf 68 bzw.
die Öffnung 52 für den Abfluss
von Kühlmittel
bzw. der Anschlussstutzen 58 für den Ablauf von Kühlmittel
in Längsrichtung
bzw. Breitenrichtung des Heizkörpers 1 zwischen
den beiden Zuläufen 70, 72 bzw.
Zulauföffnungen 48, 58 bzw.
Anschlussstutzen 54, 56 für einen Zulauf von Kühlmittel angeordnet
ist.
-
Die
beiden Zuläufe
bzw. Anschlussstutzen 54, 56 bzw. Öffnungen 48, 50 für den Zulauf
von Kühlmittel
münden
bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren
auf unterschiedlichen Seiten der Längstrennwand 20 bzw.
der hierdurch gebildeten Ebene in den ersten Kühlmittelkasten 10.
Somit werden über
den einen 54 dieser beiden Anschlussstutzen 54, 56 für den Zulauf
von Kühlmittel
Kanäle 16 einer
ersten 64 der beiden Kanalreihen 62, 64 der
Kanäle 16, 18 der
Flachrohre 14 versorgt, und über den anderen 56 dieser
beiden Anschlussstutzen 54, 56 Kanäle 18 der
anderen Kanalreihe 62 der Flachrohre 14 mit Kühlmittel
versorgt. Über
die Anschlussstutzen 54, 56 werden jedoch nicht
jeweils über
die gesamte Breite des Heizkörpers
Flachrohre mit Kühlmittel
versorgt. Wie bereits angesprochen sind hier zwei Quertrennwände 22, 44 im
ersten, hier oberen, Kühlmittelkasten 10 zusätzlich vorgesehen.
-
Der
bereits angesprochene Anschlussstutzen 58 für den Abfluss
von Kühlmittel,
der auch als Ablaufstutzen 58 bezeichnet werden kann, ist – in Längsrichtung
bzw. Breitenrichtung des Wärmeübertragers 1 gesehen – zwischen
den beiden angesprochenen Querwänden 22, 24 angeordnet.
Dieser Ablaufstutzen 58 ist hier so angeordnet, dass er
sich in Tiefenrichtung des Wärmeübertragers 1 über die Längstrennwand 20 so
erstreckt, dass er bzw. die hierdurch gebildete Öffnung in Kammern 26, 28 mündet, die
auf unterschiedlichen Seiten der Längstrennwand 20 angeordnet
sind.
-
In
den jeweiligen, dem jeweils gleichen Flachrohr zugeordneten Kanälen bzw.
Kammern ist in dem Bereich, der in Breitenrichtung zwischen den beiden
Quertrennwänden 22, 24 gelegen
ist, die Strömungsrichtung
in diesen beiden Kanälen 16, 18 bzw.
Kammern gleich. Wie gut 2 zu entnehmen ist, ist die
Strömungsrichtung
in dem angesprochenen Bereich so, dass sie in Richtung des Ablaufstutzens
gerichtet ist.
-
In
dem Bereich, der außerhalb
des Zwischenbereichs zwischen den beiden Quertrennwänden 22, 24 – in Breitenrichtung
gesehen – gelegen
ist, ist die Strömungsrichtung
in den beiden Kammern bzw. Kanälen 16, 18 der
jeweils gleichen Flachrohre 14 unterschiedlich bzw. ist
die Strömungsrichtung
in den in der Tiefe angeordneten Flachrohren entgegengesetzt.
-
Bei
den anhand der Figuren erläuterten
Ausführungsbeispielen
ist vorgesehen, dass sich die Kanäle der Flachrohre 14,
die – in
Strömungsrichtung gesehen – jeweils
den Zulaufstutzen 54, 56 zugewandt sind, nicht über die
gesamte Breite des Heizkörpers 1 erstrecken
und dass die Kanäle
der Flachrohre 14, die dem Ablaufstutzen zugewandt sind,
so angeordnet sind, dass entlang der gesamten Breite solche Kanäle gegeben
sind. Dies ist hier so, dass ein Abschnitt der beiden Kanalreihen 62, 64 überlappend
angeordnet ist und somit im Wesentlichen die gesamte Breite des
Heizkörpers 1 überdeckt.
-
Von
außen
bis zur Position der Quertrennwände 22, 24 besteht
zwischen dem Kühlmittel
in den Flachrohren 14 und der Luft eine Kreuzgegenströmung. Zwischen
den Quertrennwänden 22, 24 – in Breitenrichtung
des Heizkörpers 1 gesehen – erfolgt
eine Kreuzströmung.
Bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren
ist dieser letztgenannte Bereich allerdings deutlich geringer.
-
Gemäß den anhand
der Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele
ist der akkumulierte Flachrohrquerschnitt, der durchströmt wird,
bevor das Kühlmittel
den Heizkörper 1 verlässt, größer als
der akkumulierte Flachrohrquerschnitt, der durchströmt wird, nachdem
Kühlmittel
in den Heizkörper 1 eingetreten ist.
Dies ist hier so, dass der Flachrohrquerschnitt, der beim Strömen von
Kühlmittel
von dem ersten Kühlmittelkasten 10 in
den zweiten Kühlmittelkasten 12 durchströmt wird,
geringer ist als der akkumulierte Flachrohrquerschnitt, der durchströmt wird,
wenn Kühlmittel
vom zweiten Kühlmittelkasten 12 in
den ersten Kühlmittelkasten 10 strömt.
-
Wie
die Ausführungsbeispiele
zeigen, wird durch die Erfindung die Basis für eine Vielzahl von Vorteilen
gelegt, von denen einige beispielhaft im Folgenden erläutert werden
sollen, wobei anzumerken ist, dass nicht bei jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform
sämtliche
oder mehrere oder zumindest einer dieser Vorteile erreicht werden
muss. Es wird eine Kreuzgegenströmung
ermöglicht,
die in der Regel thermodynamisch besser als ein Kreuzgleichstrom
ist, und zwar trotz unterschiedlicher Luftdurchströmungsrichtung.
Dies ermöglicht
wiederum eine höhere
Leistung. Ferner wird eine variable Aufteilung über das Wärmeübertragernetz ermöglicht,
und zwar insbesondere angepasst an die Luftströmung. Überdies wird kein zusätzlicher
Bauraum des Wärmeübertragers
notwendig. Bei bekannten Vorrichtungen sind einige Bereiche im Kreuzgleichstrom
verschaltet, was im Gegensatz zum Kreuzgegenstrom eine Leistungseinbuße darstellt.
Die anhand der Figuren erläuterten
Wärmeübertrager
sind für
alle möglichen Wärmeübertrager
einsetzbar, sofern eine Umlenkung in der Tiefe erfolgt.
-
Es
iost insbesondere vorgesehen, dass der Volumenstrom im Inneren der
Luftrichtung derart angepasst ist, dass immer Kreuzgegenstrom – bzw. gegebenenfalls
abschnittsweise zusätzlich
Kreuzstrom – gegeben
ist.
-
Die
in den 1 bis 3c gezeigten Gestaltungen eines
Wärmeübertrager 1 können beispielsweise
als Lötkonstruktion
gestaltet sein. Im Rahmen der Herstellung können sie beispielsweise lotplattiert
und in einem Lötofen
verlötet
sein.
-
Anzumerken
ist, dass die in den Fig. gezeigten Wärmeübertrager 1 für die Durchführung eines beispielhaften
erfindungsgemäßen Verfahrens
verwen det werden können.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergeben sich auch Weiterbildungen
eines derartigen erfindungsgemäßen Verfahrens.