[go: up one dir, main page]

DE102006056774A1 - Kühlflüssigkeitskühler - Google Patents

Kühlflüssigkeitskühler Download PDF

Info

Publication number
DE102006056774A1
DE102006056774A1 DE200610056774 DE102006056774A DE102006056774A1 DE 102006056774 A1 DE102006056774 A1 DE 102006056774A1 DE 200610056774 DE200610056774 DE 200610056774 DE 102006056774 A DE102006056774 A DE 102006056774A DE 102006056774 A1 DE102006056774 A1 DE 102006056774A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
coolant
tubes
heat exchanger
cooler
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610056774
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Dr.-Ing. Ambros
Stephan Dipl.-Ing. Hildinger
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.)
Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Modine Manufacturing Co filed Critical Modine Manufacturing Co
Priority to DE200610056774 priority Critical patent/DE102006056774A1/de
Priority to PCT/US2007/017437 priority patent/WO2008019117A2/en
Publication of DE102006056774A1 publication Critical patent/DE102006056774A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0316Assemblies of conduits in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0417Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating/cooling the heat exchange medium at different temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0243Header boxes having a circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/182Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers with multiple heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04Lubricant cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08Cabin heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0089Oil coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091Radiators
    • F28D2021/0094Radiators for recooling the engine coolant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlflüssigkeitskühler, der flache Rohre (1) und dazwischen angeordnete Rippen (2) aufweist, die ein Kühlnetz (3) bilden und von Kühlluft durchströmt werden, um die in den flachen Rohren (1) strömende Kühlflüssigkeit zu kühlen, wobei die Enden der flachen Rohre (1) mit Öffnungen in Sammelkästen (4) oder mit Öffnungen in Rohrböden, die mit den Sammelkästen (4) verbunden sind, zusammenwirken, und mit wenigstens einer Trennwand (5) im Sammelkasten, um einen sich über die von Kühlluft angeströmte Fläche (A) des Kühlnetzes (3) und über einen Teil der Kühlnetztiefe (T) sich erstreckenden Niedertemperaturstrom (NT) und einen, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, dahinter liegenden Hochtemperaturstrom (HT) im Kühlflüssigkeitskühler zu erzeugen. Eine spürbare bauliche Vereinfachung des Kühlflüssigkeitskühlers wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Sammelkasten (4), der den Eintrittssammelkasten (4E) darstellt ohne innere Unterteilung ausgebildet ist, dass sich eine oder mehrere Längstrennwände (5L) in dem Austrittssammelkasten (4A) befinden, und dass die Ströme (NT; HT) vom Eintrittssammelkasten (4E) zum Austrittssammelkasten (4A) in einer gemeinsamen Richtung durch die flachen Rohre (1) laufen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlflüssigkeitskühler, der flache Rohre und dazwischen angeordnete Rippen aufweist, die ein Kühlnetz bilden und von Kühlluft durchströmt werden, um die in den flachen Rohren strömende Kühlflüssigkeit zu kühlen, wobei die Enden der flachen Rohre mit Öffnungen in Sammelkästen oder mit Öffnungen in Rohrböden, die mit den Sammelkästen verbunden sind, zusammenwirken, und mit wenigstens einer Trennwand in einem der Sammelkästen, um einen sich über die von Kühlluft angeströmte Fläche des Kühlnetzes und über einen Teil der Kühlnetztiefe sich erstreckenden Niedertemperaturstrom und einen in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen dahinter liegenden Hochtemperaturstrom im Kühlflüssigkeitskühler zu erzeugen.
  • Der nächstliegende der Anmelderin bekannte Stand der Technik, der die genannten Merkmale besitzt, kann der WO 02/48516 A1 entnommen werden. Dort wird der Kühlflüssigkeitsstrom bereits vor dem Eintritt in den Eintrittssammelkasten des Kühlers in zwei Ströme aufgeteilt, die dann innerhalb des Kühlflüssigkeitskühlers in einen Niedertemperaturstrom und in einen Hochtemperaturstrom sozusagen „umgewandelt" werden. Das geschieht dadurch, dass die Ströme mittels Trennwänden sowohl im Eintrittskasten als auch im Austrittskasten zum Teil mehrfach umgelenkt werden, um bestimmte gewünschte Temperaturunterschiede zwischen den Strömen zu erhalten. Allerdings wird der Kühler durch die zahlreichen Trennwände recht aufwändig in der Herstellung. Darüber hinaus führen die zahlreichen Umlenkungen der Kühlflüssigkeit innerhalb des Kühlers bzw. innerhalb des Kühlnetzes zu einem nicht unbeachtlichen Druckverlust der Kühlflüssigkeit.
  • Diese Nachteile dürfen auch dem Wärmetauscher nachgesagt werden, der aus der WO 03/046457 A1 bekannt ist, obwohl auch mit diesem Wärmetauscher beachtliche Temperaturunterschiede realisierbar sein werden. Dort ist die Zahl der Trennwände und der Umlenkungen scheinbar noch größer. Darüber hinaus fehlt diesem Wärmetauscher das oben genannte Merkmal, wonach sich der Niedertemperaturbereich bzw. die Bereiche bzw. die Ströme über die angeströmte Fläche des Kühlnetzes ausdehnen sollen. Da in beiden Sammelkästen Trennwände vorhanden sind, wird ein Teil der angeströmten Kühlnetzfläche von einem Hochtemperaturstrom belegt und ein anderer Teil der angeströmten Kühlnetzfläche von einem Niedertemperaturstrom.
  • Letzteres trifft auch zu für den integrierten Wärmetauscher der aus FR 2 682 160 bekannt ist. Dort befindet sich der Niedertemperaturbereich seitlich neben dem Hochtemperaturbereich, also ist auch dort die angeströmte Kühlnetzfläche, wie beschrieben, aufgeteilt, was im Übrigen scheinbar den 4 und 5 aus der WO 02/48516 A1 entspricht, die allerdings wesentlich jünger ist als die FR'160. Schließlich trifft das auch zu für den Kühlflüssigkeitskühler der aus der WO 98/12425 bekannt ist. Dort befindet sich der Niedertemperaturbereich unterhalb des Hochtemperaturbereiches.
  • In früheren Zeiten hat man oftmals zwei separate Kühler vorgesehen, wobei der eine Kühler einen Kühlflüssigkeitsstrom höherer Temperatur und der separate Kühler oder Nebenkühler einen Kühlflüssigkeitsstrom niederer Temperatur bereitgestellt hat. Ein Beispiel für diese Bauweise geht aus dem EP 54 792 A2 hervor.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der baulichen Vereinfachung des eingangs beschriebenen Kühlflüssigkeitskühlers, ohne seine Wirksamkeit über Gebühr zu verschlechtern.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich mit einem Kühlflüssigkeitskühler, der sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Es ist vorgesehen, dass der den Eintrittssammelkasten darstellende Sammelkasten ohne innere Unterteilung ausgebildet ist, dass sich eine oder mehrere Längstrennwände in dem Sammelkasten befinden, der den Austrittssammelkasten darstellt, und dass die Ströme vom Eintrittssammelkasten zum Austrittssammelkasten in einer gemeinsamen Richtung durch die flachen Rohre laufen. Gemäß diesem Vorschlag wird also – im Gegensatz zur WO 02/48516 A1 – die Aufteilung des Kühlflüssigkeitsstromes in wenigstens zwei Ströme, die nach Verlassen des Kühlflüssigkeitskühlers unterschiedliche Temperaturen aufweisen im Kühlflüssigkeitskühler selbst vorgenommen. Bei mit diesen Merkmalen ausgestatteten Kühlflüssigkeitskühlern für Kraftfahrzeuge hat man ziemlich überraschend festgestellt, dass Temperaturunterschiede zwischen den Strömen zu erreichen sind, die im Bereich von +/– 10 K liegen, was für zahlreiche Applikationen ausreichend ist. Aus den aufgeführten Merkmalen selbst ergibt sich, dass der erfindungsgemäße Kühlflüssigkeitskühler im Vergleich zu dem vorne aufgeführten Stand der Technik deutlich vereinfacht wurde, was zur Reduzierung der Baukosten führt. Beispielsweise wird hier auf Quertrennwände vollständig verzichtet. Im Eintrittssammelkasten befindet sich keine Trennwand. Im Austrittssammelkasten befinden sich nur Längstrennwände, meistens reicht eine einzige aus. Dies macht die bauliche Vereinfachung deutlich. In manchen Anwendungen sind zwei mit Abstand und vorzugsweise parallel laufende Längstrennwände vorhanden.
  • In diesen Fällen können dann zwei Niedertemperaturströme erzielt werden. Die Begriffe „längs" und „quer" beziehen sich auf die Längsrichtung des Sammelkastens unabhängig davon, wie der Kühlflüssigkeitskühler im Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die Erreichung des gesetzten Zieles wird auch dadurch unterstützt, dass die flachen Rohre in einer einzigen Reihe flacher Mehrkammerrohre angeordnet und ausgebildet sind, denn auch diese Maßnahme vereinfacht den Kühlflüssigkeitskühler. Da auf Umlenkungen der Kühlflüssigkeit, insbesondere auf Gegenstrom innerhalb des Kühlnetzes gänzlich verzichtet wird, fällt der Druckverlust vergleichsweise sehr gering aus, was sich insbesondere am Energieverbrauch der Kühlflüssigkeitspumpe bemerkbar machen wird.
  • Es ist vorgesehen, dass am Austrittssammelkasten wenigstens zwei Austrittsöffnungen vorhanden sind, durch die die Ströme mit unterschiedlichen Temperaturen den Kühler verlassen. Im Eintrittssammelkasten reicht eine einzige Öffnung aus, in die vorzugsweise der gesamte Kühlflüssigkeitsstrom – auf jeden Fall aber der deutlich größte Anteil desselben – eintritt, wodurch jedoch nicht ausgeschlossen ist, dass der Kühlflüssigkeitsstrom durch mehrere Öffnungen in den nicht unterteilten Eintrittssammelkasten eintreten könnte.
  • Die flachen Rohre des Kühlflüssigkeitskühlers sind, wie oben erwähnt, flache Mehrkammerrohre mit zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten, die in einer einzigen Reihe angeordnet sind. Dies gilt unabhängig von der Tiefe des Kühlnetzes. Somit können die Mehrkammerrohre Tiefenabmessungen bzw. Abmessungen ihrer in Kühlluftströmungsrichtung sich erstreckenden Breitseiten aufweisen, die beispielsweise zwischen 20 und 300 mm liegen. Mit besonderem Vorzug sind die Mehrkammerrohre aus wenigstens einem umgeformten Blechstreifen herstellbar, dessen Dicke im Bereich von 0,03 bis 0,20 mm liegt. Ein ganz besonders vorteilhaftes Mehrkammerrohr ist aus drei Blechstreifen hergestellt, wobei zwei Blechstreifen die Wand des Mehrkammerrohres bilden und der dritte gewellte Blechstreifen einen Inneneinsatz bildet, der die Kammern des Rohres ausbildet. Diese Merkmale tragen ebenfalls zur Senkung der Baukosten bei und darüber hinaus wird durch die extrem geringe Wanddicke die Wärmetauscheffizienz positiv beeinflusst.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Figuren zeigen Folgendes:
  • 1 Frontansicht eines Kühlflüssigkeitskühlers im Prinzip;
  • 1a Seitenansicht davon;
  • 2 Frontansicht eines anderen Kühlflüssigkeitskühlers im Prinzip;
  • 3 Querschnitt eines bevorzugten flachen Mehrkammerrohres des Kühlflüssigkeitskühlers;
  • 4 und 5 Kühlkreisläufe mit Kühlflüssigkeitskühler;
  • 68 Darstellung von Untersuchungsergebnissen;
  • 9 Ausschnitt aus einem Kühler;
  • Der Kühlflüssigkeitskühler besitzt flache Rohre 1 und dazwischen angeordnete Rippen, die gemeinsam das Kühlnetz 3 bilden. Die Kühlluft durchströmt die Rippen 2, um die in den flachen Rohren 1 strömende Kühlflüssigkeit zu kühlen. Die Enden der flachen Rohre 1 münden in einen Eintrittssammelkasten 4E und am gegenüberliegenden Ende in einen Austrittssammelkasten 4A. Die 1 und 2 zeigen einen Blick auf die von der Kühlluft angeströmten Seite des Kühlflüssigkeitskühlers. In der 2 wurde die von der Kühlluft angeströmte Fläche des Kühlnetzes 3 mit einer gestrichelten Linie umfasst und mit A bezeichnet. Es handelt sich um die gesamte Kühlnetzfläche. Der gesamte zu kühlende Kühlflüssigkeitsstrom tritt durch eine Öffnung 41 in den Eintrittssammelkasten 4E ein. In der 2 besitzt der Austrittssammelkasten 4A eine einzige Längstrennwand 5L, wie sie beispielsweise in der 4 als einfacher Strich 5L eingezeichnet wurde. Mit dieser einen Längstrennwand 5L stellen sich ein Niedertemperaturstrom NT und ein Hochtemperaturstrom HT ein, die beide den Austrittskasten 4A über je eine Öffnung 40 verlassen. Im Unterschied dazu besitzt der Kühlflüssigkeitskühler aus den 1 und 1a zwei parallele Längstrennwände 5L, weshalb dort zwei Niedertemperaturströme NT1 und NT2 ausgebildet werden. Die Sammelkästen 4 sind vorzugsweise aus Kunststoff und die Längstrennwand/wände 5L ist/sind integraler Bestandteil der Sammelkästen, was auch die Stabilität erhöht, ohne außergewöhnliche Kosten zu verursachen. Der Kühlflüssigkeitskühler in der 5 hat demgegenüber drei Längstrennwände 5L, mit der Folge, dass ein weiterer Strom NT3 ausgebildet werden kann. Die Kühlnetztiefe T wurde in den 3 und 4 eingezeichnet. Die Längstrennwände 5L sind so angeordnet, dass jeder Strom NT, HT einen bestimmten Anteil der Kühlnetztiefe T belegt. Die Ströme NT, HT durchströmen das Kühlnetz 3 parallel und in eine gemeinsame Richtung vom Eintrittssammelkasten 4E zum Austrittssammelkasten 4A, was die Pfeile in den 1, 2, 4 und 5 anzeigen sollen. Es sollte soweit klar sein, dass an der Kühlluftanströmseite A der am meisten abgekühlte Strom NT liegen muss, da dort die höchste Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft und der Kühlflüssigkeit vorhanden ist. Damit sich die Ströme NT und HT ausbilden können, muss entweder jedem Strom NT, HT eine extra Reihe flacher Rohre zugeordnet werden, oder es muss eine einzige Reihe aus Mehrkammerrohren 1M eingesetzt werden, die sich über sämtliche Ströme NT, HT erstreckt. Die zuletzt genannte Maßnahme ist besonders bevorzugt, da sie zur baulichen Vereinfachung beiträgt. Die Mehrkammerrohre 1M besitzen Abmessungen ihrer in Kühlluftströmungsrichtung sich erstreckenden Breitseiten 11, die beispielsweise zwischen 20 und 300 mm liegen, was möglichen Tiefenmaßen T des Kühlnetzes entspricht.
  • Die im Kühlflüssigkeitskühler vorhandenen flachen Mehrkammerrohre 1M als Bestandteile des Kühlnetzes 3 sind gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform aus drei umgeformten endlosen Blechstreifen a, b, und c herstellbar. Die Blechstreifen a und b sind identisch ausgebildet, wobei der eine Längsrand der Blechstreifen mit einem größeren Bogen ausgestattet wurde als der andere Längsrand. Die beiden Blechstreifen a, b werden dann so zueinander angeordnet, dass der größere Bogen des einen Blechstreifens den kleinern Bogen des andere Blechstreifens umgreift, um die beiden Schmalseiten 10 des Mehrkammerrohres 1M zu bilden, wie das in der 3 zu sehen ist. Dort ist weiterhin zu sehen, dass der dritte Blechstreifen c mit einer Wellung ausgebildet ist, die die Kammern K des Mehrkammerrohres 1M bilden. Der gewellte Blechstreifen c wird im Zuge der Zusammenführung der die Rohrwand bildenden Blechstreifen a und b dazwischen eingeführt. Die Längsränder des Blechstreifens c wurden ebenfalls umgeformt und liegen innen in den Schmalseiten 10 des Mehrkammerrohres 1M an, um dieselben deutlich zu verstärken. Die Dicke d der die Rohrwand bildenden Blechstreifen a und b liegt etwa zwischen 0,06 mm und 0,20 mm und die Dicke des Blechstreifens c, der den Inneneinsatz bildet, liegt zwischen 0,03mm und 0,10 mm. Wegen der extrem geringen Blechdicken d sind zwei stabile Schmalseiten 10 des Mehrkammerrohres 1M von besonderem Interesse.
  • Aus dem vereinfachten Kühlkreislauf gemäß der 4 geht hervor, dass der Niedertemperaturstrom NT zum Beispiel zur Getriebeölkühlung GÖK herangezogen wird. Der Hochtemperaturstrom HT dient hauptsächlich der Kühlung des Antriebsmotors des Kraftfahrzeuges. Im Kühlkreislauf gemäß der 5 werden andere Kühlbedarfe mit mehreren NT-Kreisläufen abgedeckt. So kann zum Beispiel der eine NT-Strom gemeinsam der Kühlung von Elektronikbauteilen und von Öl dienen. Ein anderer NT-Strom wird zur indirekten Ladeluftkühlung herangezogen. Ein weiterer NT-Strom kann zum Wärmeaustausch mit dem Kältemittel einer Klimaanlage verwendet werden, oder auch noch anderen Zwecken dienen.
  • Mit der beschriebenen Ausbildung des Kühlflüssigkeitskühlers können Temperaturunterschiede zwischen dem NT-Strom und dem HT-Strom erzeugt werden, die etwa bei 7–11 K liegen.
  • Darüber hinaus haben sich die Erfinder mit den Fragen beschäftigt, inwieweit man schwankenden Kühlanforderungen noch besser entsprechen kann und wo die optimale Position der Längstrennwände 5L liegen sollte. Zunächst sehen sie die Möglichkeit vor, die Strömungsgeschwindigkeit v im NT-Strom identisch mit derjenigen im HT-Strom auszubilden. Dadurch kann trotz des Vorsehens eines Niedertemperaturstromes die bereitgestellte Kühlleistung des Kühlflüssigkeitskühlers ausgenutzt werden. Es können aber auch Strömungswiderstände eingebaut werden, mit denen die Strömungsgeschwindigkeiten v innerhalb gewisser Grenzen beeinflusst werden können. (7 und 8) In der 4 wurde mit W ein Strömungswiderstand im NT-Strom angedeutet. Es handelt sich dabei um eine Drossel oder dergleichen. Ähnliches kann dann auch im HT-Strom vorgesehen werden. Damit kann auf bestimmte Betriebsituationen des Kraftfahrzeuges, die schwankende Kühlanforderungen nach sich ziehen noch besser reagiert werden.
  • Die 6 zeigt Ergebnisse von Untersuchungen der Frage, wie sich die Temperaturverläufe in den Strömen einstellen, wenn die Position der Längstrennwand 5L verändert wird. Die Untersuchungen wurden mit einem Kühlnetz 3 der Tiefe T von etwa 55 mm durchgeführt, was auf der Abszisse aufgetragen wurde. Auf der rechten Ordinate wurde die Kühlleistung in KW aufgetragen und auf der linken Ordinate die Temperatur der Kühlflüssigkeit. Die Kurven zeigen den Temperaturverlauf im NT- und im HT-Strom in Abhängigkeit von der Position der Längstrennwand 5L. Befindet sich zum Beispiel eine Längstrennwand 5L bei 40 mm für den HT-Strom und somit bei 15 mm für den NT-Strom, stellt sich eine Austrittstemperatur von etwa 78°C im HT-Strom und etwa 68°C im NT-Strom ein. Unter den dort angegebenen Randbedingungen: Kühllufttemperatur etwa 29,5°C, Massenstrom etwa 6,61 kg/s, Kühlflüssigkeitseintrittstemperatur 97°C usw.
  • Die 9 zeigt die Rohrenden des Kühlnetzes 3 aus Mehrkammerrohren 1M und Wellrippen 2. Die Rohrenden stecken in Öffnungen 45 eines Sammelkastens 4 oder eines Rohrbodens. Wie aus der Darstellung weiter zu sehen ist, besitzt der Sammelkasten/Rohrboden 4 eine etwa halbrunde Kontur. Die Rohrenden stehen jedenfalls nicht nach innen über, um keinen unnötigen Druckverlust in der Kühlflüssigkeit zu erzeugen. Das Oberteil des Sammelkastens 4 wurde nicht gezeichnet. Es ist ebenfalls etwa halbrund, sodass ein runder oder ovaler Querschnitt des Sammelkastens 4 vorliegt, der eine gute Druckstabilität aufweist.

Claims (10)

  1. Kühlflüssigkeitskühler, der flache Rohre (1) und dazwischen angeordnete Rippen (2) aufweist, die ein Kühlnetz (3) bilden und von Kühlluft durchströmt werden, um die in den flachen Rohren (1) strömende Kühlflüssigkeit zu kühlen, wobei die Enden der flachen Rohre (1) mit Öffnungen in Sammelkästen (4) oder mit Öffnungen in Rohrböden, die mit den Sammelkästen (4) verbunden sind, zusammenwirken, und mit wenigstens einer Trennwand (5) im Sammelkasten, um einen sich über die von Kühlluft angeströmte Fläche (A) des Kühlnetzes (3) und über einen Teil der Kühlnetztiefe (T) sich erstreckenden Niedertemperaturstrom (NT) und einen, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, dahinter liegenden Hochtemperaturstrom (HT) im Kühlflüssigkeitskühler zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (4), der den Eintrittssammelkasten (4E) darstellt ohne Trennwand ausgebildet ist, dass sich eine oder mehrere Längstrennwände (5L) in dem Austrittssammelkasten (4A) befinden, und dass die Ströme (NT; HT) vom Eintrittssammelkasten (4E) zum Austrittssammelkasten (4A) in einer gemeinsamen Richtung durch die flachen Rohre (1) laufen.
  2. Kühlflüssigkeitskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Rohre (1) in einer einzigen Reihe flacher Mehrkammerrohre (1M) angeordnet und ausgebildet sind.
  3. Kühlflüssigkeitskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Rohre (1) in mehreren Reihen im Kühlnetz (3) angeordnet sind, wobei jede Reihe einem Strom (NT bzw. HT) zugeordnet ist.
  4. Kühlflüssigkeitskühler nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Austrittssammelkasten (4A) wenigstens zwei Austrittsöffnungen (40) vorhanden sind, durch die die Ströme (NT; HT) mit unterschiedlichen Temperaturen den Kühler verlassen.
  5. Kühlflüssigkeitskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Eintrittssammelkasten (4E) eine Eintrittsöffnung (41) vorhanden ist, um wenigstens den größten Teil des gesamten Kühlflüssigkeitsstromes aufzunehmen.
  6. Kühlflüssigkeitskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Niedertemperaturströme (NT1, NT2...) neben dem Hochtemperaturstrom (HT) ausgebildet sind.
  7. Kühlflüssigkeitskühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Mehrkammerrohre (IM) zwei Schmalseiten (10) und zwei Breitseiten (11) aufweisen und durch Umformung wenigstens eines endlosen Blechstreifens herstellbar sind, dessen Dicke (d) etwa zwischen 0,03–0,20 mm liegt.
  8. Kühlflüssigkeitskühler gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkammerrohre (1M) aus drei endlosen Blechstreifen (a, b, c) herstellbar sind, wobei zwei Blechstreifen (a, b) die Wand des Rohres bilden und wobei der dritte Blechstreifen (c) einen gewellten Inneneinsatz darstellt, wodurch die Kammern (K) des Mehrkammerrohres (IM) ausgebildet sind.
  9. Kühlflüssigkeitskühler nach den Ansprüchen 1, 2, 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstreifen (a, b) identisch ausgebildet sind, wobei der eine Längsrand der Blechstreifen (a, b) mit einem größeren Bogen ausgestattet wurde wie der andere Längsrand, wobei die beiden Blechstreifen (a, b) so zueinander angeordnet sind, dass der größere Bogen des einen Blechstreifens den kleinern Bogen des andere Blechstreifens umgreift, um die beiden Schmalseiten (10) des Mehrkammerrohres (1M) zu bilden.
  10. Kühlflüssigkeitskühler gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkammerrohre (1M) Abmessungen ihrer in Kühlluftströmungsrichtung sich erstreckenden Breitseiten besitzen, die zwischen 20 und 300 mm liegen, was möglichen Tiefenmaßen (T) des Kühlnetzes (3) entspricht.
DE200610056774 2006-08-05 2006-12-01 Kühlflüssigkeitskühler Withdrawn DE102006056774A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610056774 DE102006056774A1 (de) 2006-12-01 2006-12-01 Kühlflüssigkeitskühler
PCT/US2007/017437 WO2008019117A2 (en) 2006-08-05 2007-08-06 Heat exchanger and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610056774 DE102006056774A1 (de) 2006-12-01 2006-12-01 Kühlflüssigkeitskühler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006056774A1 true DE102006056774A1 (de) 2008-06-12

Family

ID=39363009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610056774 Withdrawn DE102006056774A1 (de) 2006-08-05 2006-12-01 Kühlflüssigkeitskühler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006056774A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007008536A1 (de) 2007-02-21 2008-08-28 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher
WO2009059685A1 (de) * 2007-11-07 2009-05-14 Daimler Ag Kühlmittelkreislauf für eine brennkraftmaschine
EP3115724A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-11 Mahle International GmbH Rohrkopf für wärmetauscher
DE102019210366A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007008536A1 (de) 2007-02-21 2008-08-28 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher
WO2009059685A1 (de) * 2007-11-07 2009-05-14 Daimler Ag Kühlmittelkreislauf für eine brennkraftmaschine
EP3115724A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-11 Mahle International GmbH Rohrkopf für wärmetauscher
US10371464B2 (en) 2015-07-07 2019-08-06 Mahle International Gmbh Tube header for heat exchanger
DE102019210366A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69911131T2 (de) Wärmetauscher
DE60116922T2 (de) Kondensator
EP1454106A1 (de) Wärmetauscher
WO2005038375A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere für kraftfahrzeuge
DE102006018681A1 (de) Wärmetauscher für ein Fahrzeug
EP2232183B1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere heizkörper für kraftfahrzeuge
DE3020424A1 (de) Waermetauscher mit gewellten rippen
EP0401752A2 (de) Verflüssiger für ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage
DE3536325A1 (de) Waermeaustauscher
DE102012005513A1 (de) Wärmetauscher, Verfahren zu seiner Herstellung sowie verschiedene Anlagen mit einem derartigen Wärmetauscher
EP1411310B1 (de) Wärmeübertrager in Serpentinenbauweise
DE10355123A1 (de) Wärmeübertragereinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zur Herstellung
EP2394126B1 (de) Heizkörper für kraftfahrzeuge
DE202010014956U1 (de) Wärmetauscher, insbesondere zur Anwendung bei Kühlmöbeln
DE69802353T2 (de) Luftgekühlter kondensator
DE102006056774A1 (de) Kühlflüssigkeitskühler
DE102006061440A1 (de) Kühlflüssigkeitskühler
EP2253921A2 (de) Rippe für einen Wärmeübertrager
DE102008059200A1 (de) Wärmeaustauscher
DE102007020722A1 (de) Lamellierte Rippe für einen Wärmeübertrager
DE10319226B4 (de) Vorrichtung zur Kühlung oder Heizung eines Fluids
DE3050963C3 (de) Wärmetauscher
EP2049859B1 (de) Kraftfahrzeugklimaanlage
DE10242188A1 (de) Flachrohr-Wärmeübertrager
DE19844930A1 (de) Mehrstrom-Wärmetauscher mit Kältemittel-Einlaß und -Auslaßrohren, die durch die Durchlässe eines plattenförmigen Rohrs miteinander verbunden sind

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee