WO2010105688A2

WO2010105688A2 - Heat exchanger block having a reinforcing element, and a method for producing a heat exchanger block

Info

Publication number: WO2010105688A2
Application number: PCT/EP2009/053284
Authority: WO
Inventors: Anders Christian Rasmussen
Original assignee: A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany
Current assignee: A-Heat Allied Heat Exchange Technology AG Germany
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2011-09-20
Also published as: WO2010105688A3

Abstract

The invention relates to a heat exchanger block (1) comprising a heat exchanger (2) for exchanging heat between a heating medium (3) and a transport fluid (4). An inlet side (5) and/or an outlet side (6) of the heat exchanger (2) has a pressure-tight flow connection to a connecting segment (7, 71, 72) such that the heating medium (3) can be fed through the heat exchanger (2) from the inlet side (5) to the outlet side (6) for exchanging heat with the transport fluid (4) under a prescribed operating pressure (P). According to the invention, a reinforcing element (8) is provided on the connecting segment (7, 71, 72) and a filler (9) is provided for the reinforcing element (8) for producing a form fit and/or a force fit. The invention further relates to a method for producing a heat exchanger block (1).

Description

P.7822/Ir/Pa P.7822 / Ir / Pa

A-HEAT Allied Heat Exchange Technology AG, Ganghoferstrasse 31, D-80339 München, DeutschlandA-HEAT Allied Heat Exchange Technology AG, Ganghoferstrasse 31, D-80339 Munich, Germany

Wärmetauscherblock mit einem Versteifungselement, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines WärmetauscherblocksHeat exchanger block with a stiffening element, and a method for producing a heat exchanger block

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscherblock mit einemThe invention relates to a heat exchanger block with a

Versteifungselement, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherblocks gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 13.Stiffening element, and a method for producing a heat exchanger block according to the preamble of independent claims 1 and 13.

Die Verwendung von Wärmetauschsystemen ist in einer kaum zu überblickenden Zahl von Anwendungen aus dem Stand der Technik bekannt. Wärmetauscher werden in Kühlanlagen, wie z.B. in gewöhnlichen Haushaltskühlschränken verwendet, in Klimaanlagen für Gebäude oder in Fahrzeugen aller Art, vor allem in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen, als Wasser- oder Ölkühler in Verbrennungsmotoren, als Kondensatoren oder Verdampfer in Kühlmittelkreisen und in weiteren unzähligen verschiedenen Anwendungen, die dem Fachmann alle wohlbekannt sind.The use of heat exchange systems is well known in a nearly intangible number of prior art applications. Heat exchangers are used in refrigerators, e.g. used in ordinary household refrigerators, in air conditioners for buildings or in vehicles of all kinds, especially in automobiles, aircraft and ships, as water or oil coolers in internal combustion engines, as condensers or evaporators in coolant circuits and in a myriad of different applications, all of which are well known to those skilled in the art are.

Was die unterschiedlichen Typen von Wärmetauschern angeht, wird im wesentlichen eine Einteilung nach sogenannten „Lamellierten Wärmetauschern" einerseits, und „Minnichannel-" oder „Microchannelwärmetauscher" andererseits vorgenommen.As far as the different types of heat exchangers are concerned, a classification according to so-called "lamellas Heat exchangers "on the one hand, and" Minnichannel- "or" Microchannel heat exchanger "made on the other.

Die seit sehr langer Zeit wohlbekannten lamellierten Wärmetauscher dienen, wie alle Typen von Wärmetauschern, zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Medien, z.B., aber nicht nur, zur Übertragung von einem Kühlmedium auf Luft oder umgekehrt, wie es zum Beispiel von einem klassischen Haushaltskühlschrank bekannt ist, bei dem über den Wärmetauscher zur Erzeugung einer Kühlleistung im Inneren des Kühlschranks Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird.The laminated heat exchangers, well known for a very long time, serve, like all types of heat exchangers, to transfer heat between two media, for example, but not only, to transfer from a cooling medium to air or vice versa, as is known, for example, from a classic household refrigerator in which heat is released to the ambient air via the heat exchanger for generating a cooling capacity in the interior of the refrigerator.

Das Umgebungsmedium ausserhalb des Wärmetauschers, also z.B. Wasser, Öl oder häufig einfach die Umgebungsluft, die zum Beispiel die Wärme aufnimmt oder von dem Wärme auf den Wärmetauscher übertragen wird, wird dabei entweder entsprechend abgekühlt oder erwärmt. Das zweite Medium kann z.B. ein flüssiger Kälte- bzw. Wärmeträger sein oder ein verdampfendes bzw. kondensierendes Kältemittel. In jedem Fall hat das Umgebungsmedium, also z.B. die Luft, einen wesentlich niedrigeren Wärmeübergangskoeffizienten als das zweite Medium, also z.B. das Kühlmittel, das im Wärmetauschersystem zirkuliert. Dies wird durch stark unterschiedliche Wärmeübertragungsflächen für die beiden Medien ausgeglichen: Das Medium mit dem hohen Wärmeübergangskoeffizienten strömt im Rohr, welches auf der Außenseite durch dünne Bleche (Rippen, Lamellen) eine stark vergrößerte Oberfläche aufweist, an der der Wärmeübergang z.B. mit der Luft stattfindet.The ambient medium outside the heat exchanger, e.g. Water, oil or often simply the ambient air, which absorbs heat or transfers heat to the heat exchanger, for example, is either cooled or heated accordingly. The second medium may e.g. be a liquid refrigerant or heat transfer or a vaporizing or condensing refrigerant. In any case, the surrounding medium, e.g. the air, a much lower heat transfer coefficient than the second medium, e.g. the coolant that circulates in the heat exchanger system. This is compensated by greatly different heat transfer surfaces for the two media: The medium with the high heat transfer coefficient flows in the tube, which on the outside by thin sheets (ribs, fins) has a greatly enlarged surface at which the heat transfer, for. takes place with the air.

Der Wirkungsgrad ist dabei wesentlich durch die Tatsache bestimmt, dass die Wärme, die zwischen der Lamellenoberfläche und der Luft übertragen wird, über Wärmeleitung durch die Lamellen zum Rohr übertragen werden muss. Diese Wärmeübertragung ist umso effektiver, je höher die Leitfähigkeit bzw. die Dicke der Lamelle ist, aber auch je kleiner der Abstand zwischen den Rohren ist. Man spricht hier vom Lamellenwirkungsgrad. Als Lamellenmaterial komnnt deshalb heutzutage überwiegend Aluminium zum Einsatz, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit (ca. 220 VWmK) zu wirtschaftlichen Bedingungen aufweist. Der Rohrabstand sollte möglichst klein sein, was jedoch zu dem Problem führt, dass man viele Rohre benötigt. Viele Rohre bedeuten hohe Kosten, denn die Rohre (in der Regel aus Kupfer) sind erheblich teurer als die dünnen Aluminiumlamellen. Diese Material kosten könnte man dadurch verringern, dass man den Rohrdurchmesser und die Wandstärke reduziert, d.h. man baut einen Wärmetauscher mit vielen kleinen Rohren anstatt mit wenigen großen Rohren. Thermodynamisch wäre diese Lösung optimal: Sehr viele Rohre in engem Abstand mit kleinen Durchmessern. Ein wesentlicher Kostenfaktor ist jedoch auch die Arbeitszeit zum Aufweiten und Verlöten der Rohre. Dieser würde bei einer solchen Geometrie extrem ansteigen.The efficiency is essentially determined by the fact that the heat that is transferred between the fin surface and the air, must be transmitted through heat conduction through the fins to the pipe. This heat transfer is all the more effective, the higher the conductivity or the thickness of the lamella, but also the smaller the distance between the tubes. This is called the lamella efficiency. As a lamellar material For this reason, aluminum is predominantly used today, which has a high thermal conductivity (about 220 VWmK) at economic conditions. The pipe pitch should be as small as possible, but this leads to the problem that you need many pipes. Many pipes mean high costs because the pipes (usually made of copper) are considerably more expensive than the thin aluminum fins. You could reduce this material costs by reducing the pipe diameter and the wall thickness, ie you build a heat exchanger with many small pipes instead of a few large pipes. Thermodynamically, this solution would be optimal: very many tubes in close proximity with small diameters. However, a significant cost factor is also the working time for expanding and soldering the pipes. This would increase extremely with such a geometry.

Daher sind bereits vor einigen Jahren eine neue Klasse von Wärmetauschern, sogenannte Minichannel- oder auch Mircochannelwärmetauscher entwickelt worden, die nach einem völlig anderen Verfahren hergestellt werden und fast dem Idealbild eines lamellierten Wärmetauschers entsprechen: viele kleine Rohre mit kleinen Abständen.Therefore, a few years ago, a new class of heat exchangers, so-called minichannel or microchannel heat exchangers, have been developed, which are manufactured according to a completely different process and almost correspond to the ideal of a laminated heat exchanger: many small tubes with small spacings.

Anstatt kleiner Rohre werden jedoch beim Microchannelwärmetauscher Aluminiumstrangpressprofile verwendet, die sehr viele kleine Kanäle mit einem Durchmesser von z.B. etwa 1 mm haben.Instead of small tubes, however, the microchannel heat exchanger employs extruded aluminum sections which have very many small channels with a diameter of e.g. about 1 mm.

Solche Strangpressprofile können z.B. in geeigneten Extrudierverfahren einfach und in vielfältigen Formen aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Aber auch andere Herstellungsverfahren zur Herstellung von Microchannelwärmetauschern sind bekannt, wie z.B. das Zusammensetzen geeignet geformter Profilbleche oder andere geeignete Verfahren.Such extruded profiles may e.g. be made easily and in a variety of forms from a variety of materials in suitable extrusion. However, other methods of making microchannel heat exchangers are known, such as e.g. the assembly of suitably shaped profile sheets or other suitable methods.

Durch die engen Abstände und die kleinen Kanaldurchmesser entsteht ein Wärmetauscher mit einem sehr hohen Lamellenwirkungsgrad und einem sehr geringen Füllvolumen (Kanalinnenseite). Die weiteren Vorteile dieser Technik sind die Vermeidung von Materialpaarungen (Korrosion), das geringe Gewicht (kein Kupfer), die hohe Druckstabilität (ca. 100 bar) sowie die kompakte Bauform (typische Tiefe eines Wärmeaustauschers z.B. 20mm).Due to the narrow distances and the small channel diameter creates a Heat exchanger with a very high finned efficiency and a very small filling volume (channel inside). The other advantages of this technique are the avoidance of material pairings (corrosion), the low weight (no copper), the high pressure stability (about 100 bar) and the compact design (typical depth of a heat exchanger eg 20mm).

Im mobilen Einsatz haben sich Microchannelwärmetauscher im Laufe der 90er Jahre etabliert. Das geringe Gewicht, die geringe Blocktiefe sowie die begrenzten Abmessungen, die hier benötigt werden, sind die idealen Voraussetzungen dafür. Autokühler sowie Verflüssiger und Verdampfer für Autoklimaanlagen werden heute fast ausschließlich mit Minichannelwärmeaustauschern realisiert.Microchannel heat exchangers have become established in mobile use during the 90s. The low weight, the small block depth and the limited dimensions that are required here are the ideal conditions for this. Car coolers and condensers and evaporators for car air conditioning systems are today almost exclusively realized with mini-channel heat exchangers.

Im stationären Bereich werden zum einen meist größere Wärmeaustauscher benötigt, zum anderen stehen hier weniger das Gewicht und die Kompaktheit im Vordergrund als vielmehr das optimale Preisleistungsverhältnis. Minichannelwärmeaustauscher waren bisher in den Abmessungen zu begrenzt, um dafür in Frage zu kommen. Es hätten viele kleine Module aufwendig verbunden werden müssen. Hinzu kommt, dass der Aluminiumeinsatz bei den Strangpressprofilen relativ hoch ist, so dass auch vom Materialeinsatz kaum ein Kostenvorteil zu erwarten war.In the stationary area, on the one hand, larger heat exchangers are usually needed; on the other hand, the emphasis here is less on weight and compactness than on the optimal price-performance ratio. Minichannelwärmeaustauscher were previously limited in size to be eligible. Many small modules would have to be connected consuming. In addition, the use of aluminum in the extruded profiles is relatively high, so that hardly a cost advantage was expected from the use of materials.

Vor allem der gegenüber Aluminium stark angestiegene Kupferpreis führt jedoch jetzt dazu, dass diese Technologie auch für den stationären Einsatz zunehmend interessant wird.Above all, however, the price of copper, which has risen sharply compared with aluminum, is now causing this technology to become increasingly interesting for stationary use as well.

Im wesentlichen sind die bekannten Wärmetauscherblöcke somit aus mehreren einzelnen MicroChannel Wärmetauschern, also aus den in Fig. 1 a bis Fig. 1 c gezeigten Strangpressprofilen zusammengesetzt, wobei jeweils eine Einlassseite des Wärmetauschers mit einem Einlasssegment und eine Auslassseite des Wärmetauschers mit einem Auslasssegment druckfest verlöstet ist.Essentially, the known heat exchanger blocks are thus composed of a plurality of individual MicroChannel heat exchangers, ie from the extruded profiles shown in Fig. 1 a to Fig. 1 c, wherein in each case one inlet side of the heat exchanger with an inlet segment and a Outlet side of the heat exchanger with a discharge segment is pressure-resistant manner.

Zur Verdeutlichung ist eine Anordnung aus solchen an sich bekannten Wärmetauschern, wie sie auch in einem Wärmetauscherblock der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schematisch in den Fig. 1a bis Fig. 1 c dargestellt. Um die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besser vom bekannten Stand der Technik zu unterscheiden, sind die Bezugszeichen zu den Merkmalen der aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauscherblöcke mit einem Hochkomma versehen, während die Merkmale erfindungsgemässer Ausführungsbeispiele, die später noch ausführlich beschrieben werden, kein Hochkomma tragen.For clarity, an arrangement of such per se known heat exchangers, as they are also used in a heat exchanger block of the present invention, shown schematically in Figs. 1a to Fig. 1 c. In order to better distinguish the embodiments of the present invention from the known prior art, the reference numerals to the features of the heat exchanger blocks known from the prior art are provided with a single decimal, while the features of embodiments according to the invention, which will be described in detail later, do not carry an apostrophe ,

Fig. 1 a zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie l'-l' gemäss Fig. 1 b, während Fig. 1 c einen Schnitt entlang der Schnittlinie ll'-ll' gemäss Fig. 1 b zeigt. Dabei ist in Fig. 1 b aus Gründen der Übersicht exemplarisch nur die Einlassseite 5' des Wärmetauscherblocks 1 ' gezeigt, d.h. eine darstellungsgemäss obere Hälfte des Einlasssegments entlang der Längsachse A' ist entfernt worden.Fig. 1 a shows a section along the section line l'-l 'according to FIG. 1 b, while FIG. 1 c shows a section along the section line ll'-ll' according to FIG. 1 b. For reasons of clarity, only the inlet side 5 'of the heat exchanger block 1' is shown by way of example in FIG. an illustratively upper half of the inlet segment along the longitudinal axis A 'has been removed.

Dabei werden im Folgenden die Probleme mit den bekannten Wärmetauscherblöcken exemplarisch anhand von Wärmetauscherblöcken beschrieben, die mit MicroChannel Wärmetauschern bestückt sind. Der Fachmann versteht sofort, dass die beschriebenen Probleme völlig analog auch bei Wärmetauscherblöcken auftreten, die mit klassischen lamellierten Wärmetauschern ausgestattet sind, bzw. mit beiden Typen von Wärmetauschern gleichzeitig ausgerüstet sind. Entsprechend löst die vorliegende Erfindung nicht nur die Probleme die bei Wärmetauscherblöcken mit MicroChannel Wärmetauschern im Stand der Technik bestehen, sondern auch die Probleme bei Wärmetauscherblöcken mit lamellierten Wärmetauschern und sogar bei Wärmetauscherblöcken, die gleichzeitig mit Microchannel Wärmetauschern und mit lamellierten Wärmetauschern ausgestattet sind.In the following, the problems with the known heat exchanger blocks will be described by way of example on the basis of heat exchanger blocks which are equipped with MicroChannel heat exchangers. The person skilled in the art immediately understands that the described problems occur completely analogously even in the case of heat exchanger blocks which are equipped with classic laminated heat exchangers or are equipped at the same time with both types of heat exchangers. Accordingly, the present invention solves not only the problems associated with prior art heat exchanger blocks with prior art MicroChannel heat exchangers, but also the problems with heat exchanger blocks with laminated heat exchangers and even with heat exchanger blocks concomitant with the prior art Microchannel heat exchangers and are equipped with laminated heat exchangers.

In der Praxis ist es dabei bekannt, einen Wärmetauscherblock 1 ', je nach geforderter Wärmeleistung, bereits mit einem einzigen Strangpressprofil 2' oder einem oder wenigen lamellierten Wärmetauschersträngen 2' als zentrales Wärmeaustauschelement auszustatten. Um höhere Wärmeübertragungsleistungen zu erzielen werden selbstverständlich meist in einem einzigen Wärmetauscherblock 1 ' mehrere Strangpressprofile 2' gleichzeitig vorgesehen, die in geeigneten Kombinationen zum Beispiel über Zu- und Ableitungen, d.h. über Anschlusssegmente T ', 71 ', 72', die alsIn practice, it is known, a heat exchanger block 1 ', depending on the required heat output, already equipped with a single extruded profile 2' or one or a few laminated heat exchanger strands 2 'as a central heat exchange element. Of course, in order to achieve higher heat transfer rates, a plurality of extruded sections 2 'are usually provided simultaneously in a single heat exchanger block 1', which in suitable combinations, for example via inlets and outlets, i. via terminal segments T ', 71', 72 ', which as

Einlasssegmente 71 ' oder Auslasssegmente 72' ausgeführt sind, wie in Fig. 1 b dargestellt miteinander verbunden, meist werden sie miteinander verlötet.Inlet segments 71 'or outlet segments 72' are executed, as shown in Fig. 1 b connected to each other, they are usually soldered together.

Es versteht sich dass alles was im Folgenden in Bezug auf das Einlasssegment 71 ' gesagt wird, völlig analog auch auf die das Auslasssegment 72' bzw. das Zusammenwirken zwischen Auslasssegment und Wärmetauscher ebenfalls zutrifft.It is to be understood that all that is said below with respect to the inlet segment 71 'is also analogous to that which also applies to the outlet segment 72' or the cooperation between the outlet segment and the heat exchanger.

Fig. 1 a zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie I' - I' gemäss Fig 1 b, das heisst, Fig. 1 a vermittelt einen Blick aus Blickrichtung B' entlang der Längsachse A' auf den Schnitt entlang der Schnittlinie l'-l' gemäss Fig. 1 b. Deutlich zu erkennen sind die Lötstellen 10' an denen der MicroChannel Wärmetauscher 2' mit Mikrokanälen 21 ' am Einlasssegment 6' verlötet ist.1 a shows a section along the section line I '- I' according to FIG. 1 b, that is to say, FIG. 1 a conveys a view from the viewing direction B 'along the longitudinal axis A' to the section along the section line I - I ' according to FIG. 1 b. Clearly visible are the solder joints 10 'to which the microchannel heat exchanger 2' with micro channels 21 'at the inlet segment 6' is soldered.

Typischerweise haben die Einlass- und Auslasssegmente 7', 71 ', 72' Durchmesser von 30 - 60 mm, eine Länge von bis zu 4 m oder mehr und die MicroChannel Wärmetauscher 2' sind typischerweise in einem Abstand von z.B. 6 mm bis 20 mm angeordnet. Es versteht sich, dass im Einzelfall die geometrischen Dimensionen eines speziellen Wärmetauscherblocks 1 ' auch deutlich von den vorgenannten Werten nach oben oder unten abweichen kann.Typically, the inlet and outlet segments 7 ', 71', 72 'have diameters of 30-60 mm, a length of up to 4 m or more, and the MicroChannel heat exchangers 2' are typically arranged at a distance of eg 6 mm to 20 mm , It is understood that in individual cases, the geometric dimensions of a specific heat exchanger block 1 'also may deviate significantly from the above values.

Die Lötverbindungen 10' zwischen den Wärmetauschern 2' an sich und den Einlasssegmenten 71 ' bzw. den Auslasssegmenten 72', die häufig auch als Einlassheader 71 " bzw. Auslassheader 72', oder auch einfach nur als Header T, 71 ', 72' bezeichnet werden, machen jedoch bei den bekannten Wärmetauscherblöcken 1 ' immer wieder Probleme. Das liegt daran, dass das Wärmemittel 3' im Wärmetauscherblock 1 ' unter relativ hohen Drücken P', häufig im Bereich von 10 bar bis 60 bar, oder sogar unter noch höheren Betriebsdrücken P' steht, wobei die Anlage oft einem Prüfdruck P' von weit über 100 bar aus Sicherheitsgründen standhalten muss. Typische Arbeitswerte für den Betriebsdruck P' liegen zum Beispiel bei 42 bar. Ein typischer Prüfdruck P' für eine solche Anlage kann beispielweise 120 bar betragen.The solder joints 10 'between the heat exchangers 2' per se and the inlet segments 71 'and the outlet segments 72', which are often also referred to as inlet header 71 "or outlet header 72 ', or simply just header T, 71', 72 ' However, problems arise in the known heat exchanger blocks 1 'because the heating means 3' in the heat exchanger block 1 'are under relatively high pressures P', often in the range of 10 bar to 60 bar, or even under even higher operating pressures The plant often has to withstand a test pressure P 'of well over 100 bar for safety reasons Typical working values for the operating pressure P' are, for example, 42 bar A typical test pressure P 'for such a system can be, for example, 120 bar ,

Besonders wenn die Anlagen beispielweise mit Kohlendioxid (CO2) alsEspecially if the plants, for example, with carbon dioxide (CO2) as

Wärmemittel 3' werden die Anlagen aus den an sich bekannten technischen Gründen mit sehr hohen Betriebsdrücken P' betrieben.Heating means 3 ', the plants for the technical reasons known per se with very high operating pressures P' operated.

Diese vergleichsweise hohen Drücke führen dazu, dass sich die Header 7', 71 ', 72', also dass sich z.B. das Einlasssegment 71 ' aber auch das Auslasssegment 72' unter der hohen Druckbelastung P' zum Beispiel verbiegen oder anders verformen können, wodurch hohe mechanische Spannungen F' entstehen, die dazu führen, dass die Lötverbindungen 10' zwischen Header T, 71 ', 72' und Wärmetauscher 2' beschädigt werden können, d.h. Risse bekommen oder im schlimmsten Fall ganz reissen.These comparatively high pressures cause the headers 7 ', 71', 72 ', that is, e.g. For example, the inlet segment 71 'may bend or otherwise deform the outlet segment 72' under the high pressure loading P ', thereby creating high mechanical stresses F' causing the solder joints 10 'to be interposed between headers T, 71', 72 '. and heat exchanger 2 'can be damaged, ie Cracks or tear in the worst case.

Diese Situation ist schematisch in Fig. 1 c dargestellt, wo auf Grund des hohen Betriebsdruck P' an den Lötstellen 10' sehr hohe mechanische Kräfte bzw. Spannungen F' auftreten, wodurch in Fig. 1 c bei dem darstellungsgemäss rechten Wärmetaucher 2' die Lötstelle 10' bereits gerissen ist und der Wärmetauscherblock 1 ' an dieser Stelle somit undicht geworden ist.This situation is shown schematically in Fig. 1 c, where due to the high operating pressure P 'at the solder joints 10' very high mechanical forces or voltages F 'occur, which in Fig. 1 c in the Darstellungsgemäss right heat exchanger 2 'the solder joint 10' is already torn and the heat exchanger block 1 'has thus become leaky at this point.

Es versteht sich von selbst, dass mit allen Mittel verhindert werden muss, dass im Betriebszustand aufgrund der auftretenden mechanischen Kräfte bzw. Spannungen, wie Biegespannungen, Zugspannungen usw.It goes without saying that with all means must be prevented that in the operating state due to the mechanical forces or stresses occurring, such as bending stresses, tensile stresses, etc.

Undichtigkeiten oder gar Risse an den Lötstellen auftreten. Ein weiteres Problem ist, dass durch den hohen Betriebsdruck die Wandungen der Anschlusssegmente grossflächig oder lokal verformt werden können, was natürlich ebenfalls zu entsprechenden Zug-, Druckspannungen oder zu Torsionsbelastungen auf die Lötstellen führen kann. Oder aber, wenn die Wandungen nicht in ausreichender Dicke ausgeführt sind, können sogar im Material der Wandung des Anschlusssegments selbst Risse auftreten oder das Anschlusssegment kann im schlimmsten Fall unter der Einwirkung des hohen Betriebsdrucks unter dem das Wärmemittel steht sogar platzen.Leaks or even cracks occur at the solder joints. Another problem is that the walls of the terminal segments can be extensively or locally deformed by the high operating pressure, which of course can also lead to corresponding tensile, compressive stresses or torsional stresses on the solder joints. Or, if the walls are not made to a sufficient thickness, even in the material of the wall of the terminal segment itself cracks can occur or the terminal segment can in the worst case under the action of the high operating pressure under which the heating means is even burst.

Selbst wenn entsprechende Schäden an den bekanntenEven if appropriate damage to the known

Wärmetauscherblöcken nicht sofort auftreten, müssen die Wartungs- und Überprüfungsinterwalle aus Sicherheitsgründen sehr kurz gewählt werden, um möglichst Schäden zu verhindern bzw. schleichend auftretende Schwächungen der Lötstellen rechtzeitig zu beheben.Heat exchanger blocks do not occur immediately, the maintenance and inspection intervals must be chosen very short for safety reasons, in order to prevent damage or to creep gradually occurring weakening of solder joints in a timely manner.

Um Risse zu vermeiden bzw. die Wartungs- und Überprüfungsintervalle zu verlängern werden bisher die Anschlusssegmente entsprechend dickwandig ausgestaltet. D.h. die Wandungen der Anschlusssegmente werden so dick gewählt, dass einerseits die Lötstellen zwischen Wärmetauscher und Anschlusssegment eine genügend grosse Fläche aufweisen, die den auftretenden mechanischen Belastungen standhalten und andererseits auch die Wandung des Anschlusssegments selbst stark genug ist, so dass das Auftreten von rissen in der Wandung selbst oder grossflächige oder lokale Verformungen der Wandung vermieden werden. Diese aus dem Stand der Technik gekannte Lösung dickwandige Anschlusssegmente zu verwenden hat dabei mehrere Nachteile, wobei zwei besonders gravierend sind.In order to avoid cracks or to extend the maintenance and inspection intervals so far, the connection segments are configured thick-walled accordingly. That is, the walls of the terminal segments are chosen so thick that on the one hand, the solder joints between the heat exchanger and terminal segment have a large enough area that withstand the mechanical stresses occurring and on the other hand, the wall of the terminal segment itself is strong enough so that the occurrence of cracks in the Wall itself or large-scale or local deformation of the wall can be avoided. This known from the prior art solution to use thick-walled connection segments has several disadvantages, two are particularly serious.

Erstens lassen sich relativ dickwandige Rohre nur schlecht, oder im schlimmsten Fall gar nicht sicher mit den Wärmetauschern verlöten. Das liegt daran, dass zu viel Wärmeenergie für den Lötvorgang bereit gestellt werden muss, die besonders bei dickwandigen Anschlusssegmenten zudem schnell wieder von den Lötstellen bzw. Lötflächen abgeleitet wird, so dass häufig die Lötstellen nicht über die gesamte Lötfläche zwischen Anschlusssegment und Wärmetauscher in gleichmässiger Qualität verlötet werden können. Das führt natürlich innerhalb der Lötstelle zu regelrechten, natürlich nicht erwünschten Sollbruchstellen, an denen die Lötstellen besonders empfindlich auf die im Betriebszustand auftretenden mechanischen Belastungen reagieren.First, relatively thick-walled pipes are poorly soldered or, in the worst case, can not be soldered securely to the heat exchangers. This is due to the fact that too much heat energy must be provided for the soldering process, which is also quickly derived from the solder joints or solder pads, especially in thick-walled connection segments, so that frequently the solder joints do not over the entire soldering surface between terminal segment and heat exchanger in uniform quality can be soldered. This leads, of course, within the solder joint to proper, of course undesirable predetermined breaking points at which the solder joints are particularly sensitive to the mechanical stresses occurring in the operating state.

Andererseits wird damit der Lötvorgang natürlich erheblich verteuert, weil einerseits verhältnismässig viel Energie zum Löten aufgewendet werden muss und / oder der Lötvorgang eine verhältnismässig lange Zeit benötigt, bis die Komponenten sicher miteinander verlötet sind.On the other hand, of course, the soldering process is of course considerably more expensive, because on the one hand relatively much energy must be expended for soldering and / or the soldering process requires a relatively long time until the components are securely soldered together.

Ausserdem muss verhältnismässig viel, teures und wertvolles Material für die dickwandigen Anschlusssegmente aufgewendet werden, was die bekannten Wärmetauscherblöcke entsprechend verteuert.In addition, a relatively large, expensive and valuable material for the thick-walled connection segments must be used, which increases the cost of the known heat exchanger blocks accordingly.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Wärmetauscherblock bereit zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwindet. Das heisst insbesondere, es soll ein Wärmetauscherblock zur Verfügung gestellt werden, bei welchem die hohen Betriebsdrücke nicht zu den aus dem Stand der Technik bekannten mechanischen Belastungen und den daraus resultierenden Schäden führen. Somit soll ein neuer Wärmetauscherblock vorgeschlagen werden, welcher auch unter hohem Betriebsdruck sicher betrieben werden kann, lange Wartungsintervalle zulässt und eine deutlich höhere Lebensdauer als die bekannten Wärmetauscherblöcke hat und zudem wirtschaftlicher, sowohl in Bezug auf den Lötprozess, als auch mit Blick auf den Materialaufwand für die Anschlusssegmente herstellbar ist.The object of the invention is therefore to provide an improved heat exchanger block which overcomes the problems known from the prior art. This means, in particular, that a heat exchanger block is to be made available in which the high operating pressures do not lead to the mechanical loads known from the prior art and the resulting damage. Thus, a new heat exchanger block is to be proposed, which can be safely operated even under high operating pressure, allows long maintenance intervals and has a much longer service life than the known heat exchanger blocks and also more economical, both in terms of the soldering process, as well as in view of the cost of materials for the connection segments can be produced.

Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauscherblocks bereit zu stellen.In addition, it is an object of the invention to provide a method for producing such a heat exchanger block.

Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gekennzeichnet.The objects of the invention solving these objects are characterized by the features of independent claims 1 and 13.

Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung betrifft somit einen Wärmetauscherblock umfassend einen Wärmetauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem Wärmemittel und einem Transportfluidum. Eine Einlassseite und / oder eine Auslassseite des Wärmetauschers ist mit einem Anschlusssegment derart druckfest strömungsverbunden, dass das Wärmemittel im Betriebszustand zum Austausch von Wärme mit dem Transportfluidum unter einem vorgebbaren Betriebsdruck durch den Wärmetauscher von der Einlassseite der Auslassseite zuführbar ist. Erfindungsgemäss ist am Anschlusssegment ein Versteifungselement vorgesehen, und zwischen dem Anschlusssegment und dem Versteifungselement ist zur Herstellung eines Formschlusses und / oder Kraftschlusses ein Füllmittel vorgesehen.The invention thus relates to a heat exchanger block comprising a heat exchanger for exchanging heat between a heating medium and a transport fluid. An inlet side and / or an outlet side of the heat exchanger is fluidly connected to a connection segment such that the heat medium can be supplied in the operating state for exchanging heat with the transport fluid at a predeterminable operating pressure through the heat exchanger from the inlet side of the outlet side. According to the invention, a stiffening element is provided on the connection segment, and a filler is provided between the connection segment and the stiffening element for producing a positive connection and / or adhesion.

Durch das Versteifungselement der vorliegenden Erfindung wird somit verhindert, dass sich das Anschlusssegment, also das Einlasssegment oder das Auslasssegment auch unter sehr hohen Betriebsdrücken praktisch nicht verformt, das heisst sich nicht wie eingangs beschrieben unter einem hohen Betriebsdruck z.B. verbiegt oder aufgrund der auftretenden mechanischen Kräfte bzw. Spannungen, wie Biegespannungen, Zugspannungen usw. Undichtigkeiten oder gar Risse an den Lötstellen auftreten. Auch unter Einwirkung eines sehr hohen Betriebsdruck von 30bar, 50bar oder sogar bei mehr als 100bar Betriebsdruck halten die Wandungen der Anschlusssegmente den mechanischen Belastungen sowohl grossflächig als auch lokal stand. D.h., die Wandungen der Anschlusssegmente werden praktisch nicht verformt, so dass auch die aus dem Stand der Technik bekannten resultierenden Zug- und / oder Druckspannungen auf die Lötstellen unterbleiben.The stiffening element of the present invention thus prevents the connecting segment, ie the inlet segment or the outlet segment, from practically not deforming even under very high operating pressures, ie not bending as described above under high operating pressure or due to the mechanical force occurring Forces or stresses, such as bending stresses, tensile stresses, etc. Leaks or even cracks occur at the solder joints. Even under the influence of a very high operating pressure of 30 bar, 50 bar or even more than 100 bar operating pressure, the walls of the connection segments keep the mechanical loads both large and local. That is, the walls of the connection segments are practically not deformed, so that even the known from the prior art resulting tensile and / or compressive stresses on the solder joints are omitted.

Somit kann ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock bei gegebenerThus, a heat exchanger block according to the invention, given

Wandstärke der Anschlusssegmente problemlos auch unter deutlich höherem Betriebsdruck noch sicher betrieben werden. Oder aber, um Material bei den Anschlusssegmenten einzusparen und / oder um den Lötvorgang beim Zusammenlöten des Wärmetauscherblocks wirtschaftlicher zu gestalten bzw. zu vereinfachen und damit auch eine höhere Qualität der Lötverbindungen sicher zu stellen, können durch die vorliegende Erfindung bei gegebenem Betriebsdruck Anschlusssegmente verwendet werden, die eine deutlich dünnere Wandung haben, als die aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauscherblöcke.Wall thickness of the connection segments can be operated safely even under significantly higher operating pressure. Or, in order to save material in the connection segments and / or to make the soldering process during the soldering of the heat exchanger block more economical or simplify and thus ensure a higher quality of the solder joints, can be used by the present invention at a given operating pressure terminal segments, which have a significantly thinner wall than known from the prior art heat exchanger blocks.

Dabei hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, zwischen dem Anschlusssegment und dem Versteifungselement zur Herstellung eines Formschlusses und / oder Kraftschlusses ein Füllmittel vorzusehen, z.B. ein an sich bekanntes Epoxydharz.It has been found that it is particularly advantageous to provide a filler between the connection segment and the stiffening element for producing a positive connection and / or frictional connection, e.g. a known per se epoxy resin.

Beim Zusammenlöten des Wärmetauscherblocks bilden sich nämlich an den Oberflächen, insbesondere auch an den Oberflächen der Anschlusssegmente und der Wärmetauscher, Rückstände, z.B. Metallrückstände, Rückstände vom Lötmittel, also vom Lot oder von einem Flussmittel, das beim Löten vorteilhaft verwendet wird. Das führt dazu, dass selbst dann, wenn die Innenflächen des Versteifungselements und die korrespondierenden Oberflächen des Wärmetauscherblocks, die bevorzugt formschlüssig zusammenwirken sollen, sehr genau gearbeitet sind, kein ausreichender Formschluss z.B. zwischen der Innenfläche des Versteifungselements und der äusseren Oberfläche des Anschlusssegments oder des Wärmetauschers möglich ist, weil das die zuvor erwähnten Ablagerungen zwischen innerer Oberfläche des Versteifungselements und äusserer Oberfläche der korrespondieren Teile des Wärmetauscherblocks zumindest lokal verhindern.During soldering together of the heat exchanger block, residues, for example metal residues, form on the surfaces, in particular also on the surfaces of the connection segments and the heat exchanger, residues from the solder, ie from the solder or from a flux, which is advantageously used during soldering. This means that even if the inner surfaces of the stiffening element and the corresponding surfaces of the heat exchanger block, which are to cooperate preferably form-fitting, are working very accurately, no sufficient positive connection between the inner surface of the stiffening element and the outer surface of the connection segment or the heat exchanger possible is because at least locally prevent the aforementioned deposits between the inner surface of the stiffening element and the outer surface of the corresponding parts of the heat exchanger block.

Insbesondere dann, wenn ein besonders dünnwandiges Anschlusssegment verwendet werden soll, können die Ablagerungen zwischen Anschlusssegment und Versteifungselement dazu führen, dass durch den sehr hohen Betriebsdruck im Inneren des Anschlusssegments lokal starke Druckkräfte über die Ablagerungen an das Versteifungselement übertragen werden. Das kann dazu führen, dass die relative dünne Wandung desIn particular, when a particularly thin-walled connection segment is to be used, the deposits between connection segment and stiffening element can lead to locally strong pressure forces being transmitted via the deposits to the stiffening element as a result of the very high operating pressure inside the connection segment. This can cause the relative thin wall of the

Versteifungselements beschädigt wird und es im schlimmsten Fall zu Rissen kommen kann.Stiffening element is damaged and it can come in the worst case to cracks.

Eine ähnlich negative Wirkung ist zu erwarten, wenn die korrespondieren Oberflächen von Versteifungselement und Wärmetauscherblock, die formschlüssig und / oder kraftschlüssig zusammenwirken sollen, z.B.A similar negative effect is to be expected if the corresponding surfaces of stiffening element and heat exchanger block, which are to cooperate positively and / or non-positively, e.g.

Unebenheiten, Kratzer, Vertiefungen oder Erhebungen usw. aufweisen, die auch bei sehr sorgfältiger Fertigung grundsätzlich nicht vollständig zu vermeiden sind.Unevenness, scratches, depressions or elevations, etc., which can not be completely avoided even with very careful production.

Daher wird erfindungsgemäss zwischen Versteifungselement und Anschlusssegment ein Füllmittel vorgesehen, dass die vorhandenen Ablagerungen, Unebenheiten usw. egalisiert und so einen zuverlässigen Form- und / oder Kraftschluss zwischen Versteifungselement und den korrespondierenden Komponenten des Wärmetauscherblocks sicherstellt. Durch die Kombination des Versteifungselements mit einem Füllmittel zwischen Versteifungselement und Anschlusssegment, kommt es bei einem erfindungsgemässen Wärmetauscherblock nicht mehr zu den befürchteten Rissen bzw. Beschädigungen an den Lötstellen zwischen den Wärmetauschern und den Anschlusssegmenten, da die Lötstellen praktisch keinen mechanischen Spannungen mehr aufgrund der bekannten schädlichen mechanischen Spannungen und Belastungen ausgesetzt sind. Auch sind bei der Verwendung von vergleichsweise dünnwandigen Anschlusssegmenten keine Materialbrüche oder Beschädigungen mehr zu befürchten, wie das bei den bekannten Wärmetauscherblöcken der Fall ist.Therefore, according to the invention, a filler is provided between the stiffening element and the connecting segment, which equalizes the deposits, unevennesses, etc., thus ensuring a reliable positive and / or frictional connection between the stiffening element and the corresponding components of the heat exchanger block. The combination of the stiffening element with a filler between the stiffening element and the connection segment, it is no longer the feared cracks or damage to the solder joints between the heat exchangers and the terminal segments in a heat exchanger block according to the invention, since the solder joints virtually no more mechanical stresses due to the known harmful mechanical stresses and strains are exposed. Also, when using comparatively thin-walled connection segments, no material fractures or damage are to be feared anymore, as is the case with the known heat exchanger blocks.

Dadurch sind die erfindungsgemässen Wärmetauscherblöcke nicht nur viel sicherer als die aus dem Stand der Technik bekannten, haben eine höhere Lebensdauer und längere Wartungsintervalle, sondern insbesondere die Anschlusssegmente, also die Einlass- und Auslasssegmente können einfacher, das heisst vor allem leichter, mit dünneren Aussenwänden und damit mit weniger Materialaufwand konstruiert werden, weil die Versteifungselemente die Anschlusssegmente unter Verwendung des Füllmittels form- und / oder kraftschlüssig mechanisch stabilisieren und festigen.Thus, the inventive heat exchanger blocks are not only much safer than those known from the prior art, have a longer life and longer maintenance intervals, but in particular the terminal segments, so the inlet and outlet segments can be easier, that is especially easier, with thinner outer walls and thus be constructed with less material, because the stiffening elements mechanically stabilize the terminal segments using the filler and / or non-positively mechanically and consolidate.

Dabei eignet sich die Erfindung gleichermassen zum Einsatz beiThe invention is equally suitable for use in

Wärmetauscherblöcken mit lamellierten Wärmetauschern, wie sie im Prinzip aus dem Stand der Technik seit vielen Jahrzehnten im Prinzip bekannt sind, als auch bei Wärmetauscherblöcken, die mit modernen MicroChannel Wärmetauschern ausgerüstet sind, oder auch bei einer Kombination verschiedener Typen von Wärmetauchern.Heat exchanger blocks with laminated heat exchangers, as known in principle in the prior art for many decades in principle, as well as heat exchanger blocks, which are equipped with modern MicroChannel heat exchangers, or even in a combination of different types of heat exchangers.

In der Praxis kann ein erfindergemässer Wärmetauscherblock selbstverständlich besonders dann sehr vorteilhaft verwendet werden, wenn sehr hohe Betriebsdrücke notwendig sind, wie es zum Beispiel bei Kältemaschinen der fall ist, die mit Kohlendioxid betrieben werden.Of course, in practice, a heat exchanger block according to the invention can be used very advantageously, especially if Very high operating pressures are necessary, as is the case, for example, with refrigerators, which are operated with carbon dioxide.

Wie bereits erwähnt, korrespondiert bei einem besonders wichtigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Innenkontur des Versteifungselements mit einer Aussenkontur des Anschlusssegments derart, dass das Versteifungselement das Anschlusssegment zumindest abschnittsweise form- und / oder kraftschlüssig umfasst, wobei bei einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel das Anschlusssegment zumindest abschnittsweise eine kreisförmige Aussenkontur hat und das Versteifungselement eine dazu form- und / oder kraftschlüssig korrespondierende kreisförmige Innenkontur hat.As already mentioned, in an especially important exemplary embodiment of the present invention, an inner contour of the stiffening element corresponds to an outer contour of the connection segment such that the stiffening element at least partially encloses the connection segment in a positive and / or non-positive manner, wherein in a particularly important embodiment the connecting segment at least partially has a circular outer contour and the stiffening element has a positive and / or non-positively corresponding circular inner contour.

Im Speziellen kann sich das Versteifungselement über eine gesamte Länge des Anschlusssegments erstrecken, wie dies in einem speziellen Ausführungsbeispiel exemplarisch anhand der Fig. 2b gezeigt ist.In particular, the stiffening element may extend over an entire length of the terminal segment, as shown in a specific embodiment by way of example with reference to FIG. 2b.

Besonders bevorzugt ist das Versteifungselement zweiteilig, insbesondere als zweiteiliger Spannblock ausgestaltet und mit dem Anschlusssegment verschraubbar.Particularly preferably, the stiffening element is in two parts, in particular designed as a two-part clamping block and can be screwed to the connection segment.

Wie bereits erwähnt, kann als Füllmittel besonders vorteilhaft ein Harz, insbesondere ein Epoxydharz verwendet werden, wobei als Füllmittel selbstverständlich auch ein geeigneter Kunststoff oder ein geeignetes Metall verwendet werden kann, wobei das Füllmittel das bevorzugt, aber nicht notwendig, in Form einer elastischen oder plastischen Folie ausgebildet sein kann.As already mentioned, a resin, in particular an epoxy resin, can be used with particular advantage as filler, it also being understood that a suitable plastic or a suitable metal can be used as the filler, the filler preferably but not necessarily in the form of an elastic or plastic Foil can be formed.

Wesentlich ist dabei, dass das Füllmittel, zumindest unter einer gewissen mechanischen Vorspannung, die zum Beispiel bei einem zweiteiligenIt is essential that the filler, at least under a certain mechanical bias, for example, in a two-part

Spannbock über Spannschrauben vermittelt werden kann, seine Funktion als Vermittler eines ausreichenden Form- und / oder Kraftschlusses zwischen Versteifungselement und Anschlusssegment erfüllt.Spannbock can be taught about clamping screws, its function as Mediator of a sufficient form and / or adhesion between the stiffening element and terminal segment met.

Ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock kann dabei als Wärmetauscher einen MicroChannel Wärmetauscher, der auch als Mikrokanal-Wärmetauscher bezeichnet wird, umfassen, oder aber auch einen lamellierten Wärmetauscher oder gleichzeitig verschiedene Typen von Wärmetauschern umfassen.A heat exchanger block according to the invention can comprise as a heat exchanger a MicroChannel heat exchanger, which is also referred to as a microchannel heat exchanger, or else also comprise a laminated heat exchanger or simultaneously different types of heat exchangers.

Bevorzugt ist der Wärmetauscher und / oder der gesamte Wärmetauscherblock, aus einem Metall und / oder einer Metalllegierung gefertigt ist, insbesondere aus einem einzigen Metall oder einer einzigen Metalllegierung, insbesondere aus Edelstahl, im Speziellen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, und / oder aus einer Metallkombination gefertigt, wobei bevorzugt als Korrosionsschutz ein Opfermetall vorgesehen ist, und / oder wobei der Wärmetauscherblock zumindest teilweise mit einer Schutzschicht, insbesondere mit einer Korrosionsschutzschicht versehen ist.Preferably, the heat exchanger and / or the entire heat exchanger block is made of a metal and / or a metal alloy, in particular of a single metal or a single metal alloy, in particular made of stainless steel, in particular made of aluminum or an aluminum alloy, and / or from a Made metal combination, wherein preferably a sacrificial metal is provided as corrosion protection, and / or wherein the heat exchanger block is at least partially provided with a protective layer, in particular with a corrosion protection layer.

In der Praxis kann ein erfindungsgemässer Wärmetauscherblock ein Kühler, ein Kondensator oder ein Verdampfer, insbesondere für eine mobile oder stationäre Heizungsanlage, Kühlanlage oder Klimaanlage, insbesondere eine Kühlervorrichtung für eine Maschine, eine Datenverarbeitungsanlage oder für ein Gebäude sein.In practice, a heat exchanger block according to the invention may be a cooler, a condenser or an evaporator, in particular for a mobile or stationary heating system, cooling system or air conditioning system, in particular a cooling device for a machine, a data processing system or for a building.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherblocks umfassend einen Wärmetauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem Wärmemittel und einem Transportfluidum. Dabei wird eine Einlassseite und / oder eine Auslassseite des Wärmetauschers mit einem Anschlusssegment derart druckfest strömungsverbunden, dass das Wärmemittel im Betriebszustand zum Austausch von Wärme mit dem Transportfluidum unter einem vorgegebenen Betriebsdruck durch den Wärmetauscher von der Einlassseite der Auslassseite zugeführt werden kann. Erfindungsgemäss wird am Anschlusssegment ein Versteifungselement vorgesehen, und zwischen dem Anschlusssegment und dem Versteifungselement wird zur Herstellung eines Formschlusses und / oder Kraftschlusses ein Füllmittel vorgesehen.The invention further relates to a method of manufacturing a heat exchanger block comprising a heat exchanger for exchanging heat between a heating medium and a transport fluid. In this case, an inlet side and / or an outlet side of the heat exchanger with a connection segment such a pressure-tight flow-connected, that the heating means in the operating state for exchanging heat with the Transportfluidum under a predetermined operating pressure through the Heat exchanger can be supplied from the inlet side of the outlet side. According to the invention, a stiffening element is provided on the connection segment, and a filler is provided between the connection segment and the stiffening element to produce a positive connection and / or a frictional connection.

Zur Herstellung eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks wird bevorzugt ein Baukastensystem umfassend den Wärmetauscher und die Anschlusssegmente bereitgestellt. Die Einzelteile des Baukastensystems werden zusammengefügt und anschliessend in einem vorgängigen Verfahrensschritt gemeinsam druckfest und strömungsverbunden miteinander verbunden, insbesondere miteinander verlötet. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird an einer Innenkontur des Versteifungselements und / oder an einer Aussenkontur des Anschlusssegments das Füllmittel vorgesehen.To produce a heat exchanger block according to the invention, a modular system comprising the heat exchanger and the connection segments is preferably provided. The individual parts of the modular system are joined together and then joined together in a previous process step together pressure-resistant and fluidly connected, in particular soldered together. In a subsequent method step, the filler is provided on an inner contour of the stiffening element and / or on an outer contour of the connection segment.

In der Praxis kann das Füllmittel als flüssiges oder plastisches Füllmittel und / oder als Folie an der Innenkontur des Versteifungselements und / oder an der Aussenkontur des Anschlusssegments aufgetragen werden. Das Füllmittel kann dabei einfach auf die entsprechenden Oberflächen, z.B. als Folie aufgelegt, oder aber aufgestrichen oder auch bevorzugt mit einer geeigneten Spritzvorrichtung aufgespritzt werden.In practice, the filler can be applied as a liquid or plastic filler and / or as a film on the inner contour of the stiffening element and / or on the outer contour of the connection segment. The filler can simply be applied to the corresponding surfaces, e.g. placed as a film, or painted on or preferably be sprayed with a suitable spray device.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In a schematic representation:

Fig. 1 a einen Schnitt durch einen bekannten Wärmetauscherblock entlang der Schnittlinie l'-l' gemäss Fig. 1 b;1 a shows a section through a known heat exchanger block along the section line I 1 'according to FIG. 1 b;

Fig. 1 b ein bekannter Wärmetauscherblock mit MicroChannelFig. 1 b, a known heat exchanger block with MicroChannel

Wärmetauschern; Fig. 1 c einen Schnitt entlang der Schnittlinie ll'-ll' gemäss Fig. 1 b;heat exchangers; FIG. 1 c shows a section along the section line II '-II' according to FIG. 1 b; FIG.

Fig. 2a einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Wärmetauscher- block entlang der Schmittlinie l-l gemäss Fig. 2b;FIG. 2a shows a section through a heat exchanger block according to the invention along the Schmitt line 1-l according to FIG. 2b; FIG.

Fig. 2b einen erfindungsgemässen Wärmetauscherblock mit Mircochannel Wärmetauscher.2b shows a heat exchanger block according to the invention with a microchannel heat exchanger.

Die Fig. 1 a bis Fig. 1 c beziehen sich auf den bekannten Stand der Technik. Da die vorgenannten Figuren eingangs bereits ausführlich diskutiert wurden, brauchen diese im Folgenden nicht mehr gesondert betrachtet zu werden.FIGS. 1 a to 1 c relate to the known prior art. Since the aforementioned figures have already been discussed in detail at the outset, they need not be considered separately in the following.

Zur Erinnerung sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Merkmale erfindungsgemässer Ausführungsbeispiele mit Bezugszeichen versehen sind, die kein Hochkomma tragen, während die Bezugzeichen in den Fig. 1 a bis Fig. 1 c, die bekannte Wärmetauscher zeigen, mit Hochkomma versehen sind.As a reminder, it should again be pointed out that the features of embodiments according to the invention are provided with reference symbols which do not carry a single quote, while the reference symbols in FIGS. 1 a to 1 c, which show known heat exchangers, are provided with apostrophes.

In den Fig. 2a und Fig. 2b ist ein für die Praxis besonders wichtiges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks schematisch dargestellt, welcher Wärmetauscherblock im Folgenden Gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird.In FIGS. 2 a and 2 b, a particularly important embodiment of a heat exchanger block according to the invention is shown schematically, which heat exchanger block will be referred to in the following by the reference numeral 1.

Fig. 2a zeigt dabei zum besseren Verständnis einen Schnitt entlang der Schmittlinie l-l gemäss Fig. 2b, die ausschnittsweise die Einlassseite 5 eines erfindungsgemässen Wärmetauscherblocks 1 mit einer Mehrzahl von Mikrokanal-Wärmetauschern 2 in schematischer Darstellung zeigt.2a shows a section along the Schmitt line l-l according to FIG. 2b for a better understanding, which shows the inlet side 5 of a heat exchanger block 1 according to the invention with a plurality of microchannel heat exchangers 2 in a schematic representation.

Der Wärmetauscherblock 1 gemäss Fig. 2a bzw. Fig. 2b umfasst einen Wärmetauscher 2 zum Austausch von Wärme zwischen einem Wärmemittel 3 und einem Transportfluidum 4, das im vorliegenden Beispiel Luft ist, die von einem nicht dargestellten Lüfter an den Wärmetauschern zur Austausch von Wärme in an sich bekannter Weise vorbeigeführt wird. Die Einlassseite 5 und eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellte Auslassseite 6 des Wärmetauschers 2 ist mit einem Anschlusssegment 7, 71 , 72 derart druckfest strömungsverbunden, dass das Wärmemittel 3 im Betriebszustand zum Austausch von Wärme mit dem Transportfluidum 4 unter einem vorgebbaren Betriebsdruck P, der im vorliegenden Beispiel bei ca. 60bar liegt, durch den Wärmetauscher 2 von der Einlassseite 5 der Auslassseite 6 zuführbar ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist dabei am Anschlusssegment 7, 71 , 72 ein Versteifungselement 8 vorgesehen, dass im vorliegenden Beispiel ein zweiteiliger Spannbock 8 ist, der über Schrauben 82 mit dem Anschlusssegment 7, 71 , 72 verspannt ist. Zwischen dem Anschlusssegment 7, 71 , 72 und dem Versteifungselement 8 ist zur Herstellung eines Formschlusses und / oder Kraftschlusses ein Füllmittel 9 vorgesehen, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Epoxydharz 9 ist.The heat exchanger block 1 according to FIG. 2 a or FIG. 2 b comprises a heat exchanger 2 for exchanging heat between a heating means 3 and a transport fluid 4, which in the present example is air supplied by a fan (not shown) to the heat exchangers for exchanging heat in a known manner is passed. The inlet side 5 and an outlet side 6 of the heat exchanger 2, which is not shown for reasons of clarity, are flow-connected to a connection segment 7, 71, 72 in such a manner that the heat medium 3 is in the operating state for exchanging heat with the transport fluid 4 at a predeterminable operating pressure P, which is in the present example at about 60bar, can be fed through the heat exchanger 2 from the inlet side 5 of the outlet 6. According to the present invention, a stiffening element 8 is provided on the connection segment 7, 71, 72, that in the present example is a two-part clamping stub 8, which is clamped by screws 82 to the connection segment 7, 71, 72. Between the connection segment 7, 71, 72 and the stiffening element 8, a filler 9 is provided for producing a positive connection and / or frictional connection, which is an epoxy resin 9 in the present embodiment.

Dabei korrespondiert eine kreisförmige Innenkontur 81 desIn this case corresponds to a circular inner contour 81 of the

Versteifungselements 8 mit einer ebenso kreisförmigen Aussenkontur 73 des Anschlusssegments 7, 71 , 72 derart, dass das Versteifungselement 8 das Anschlusssegment 7, 71 , 72 zumindest abschnittsweise form- und / oder kraftschlüssig umfasst, wobei der Form- bzw. Kraftschluss durch das Epoxydharz 9 optimiert wird.Stiffening element 8 with an equally circular outer contour 73 of the terminal segment 7, 71, 72 such that the stiffening element 8, the connection segment 7, 71, 72 at least partially positively and / or non-positively includes, wherein the positive or positive fit optimized by the epoxy 9 becomes.

Bei speziellen Ausführungsbeispiel der Fig. 2a bzw. Fig. 2b erstreckt sich das Versteifungselement 8 über eine gesamte Länge des Anschlusssegments 7, 71 , 72 entlang einer Längsachse A des Anschlusssegments 7, 71 , 72. Wie der Fig. 2b deutlich zu entnehmen ist, hat der zweiteilige Spannbock 8 die Form eines zwei geteilten Kamms, der die Mehrzahl an Mikrokanal- Wärmetauschern 2 umschliesst.In a specific embodiment of FIGS. 2a and 2b, the stiffening element 8 extends over an entire length of the terminal segment 7, 71, 72 along a longitudinal axis A of the terminal segment 7, 71, 72. As can be clearly seen from FIG. 2b, For example, the two-piece clamp 8 is in the form of a split two comb that encloses the plurality of microchannel heat exchangers 2.

Der Wärmetauscherblock gemäss Fig. 2a bzw. Fig. 2b ist dabei gesamthaft aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, wobei der Spannbock 8 aus einem anderen Metall gefertigt ist, das eine ausreichende mechanische Stabilität garantiert. Der Wärmetauscherblock ist dabei zusätzlich mit einer Korrosionsschutzschicht versehen.The heat exchanger block according to FIG. 2 a or FIG. 2 b is made overall from an aluminum alloy, wherein the clamping block 8 consists of a other metal is made, which guarantees sufficient mechanical stability. The heat exchanger block is additionally provided with a corrosion protection layer.

Der Fachmann weiss, dass die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich exemplarisch zu verstehen sind. Das heisst, die Erfindung ist nicht allein auf die beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele allein beschränkt. Insbesondere sind alle geeigneten Kombinationen der vorgestellten speziellen Ausführungsformen durch die Erfindung ebenfalls abgedeckt. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung sowohl auf Wärmetauscherblöcke mit MicroChannel Wärmetauschern, als auch auf Wärmetauscherblöcke mit den klassischen lamellierten Wärmetauscher. Im Speziellen auch auf kombinierte Wärmetauscherblöcke, die gleichzeitig mit Michrochannel Wärmetauschern und mit lamellierten Wärmetauschern ausgestattet sind. The person skilled in the art knows that the exemplary embodiments described within the scope of this application are to be understood as merely exemplary. That is, the invention is not limited solely to the specific embodiments described. In particular, all suitable combinations of the specific embodiments presented are also covered by the invention. In addition, the invention relates both to heat exchanger blocks with MicroChannel heat exchangers, as well as heat exchanger blocks with the classic laminated heat exchanger. In particular also on combined heat exchanger blocks, which are equipped at the same time with Michrochannel heat exchangers and with laminated heat exchangers.

Claims

claims

1 . Heat exchanger block comprising a heat exchanger (2) for exchanging heat between a heating means (3) and a transport fluid (4), wherein an inlet side (5) and / or an outlet side (6) of the heat exchanger (2) with a connection segment

(7, 71, 72) is fluidly connected such that the heat medium (3) in the operating state for exchanging heat with the Transportfluidum (4) under a predetermined operating pressure (P) through the heat exchanger (2) from the inlet side (5) Outlet side (6) can be fed, characterized in that at the connection segment (7,

71, 72), a stiffening element (8) is provided, and between the connection segment (7, 71, 72) and the stiffening element (8) for producing a positive connection and / or adhesion, a filler (9) is provided.

Second heat exchanger block according to claim 1, wherein an inner contour (81) of the stiffening element (8) with an outer contour (73) of the terminal segment (7, 71, 72) such that the stiffening element (8) the connection segment (7, 71, 72 ) comprises at least partially positively and / or non-positively.

3. heat exchanger block according to claim 1 or 2, wherein the

Connection segment (7, 71, 72) at least in sections, a circular outer contour (73).

4. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the stiffening element (8) over an entire length of the terminal segment (7, 71, 72).

5. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the stiffening element (8) in two parts, in particular as a two-part Clamping block (8) is configured and bolted to the connection segment (7, 71, 72).

6. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the filler (9) is a resin, in particular an epoxy resin.

7. heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the filler (9) is a plastic.

8. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the filler (9) is a metal.

9. heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the filler (9) is an elastic or plastic film.

10. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (2) is a microchannel heat exchanger (2).

1 1. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (2) and / or the entire heat exchanger block is made of a metal and / or a metal alloy, in particular of a single metal or a single metal alloy, in particular stainless steel, in particular aluminum or an aluminum alloy is made, and / or of a metal combination, is preferably provided as corrosion protection, a sacrificial metal, and / or wherein the heat exchanger block is at least partially provided with a protective layer, in particular with a corrosion protection layer.

12. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger block is a cooler, a condenser or an evaporator, in particular for a mobile or stationary Heating system, cooling system or air conditioning is, in particular a cooler device for a machine, a data processing system or for a building.

13. A method for producing a heat exchanger block (1) comprising a heat exchanger (2) for exchanging heat between a

Heat means (3) and a Transportfluidum (4), wherein an inlet side (5) and / or an outlet side (6) of the heat exchanger (2) with a connection segment (7, 71, 72) is fluidly connected in such a pressure-tight manner that the heating means (3 ) in the operating state for exchanging heat with the Transportfluidum (4) under a predetermined operating pressure

(P) can be supplied from the inlet side (5) of the outlet side (6) through the heat exchanger (2), characterized in that a stiffening element (8) is provided on the connection segment (7, 71, 72) and between the connection segment ( 7, 71, 72) and the stiffening element (8) for producing a positive connection and / or

Conclusion, a filler (9) is provided.

14. The method of claim 13, wherein a modular system comprising the heat exchanger (2) and the connection segments (7, 71, 72) is provided, the individual parts of the modular system are joined together and then in a previous process step together pressure-tight and fluidly connected to each other, in particular soldered be, wherein in a subsequent step on an inner contour (81) of the stiffening element (8) and / or on an outer contour (73) of the terminal segment (7, 71, 72), the filler (9) is provided.

15. The method according to claim 13 or 14, wherein the filler (9) as a liquid filler (9) and / or as a film (9) on the inner contour (81) of the Stiffening element (8) and / or on the outer contour (73) of the terminal segment (7, 71, 72) is applied.