DE102005044558A1

DE102005044558A1 - Heat exchanger, in particular radiator, for air conditioning

Info

Publication number: DE102005044558A1
Application number: DE200510044558
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Traub
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-17
Filing date: 2005-09-17
Publication date: 2007-03-29
Also published as: EP1764571A1; EP1764571B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heizkörper, für eine Klimaanlage mit Flachrohren (20), die in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden und zwischen denen Luftleiteinrichtungen angeordnet sind, die von Luft oder einem anderen Medium umströmt werden. DOLLAR A Um einen Wärmeübertrager zu schaffen, der eine höhere Heizleistung aufweist als herkömmliche einfach durchströmte Wärmeübertrager, weisen die Flachrohre (20) eine lichte innere Rohrweite von mehr als 1,2 mm und Einprägungen (26-29) auf, die sich in den Innenraum der Flachrohre erstrecken.The invention relates to a heat exchanger, in particular a radiator, for an air conditioner with flat tubes (20), which are flowed through in a direction of coolant and between which louvers are arranged, which are flowed around by air or other medium. DOLLAR A To create a heat exchanger, which has a higher heat output than conventional simply flowed through heat exchanger, the flat tubes (20) have a clear inner tube width of more than 1.2 mm and indentations (26-29), which are in the interior the flat tubes extend.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heizkörper, für eine Klimaanlage mit Flachrohren, die in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden und zwischen denen Luftleiteinrichtungen angeordnet sind, die von Luft oder einem anderen Medium umströmt werden.The Invention relates to a heat exchanger, especially a radiator, for one Air conditioning with flat tubes, in a direction of coolant flows through and between which louvers are arranged, which are flowed around by air or another medium.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 27 084 A1 ist ein Wärmeübertrager für Kraftfahrzeuge bekannt, der eine Vielzahl von Flachrohren umfasst, die von einem flüssigen Kühlmedium durchströmbar sind. Zwischen den Flachrohren sind von Umgebungsluft oder anderen Medien beaufschlagbare Wellrippen angeordnet, wobei die Flachrohre auf wenigstens einer ihrer Flachseiten nach innen gerichtete Einprägungen aufweisen. Herkömmliche Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper, für Klimaanlagen sind meist mit Umlenkungen ausgestattet, so dass sie mehrfach durchströmt werden. Bei manchen Anlagekonzepten, die zum Beispiel einen unten angeordneten Kühlmitteleintritt und einen oben angeordneten Kühlmittelaustritt aufweisen, sind einfach durchströmte Wärmeübertrager vorzuziehen, da sich aufgrund der einfachen Durchströmung eine natürliche Schichtung einstellt. Allerdings ist die Heizleistung bei einfach durchströmten Wärmeübertragern, insbesondere Heizkörpern, im Vergleich zu Wärmeübertragern mit einer oder mehreren Umlenkungen des Kühlmittels bei gleicher Rohrgeometrie eher gering.From the German patent application DE 101 27 084 A1 a heat exchanger for motor vehicles is known, which comprises a plurality of flat tubes, which are traversed by a liquid cooling medium. Between the flat tubes are arranged by ambient air or other media acted upon corrugated fins, wherein the flat tubes have on at least one of its flat sides inwardly directed indentations. Conventional heat exchangers, in particular radiators, for air conditioning systems are usually equipped with deflections, so that they are flowed through several times. In some investment concepts, which, for example, have a coolant inlet arranged at the bottom and a coolant outlet arranged at the top, simply through-flow heat exchangers are to be preferred, since due to the simple flow through a natural stratification occurs. However, compared to heat exchangers with one or more deflections of the coolant with the same tube geometry, the heat output in heat exchangers with a single flow through, in particular radiators, is rather low.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heizkörper, für eine Klimaanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der eine höhere Heizleistung aufweist als herkömmliche einfach durchströmte Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper.task the invention is a heat exchanger, especially a radiator, for an air conditioner, according to the generic term of claim 1, which has a higher heating power than conventional simply flowed through Heat exchanger, especially radiators.

Die Aufgabe ist bei einem Wärmeübertrager, insbesondere einem Heizkörper, für eine Klimaanlage mit Flachrohren, die in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden und zwischen denen Luftleiteinrichtungen angeordnet sind, die von Luft oder einem anderen Medium umströmt werden, dadurch gelöst, dass die Flachrohre eine lichte innere Rohrweite von mehr als 1,2 mm und Einprägungen aufweisen, die sich in den Innenraum der Flachrohre erstrecken. Als lichte innere Rohrweite wird die Höhe des Innenraums eines Flachrohrs bezeichnet. Die vorliegende Erfindung schafft entgegen von üblichen Auslegungsregeln und Vorurteilen einen Kompromiss zwischen der Forderung nach einer hohen Heizleistung und dem Ziel, den kühlmittelseitigen Druckabfall möglich klein zu halten. Die relativ große lichte innere Rohrweite führt zu einem relativ kleinen Druckabfall auf der Kühlmittelseite, aber auch zu geringerer Heizleistung. Dieser Nachteil kann jedoch durch die partiellen Einprägungen, die auch als Winglets bezeichnet werden, behoben werden. Durch die Einprägungen wird der Wärmeübergang auf der Kühlmittelseite verbessert, wobei der kühlmittelseitige Druckabfall bei geeigneter Geometrie der Einprägungen nicht oder nur moderat ansteigt.The Task is with a heat exchanger, in particular a radiator, for one Air conditioning with flat tubes, in a direction of coolant flows through and between which louvers are arranged, which are flowed around by air or another medium, solved by that the flat tubes have a clear inner tube width of more than 1.2 mm and impressions have, which extend into the interior of the flat tubes. As a clear inner tube width is the height of the interior of a flat tube designated. The present invention provides contrary to usual design rules and prejudice a compromise between the demand for one high heat output and the target, the coolant side pressure drop possible to keep small. The relatively large clear inner tube width leads to a relatively small pressure drop on the coolant side, but also too lower heating power. However, this disadvantage can be due to the partial indentations, which are also referred to as winglets to be fixed. By the impressions becomes the heat transfer on the coolant side improved, wherein the coolant side Pressure drop with suitable geometry of the impressions not or only moderately increases.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägungen eine Tiefe von 0,1 bis 0,4 mm aufweisen. Diese Werte haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.One preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the impressions have a depth of 0.1 to 0.4 mm. These values have changed in the context of the present Invention proved to be particularly advantageous.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre eine lichte innere Rohrweite von 1,3 bis 1,5 mm aufweisen. Vorzugsweise haben die Flachrohre eine lich te Rohrweite von 1,38 mm. Dabei sind übliche, herstellungsbedingte Toleranzen zu berücksichtigen.One Another preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the flat tubes have a light inner Pipe width of 1.3 to 1.5 mm. Preferably, the flat tubes a lich th pipe width of 1.38 mm. These are usual, production-related To consider tolerances.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägungen von länglichen Vertiefungen gebildet werden, die auf jeweils einer Flachseite der Flachrohre vorgesehen sind.One Another preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the imprints of elongated Wells are formed on each of a flat side of the Flat tubes are provided.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägungen von länglichen Vertiefungen gebildet werden, die jeweils auf beiden Flachseiten der Flachrohre vorgesehen sind. Damit wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die besten Resultate erzielt.One Another preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the imprints of elongated Wells are formed, each on both flat sides the flat tubes are provided. Thus were in the context of the present Invention achieves the best results.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägungen noppenartig ausgebildet sind. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Kombination von länglichen mit noppenartigen Einprägungen auf beiden Flachseiten der Flachrohre erwiesen.One Another preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the indentations formed knob-like are. Particularly advantageous is a combination of elongated with knob-like impressions proved on both flat sides of the flat tubes.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing various embodiments are described in detail. It can in the claims and features mentioned in the description each individually for itself or in any combination essential to the invention. It demonstrate:

1 einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager in der Draufsicht; 1 a heat exchanger according to the invention in plan view;

2 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines Flachrohrs mit Einprägungen und 2 a perspective view of a portion of a flat tube with indentations and

3 neun Ausführungsbeispiele von Flachrohren in der Draufsicht. 3 nine embodiments of flat tubes in plan view.

In 1 ist ein Wärmeübertrager 1 in der Draufsicht dargestellt. Bei dem Wärmeübertrager 1 handelt es sich um einen Heizkörper einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Der Wärmeübertrager 1 umfasst einen unteren Sammelkasten 4, der mit einem Eintrittsstutzen 5 ausgestattet ist, durch den, wie durch einen Pfeil 6 angedeutet ist, Kühlmittel in den Wärmeübertrager 1 eintritt. Des Weiteren weist der Wärmeübertrager 1 einen oberen Sammelkasten 7 auf, der mit einem Austrittsstutzen 8 ausgestattet ist, durch den, wie durch einen Pfeil 10 angedeutet ist, das Kühlmittel aus dem Wärmeübertrager 1 austritt. Die beiden Sammelkästen 4, 7 sind durch eine Vielzahl von Flachrohren miteinander verbunden, die in Richtung eines Pfeils 14 einfach von dem Kühlmittel durchströmt werden. Zwischen jeweils zwei Flachrohren ist ein Zwischenraum vorgesehen, in dem eine Luftleiteinrichtung, insbesondere eine Wellrippe angeordnet ist. Die Luftleiteinrichtungen zwischen den Flachrohren werden senkrecht zur Zeichenebene der 1 von einem Medium, insbesondere von Umgebungsluft, durchströmt.In 1 is a heat exchanger 1 shown in plan view. At the heat exchanger 1 it is a radiator of an air conditioning system of a motor vehicle. The heat exchanger 1 includes a lower collection box 4 that with an inlet 5 by which, as by an arrow 6 is indicated, coolant in the heat exchanger 1 entry. Furthermore, the heat exchanger 1 an upper collection box 7 on that with an outlet nozzle 8th by which, as by an arrow 10 is indicated, the coolant from the heat exchanger 1 exit. The two collection boxes 4 . 7 are connected by a variety of flat tubes connected in the direction of an arrow 14 simply be flowed through by the coolant. Between each two flat tubes, a gap is provided in which an air guide, in particular a corrugated fin is arranged. The louvers between the flat tubes are perpendicular to the plane of the 1 flows through a medium, in particular of ambient air.

In 2 ist ein Abschnitt eines Flachrohrs 20 des in 1 dargestellten Wärmeübertragers perspektivisch dargestellt. Das Flachrohr 20 weist in der Mitte eine in Längsrichtung verlaufende Sicke 22 auf, die dazu dient, dem Flachrohr 20 eine größere Steifigkeit zu verleihen. Wegen der Sicke 22 wird das Flachrohr 20 auch als Sickenrohr bezeichnet. Das Flachrohr 20 umfasst eine obere Flachseite 24 und eine untere Flachseite 25. Die beiden Flachseiten 24, 25 sind mit einer Vielzahl von länglichen Vertiefungen 26 bis 29 versehen.In 2 is a section of a flat tube 20 of in 1 shown heat exchanger shown in perspective. The flat tube 20 has a longitudinally extending bead in the middle 22 on, which serves the flat tube 20 to give greater rigidity. Because of the bead 22 becomes the flat tube 20 also called bead tube. The flat tube 20 includes an upper flat side 24 and a lower flat side 25 , The two flat sides 24 . 25 are with a variety of elongated depressions 26 to 29 Mistake.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden hauptsächlich Flachrohre mit den Außenabmessungen 26,0 × 1,9 × 0,26 mm³ verwendet. Diese Flachrohre weisen eine lichte innere Rohrweite von 1,38 mm auf. Die Höhe der Einprägungen liegt im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm. Durch die Höhe der Einprägungen kann der Wärmeübergang auf der Kühlmittelseite variiert werden, bis ein gewünschtes Leistungsresultat erzielt wird.In the context of the present invention, flat tubes with the outer dimensions 26.0 × 1.9 × 0.26 mm ³ are mainly used. These flat tubes have a clear inner tube width of 1.38 mm. The height of the impressions is in the range of 0.1 to 0.4 mm. Due to the height of the indentations, the heat transfer on the coolant side can be varied until a desired performance result is achieved.

In 3 sind neun verschiedene rechteckförmige Abschnitte gezeigt, die jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Flachrohrs in der Draufsicht darstellen. In durchgezogenen Linien sind verschiedene Einprägungen in der sichtbaren Flachseite des jeweiligen Flachrohrs dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind Einprägungen in der darunter angeordneten Flachseite des jeweiligen Flachrohrs angedeutet.In 3 nine different rectangular sections are shown, each representing an embodiment of a flat tube in plan view. Solid lines show various impressions in the visible flat side of the respective flat tube. With dashed lines indentations in the underlying flat side of the respective flat tube are indicated.

Das Flachrohr 31 umfasst mehrere Einprägungen 41, 42, die jeweils paarweise V-förmig zueinander angeordnet sind. In der nicht sichtbaren Flachseite des Flachrohrs 31 sind ebenfalls Einprägungen 44, 45 ausgebildet, die sich mit den Einprägungen 41, 42 zu einer Raute ergänzen. Die Flachrohre 32 und 33 zeigen weitere V-förmige beziehungsweise rautenförmige Anordnungen von länglichen Einprägungen. Die Flachrohre 34 und 36 zeigen X-förmige Anordnungen von Einprägungen mit den beiden Flachseiten des jeweiligen Flachrohrs. Das Flachrohr 35 weist wiederum V-förmig angeordnete Einprägungen auf. Das Flachrohr 37 ist identisch zu dem Flachrohr 31 ausgebildet. Die Flachrohre 38 und 39 weisen zusätzlich zu länglichen Einprägungen beziehungsweise Vertiefungen, wie sie in 31 und 37 gezeigt sind, noch noppenartige Einprägungen 51 bis 54 auf. Die Flachrohre 31 bis 39 werden jeweils von unten nach oben durchströmt.The flat tube 31 includes several impressions 41 . 42 , which are arranged in pairs V-shaped to each other. In the invisible flat side of the flat tube 31 are also impressions 44 . 45 trained, dealing with the imprints 41 . 42 to a rhombus. The flat tubes 32 and 33 show more V-shaped or diamond-shaped arrangements of elongated imprints. The flat tubes 34 and 36 show X-shaped arrangements of impressions with the two flat sides of the respective flat tube. The flat tube 35 again has V-shaped impressions. The flat tube 37 is identical to the flat tube 31 educated. The flat tubes 38 and 39 In addition to elongated indentations or depressions, as in 31 and 37 are shown, still knob-like impressions 51 to 54 on. The flat tubes 31 to 39 are each flowed through from bottom to top.

Claims

Heat exchanger, in particular radiator, for an air conditioning system with flat tubes ( 20 ; 31 - 39 ), which are flowed through in a direction of coolant and between which louvers are arranged, which are flowed around by air or other medium, characterized in that the flat tubes ( 20 ; 31 - 39 ) has a clear inner tube width of more than 1.2 mm and impressions ( 26 - 29 ; 41 - 45 . 51 - 54 ), which extend into the interior of the flat tubes.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the indentations ( 26 - 29 ; 41 - 45 . 51 - 54 ) have a depth of 0.1 to 0.4 mm.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flat tubes ( 20 ; 31 - 39 ) have a clear inner tube width of less than 1.8 mm.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flat tubes ( 20 ; 31 - 39 ) have a clear inner tube width of 1.3 to 1.5 mm.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized that the imprints of oblong Wells are formed, each on a flat side of the flat tubes are provided.

Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the indentations ( 26 - 29 ; 41 - 45 ) are formed by elongated recesses, which are respectively provided on both flat sides of the flat tubes.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the indentations ( 51 - 54 ) are formed knob-like.