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DE102009001720B4 - Multichannel flat tube heat exchanger, in particular for household refrigerators - Google Patents

Multichannel flat tube heat exchanger, in particular for household refrigerators Download PDF

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DE102009001720B4
DE102009001720B4 DE102009001720A DE102009001720A DE102009001720B4 DE 102009001720 B4 DE102009001720 B4 DE 102009001720B4 DE 102009001720 A DE102009001720 A DE 102009001720A DE 102009001720 A DE102009001720 A DE 102009001720A DE 102009001720 B4 DE102009001720 B4 DE 102009001720B4
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Germany
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flat tube
heat exchanger
fan
winding
tube heat
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Eberhard Günther
Franz J. Schmitt
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Komitec Automation 08297 Zwoenitz De GmbH
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KOMITEC AUTOMATION GmbH
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Abstract

Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) aus Mehrkanalflachrohrwicklungen mit zwischen den Wicklungen (3) angeordneten Lamellen (10), wobei das Mehrkanalflachrohr (2) in Richtung der Flachrohrhöhe (H) parallel und in Richtung der Flachrohrbreite (B) orthogonal zur und schraubenförmig um die Wickelachse (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (9) des Hohlzylinders ein Lüfter (5) und Luftleitelemente (4) angeordnet sind, wobei die Luftleitelemente (4) sich zur Mitte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) hin verjüngend, rotationssymmetrisch kegelförmig ausgebildet sind und der Lüfter (5) als Axiallüfter ausgebildet und mittig bezüglich des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) angeordnet ist, so dass der Lüfter (5) axial fördert und dabei in einer Hälfte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) die Luft radial in den Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) einströmt, umgelenkt und axial vom Lüfter (5) angesaugt wird und in der anderen Hälfte wieder umgelenkt und radial aus dem Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) ausströmt.Multichannel flat tube heat exchanger (1) of multichannel flat tube windings with lamellae (10) arranged between the windings (3), the multichannel flat tube (2) being parallel in the direction of the flat tube height (H) and in the direction of the flat tube width (B) orthogonal to and helically around the winding axis (17 ) is arranged, characterized in that in the interior (9) of the hollow cylinder, a fan (5) and air guide elements (4) are arranged, wherein the air guide elements (4) are tapered towards the center of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1), rotationally symmetric conical and the fan (5) is designed as an axial fan and arranged centrally with respect to the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1), so that the fan (5) axially conveys and in one half of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) the air radially into the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) flows, deflected and is sucked axially by the fan (5) and in the other half te again deflected and radially out of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) flows out.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager, insbesondere für Haushaltskühlgeräte oder für die Schaltschrankkühlung. Gattungsgemäße Wärmeübertrager werden allgemein zu Kühl- und Heizzwecken im unteren bis mittleren Leistungsbereich zwischen 50 W bis 4 kW beispielsweise eingesetzt. Bei der Einbindung in Kältemittelkreisläufe ist der Einsatz als Verdampfer oder als Kondensator bzw. Gaskühler möglich, wobei jeweils Luft als zweites Wärmeübertragungsmedium neben dem Kältemittel fungiert.The invention relates to a Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager, in particular for household refrigerators or for the cabinet cooling. Generic heat exchangers are generally used for cooling and heating purposes in the low to medium power range between 50 W to 4 kW, for example. When used in refrigerant circuits, the use as an evaporator or as a condenser or gas cooler is possible, each air acts as a second heat transfer medium in addition to the refrigerant.

Derartige Wärmeübertrager sind in diversen Bauarten bekannt. So gehören in der Bauart zylinderförmige Wärmeübertrager aus Rohrschlangen zum Stand der Technik. Ebenso sind Wärmeübertrager aus Mehrkanalflachrohren, die mit Lamellen auf der Luftseite versehen sind, bekannt. Mehrkanalflachrohre, auch Multiporttubes genannt, bestehen aus einem Flachrohr, welches im Querschnitt rechteckig ausgebildet und dadurch charakterisiert ist, dass über die Breite des Flachrohres mehrere in Längsrichtung parallele und in Querrichtung der Flachrohrbreite meist äquidistante Kanäle mit geringem Durchmesser angeordnet sind und die Höhe des Flachrohres durch den Kanaldurchmesser und eine relativ geringe Wandstärke bestimmt wird. Es handelt sich somit um ein Flachrohrband von quasi endloser Länge jedoch geringer Flachrohrhöhe.Such heat exchangers are known in various designs. For example, cylinder-type heat exchangers made of pipe coils belong to the state of the art. Likewise, heat exchangers from multi-channel flat tubes, which are provided with lamellae on the air side known. Mehrkanalflachrohre, also called Multiporttubes, consist of a flat tube, which is rectangular in cross section and characterized in that over the width of the flat tube a plurality of longitudinally parallel and transverse widths of the flat tube usually equidistant channels are arranged with a small diameter and the height of the flat tube the channel diameter and a relatively small wall thickness is determined. It is thus a flat tube strip of quasi-endless length but low flat tube height.

Beispielsweise geht aus der DE 195 24 052 A1 ein Wärmeübertrager, der aus einer Vielzahl parallel verlaufender, gerader Flachrohre besteht, deren Enden in Sammlerrohre münden, hervor. An den Sammelrohren sind Anschlussstücke vorgesehen, die Öffnungen mit Durchzügen aufweisen, in denen die Enden der Flachrohre fluiddicht eingelötet sind. Das Sammelrohr besitzt mindestens annähernd einen kreisförmigen Querschnitt und das Anschlussstück ist konkav gestaltet, wobei der Krümmungsradius des Anschlussstückes der Mantelfläche des Sammelrohres angepasst ist. In dem Anschlussstück sind quer zur Längsrichtung des Sammelrohres verlaufende und von den Durchzügen begrenzte Langlöcher vorgesehen, in denen die Enden der Flachrohre aufgenommen werden. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung ist zwischen den parallel verlaufenden Flachrohren ein wellenförmig ausgebildetes Blech angebracht.For example, goes from the DE 195 24 052 A1 a heat exchanger, which consists of a plurality of parallel, straight flat tubes, the ends of which open into collector tubes, out. At the headers connecting pieces are provided which have openings with passages in which the ends of the flat tubes are soldered fluid-tight. The collecting tube has at least approximately a circular cross section and the connecting piece is designed concave, wherein the radius of curvature of the connecting piece of the lateral surface of the collecting tube is adapted. In the connecting piece extending transversely to the longitudinal direction of the manifold and limited by the passages slots are provided, in which the ends of the flat tubes are received. To improve the heat transfer, a corrugated plate is mounted between the parallel flat tubes.

Nachteilig bei diesem Wärmeübertrager ist, dass die Fluidverteilung über die parallel verlaufenden Flachrohre nicht klar definiert ist. Je nach Strömungsverhältnissen in den Sammelrohren können die Flachrohre von unterschiedlichen Mengen des Fluids durchflossen werden. Weiterhin ungünstig ist, dass die Bauform auf scheibenartige Wärmeübertragerpakete begrenzt ist und somit eine Anpassung an den Bauraum von komplexen technischen Geräten nur schwer realisierbar ist.A disadvantage of this heat exchanger is that the fluid distribution over the parallel flat tubes is not clearly defined. Depending on the flow conditions in the headers, the flat tubes can be traversed by different amounts of the fluid. Another disadvantage is that the design is limited to disc-like heat exchanger packages and thus an adaptation to the space of complex technical equipment is difficult to achieve.

Letztgenannten Nachteil überwindet die EP 1 811 254 A2 zumindest teilweise. Die EP 1 811 254 A2 beschreibt einen gattungsgemäßen Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager, der auch als Microchannel- beziehungsweise Flachrohrwärmeübertrager bezeichnet wird. Dieser Wärmeübertrager kommt mit abgewinkelter Rohrkonfiguration zum Einsatz, die in Klimaanlagen für Wohnräume eingesetzt wird. Der Wärmeübertrager besteht aus zwei parallel beabstandeten Kopf- beziehungsweise Sammelteilen, zwischen denen sich eine Vielzahl von Flachrohrstücken erstreckt. Dadurch entstehen eine Vielzahl von Fluidpassagen, durch die ein Fluid, das Kältemittel, vom Verteiler zum Sammler strömt. Die Rohrstücke weisen mindestens einen abgewinkelten Bereich mit einen festgelegten Radius auf. Zwischen benachbarten Flachrohren sind Lamellen zur Vergrößerung der Wärmeübertrageroberfläche und damit zur Verbesserung der Wärmeübertragung angeordnet. Eine Anpassung des Wärmeübertragers an den Bauraum wird über eine Krümmung der Flachrohre erreicht, sodass das Wärmeübertragerpaket eine V-Form aufweist.The latter disadvantage overcomes the EP 1 811 254 A2 at least partially. The EP 1 811 254 A2 describes a generic Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager, which is also referred to as Microchannel- or Flachrohrwärmeübertrager. This heat exchanger is used with an angled tube configuration used in residential air conditioning systems. The heat exchanger consists of two parallel-spaced head or collective parts, between which extends a plurality of flat tube pieces. This creates a multiplicity of fluid passages through which a fluid, the refrigerant, flows from the distributor to the collector. The pipe pieces have at least one angled region with a fixed radius. Between adjacent flat tubes fins are arranged to increase the heat exchanger surface and thus to improve the heat transfer. An adaptation of the heat exchanger to the space is achieved by a curvature of the flat tubes, so that the heat exchanger package has a V-shape.

Nachteilig ist weiterhin, dass auch diese Bauart nicht in kompakten hohlzylindrischen Bauräumen einsetzbar ist, da der Anströmquerschnitt beziehungsweise die Anströmfläche des Wärmeübertragers in einer Ebene liegt beziehungsweise eine Ebene darstellt.A further disadvantage is that this type is not used in compact hollow cylindrical space, since the inflow cross section or the inflow of the heat exchanger is in a plane or represents a plane.

Der Nachteil der ebenen Anströmfläche wird durch die DE 29 51 352 C2 teilweise behoben.The disadvantage of the flat inflow is due to the DE 29 51 352 C2 partially fixed.

Die DE 29 51 352 C2 beschreibt einen Wärmeübertrager, der mehrere Flachrohrpakete aufweist. Die Flachrohre von je zwei Paketen sind durch Verbindungselemente, die auch Sammler und Verteiler bilden können, miteinander verbunden. Jedes der Pakete besteht aus mehreren gleichlangen und geraden Flachrohren, die zueinander durch Lamellen beabstandet sind. Die Sammelräume sind dabei als Winkelkästen ausgebildet, wobei mit mehreren Winkelkästen und Flachrohrpakete einen polygonförmigen Ringwärmeübertrager bilden.The DE 29 51 352 C2 describes a heat exchanger having a plurality of flat tube packages. The flat tubes of two packages each are connected by connecting elements, which can also form collectors and distributors. Each of the packages consists of several equal and straight flat tubes, which are spaced from each other by lamellae. The collecting spaces are designed as angular boxes, with a plurality of angle boxes and flat tube packages form a polygonal ring heat exchanger.

Die Anströmfläche des Ringwärmeübertragers ist als Zylindermantel ausgestaltet, wobei der Zylinderquerschnitt als Dreieck, Viereck oder Fünfeck ausgebildet ist.The inflow of the ring heat exchanger is designed as a cylinder jacket, wherein the cylinder cross-section is formed as a triangle, square or pentagon.

Nachteilig ist jedoch auch hier, dass die Fluidverteilung über die parallel verlaufenden Flachrohre nicht klar definiert ist. Je nach Strömungs- und Druckverhältnissen in den Kopfteilen können die Rohrstücke von unterschiedlichen Mengen des Fluids durchflossen werden, woraus eine ungleichmäßige Fluid- und damit Wärmeverteilung und weiterhin ein ungünstiger Wirkungsgrad des Wärmeübertragers resultieren können. Weiterhin steht der Bereich des Umfangs des Ringwärmeübertragers, der durch die Sammelräume eingenommen wird, nicht für die Wärmeübertragung zur Verfügung.However, it is also disadvantageous here that the fluid distribution over the parallel flat tubes is not clearly defined. Depending on the flow and pressure conditions in the head parts, the pipe sections can be traversed by different amounts of the fluid, resulting in an uneven fluid and thus heat distribution and furthermore an unfavorable efficiency of the heat exchanger can result. Furthermore, the area of the circumference of the ring heat exchanger, which is occupied by the plenums, is not available for heat transfer.

Ganz besonders nachteilig ist, dass die Fertigung der Wärmeübertrager äußerst aufwändig und störanfällig ist. Die große Zahl an Einzelteilen und die Notwendigkeit der daraus resultierenden Vielzahl von druckdichten Verbindungsstellen erfordert einen hohen fertigungstechnischen Aufwand.A particular disadvantage is that the production of the heat exchanger is extremely complex and prone to failure. The large number of individual parts and the necessity of the resulting large number of pressure-tight connection points requires a high production outlay.

Derartige Nachteile werden durch aus Flachrohr gewickelten Wärmeübertragern kompensiert.Such disadvantages are compensated by heat exchangers wound from flat tube.

In der DE 26 33 271 A1 wird ein Wärmeübertrager in Spiralbauart offenbart. Das Flachrohr wird in doppelter Lage von der Mittelachse des Wärmeübertragers aus gewickelt und ist durch Lamellen zueinander beabstandet. Die Anschlüsse, durch die das erste Fluid in den Wärmeübertrager ein- und ausgebracht wird, sind an der Peripherie angeordnet. Der Fluidstrom gelangt von außen zur Mitte der Wicklung und zurück an die Peripherie, um durch den zweiten Anschluss an der Flachrohrwicklung den Wärmeübertrager wieder zu verlassen. Die Art der Wicklung um die Mittelachse mit den durch Lamellen beabstandeten Wicklungen bedingt, dass die Strömungsrichtung des zweiten Fluids, der Luft, in axialer Richtung entlang der Wickelachse des Wärmeübertragers erfolgt.In the DE 26 33 271 A1 a spiral-type heat exchanger is disclosed. The flat tube is wound in a double layer from the central axis of the heat exchanger and is spaced apart by lamellae. The ports through which the first fluid is introduced and removed into the heat exchanger are located at the periphery. The fluid flow passes from the outside to the middle of the winding and back to the periphery to leave the heat exchanger again through the second connection to the flat tube winding. The type of winding around the central axis with the windings spaced apart by lamellae means that the flow direction of the second fluid, the air, takes place in the axial direction along the winding axis of the heat exchanger.

Nachteilig ist, dass die Anströmfläche des Spiralwärmeübertragers der Zylinderquerschnittsfläche entspricht und das zweite Fluid an einer Stirnseite des Wärmeübertragers in diesen eingetragen werden muss. Das zum Eintrag erforderliche Element, beispielsweise ein Ventilator, muss also oberhalb einer der Stirnseiten angeordnet werden, was zu einer Vergrößerung der Baulänge des Wärmeübertragers führt. Außerdem ist die Anströmfläche mit dem Zylinderquerschnitt relativ klein, was zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten und damit verbundenen Geräuschen führt.The disadvantage is that the inflow of the spiral heat exchanger corresponds to the cylinder cross-sectional area and the second fluid must be entered at one end face of the heat exchanger in this. The element required for the entry, for example a fan, must therefore be arranged above one of the front sides, which leads to an increase in the overall length of the heat exchanger. In addition, the inflow area with the cylinder cross section is relatively small, which leads to high flow velocities and associated noise.

Nach der DE 38 15 647 A1 und nach der FR 2 489 495 A1 sind Rundwärmetauscher aus Mehrkanalflachrohren in hohlzylindrischer Ausführung bekannt. In der US 2004/0069465 A1 wird ein Spiralwärmeübertrager in kreiskegelförmiger Ausführung offenbart.After DE 38 15 647 A1 and after the FR 2 489 495 A1 are round heat exchanger from Mehrkanalflachrohren in a hollow cylindrical design known. In the US 2004/0069465 A1 discloses a spiral heat exchanger in a circular cone-shaped design.

Insgesamt ist den Lösungen nach dem Stand der Technik gemeinsam, dass eine effiziente Wärmeübertragung bei einfachem und platzsparendem Aufbau nur eingeschränkt zu realisieren ist.Overall, the solutions according to the prior art have in common that an efficient heat transfer with a simple and space-saving design is limited to realize.

Nach der DE 27 47 844 A1 wird eine Vorrichtung zum Herstellen einer Rohrwendel offenbart.After DE 27 47 844 A1 a device for producing a coiled tubing is disclosed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen kompakten Wärmeübertrager für die Erwärmung oder Kühlung von Luft mit einer hohen Effizienz und von einfachem Aufbau zur Verfügung zu stellen.The invention is therefore based on the object to provide a compact heat exchanger for the heating or cooling of air with a high efficiency and of simple construction available.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager aus Mehrkanalflachrohrwicklungen mit zwischen den Wicklungen angeordneten Lamellen. Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkanalflachrohr in Richtung der Flachrohrhöhe parallel und in Richtung der Flachrohrbreite orthogonal zur Wickelachse angeordnet ist. Das Mehrkanalflachrohr ist beispielsweise 4 bis 10 Mal breiter als höher. Das Flachrohr ist aus einem leicht plastisch verformbaren und gut wärmeleitenden Material wie beispielsweise Aluminium ausgebildet und wird über die schmale Seite seines Querschnitts gekrümmt. Wird als zweites Fluid, das den Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager umspült, anstelle eines gasförmigen Mediums eine Flüssigkeit verwandt, ist der Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager ohne Lamellen zwischen den Windungen ausgeführt.The object is achieved by a Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager from Mehrkanalflachrohrwicklungen arranged between the windings slats. The solution according to the invention is characterized in that the multi-channel flat tube is arranged in the direction of the flat tube height parallel and in the direction of the flat tube width orthogonal to the winding axis. For example, the multi-channel flat tube is 4 to 10 times wider than it is taller. The flat tube is formed from an easily plastically deformable and highly thermally conductive material such as aluminum and is curved over the narrow side of its cross section. If a liquid is used as the second fluid, which flows around the multi-channel flat tube heat exchanger, instead of a gaseous medium, the multi-channel flat tube heat exchanger without blades is designed between the windings.

Die Konzeption der Erfindung besteht darin, dass der Wärmeübertrager aus wenigen Komponenten und Komponentenverbindungsstellen aufgebaut ist und dass als Anströmfläche oder als Abströmfläche oder als An- und Abströmfläche für den Wärmeübertrager eine kreiszylindermantelförmige Fläche ausgebildet ist, wobei als fluiddurchströmte Komponenten Mehrkanalflachrohre mit kleinen Kanalquerschnitten vorgesehen sind. Derartige Wärmeübertrager eignen sich somit vorteilhaft auch zum Betrieb mit Hochdruckkältemitteln.The concept of the invention is that the heat exchanger is constructed from a few components and component junctions and that a circular cylinder jacket-shaped surface is formed as inflow surface or as outflow surface or as inflow and outflow surface for the heat exchanger, being provided as a fluid-flow components Mehrkanalflachrohre with small channel cross-sections. Such heat exchangers are thus also advantageous for operation with high-pressure refrigerants.

Das Mehrkanalflachrohr ist nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung schraubenförmig in der Art einer Helix einen Hohlzylinder bildend um die Wickelachse angeordnet. In alternativen Ausführungsformen weist die Wicklung die dreidimensionale Form einer kegelförmigen Helix, einer Archimedischen Spirale oder einer Fermatschen Spirale auf. Im Innenraum des Hohlzylinders sind Lüfter und Luftleitelemente angeordnet. Die Luftleitelemente sind sich zur Mitte hin verjüngend, rotationssymmetrisch kegelförmig ausgebildet. Der Lüfter ist dabei als Axiallüfter ausgebildet und mittig angeordnet, sodass der Lüfter in axialer Richtung der Zylinder- und Wärmeübertragerachse fördert und dabei in einer Hälfte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers die Luft radial in den Innenraum des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers einströmt, an dem Luftleitelement umgelenkt und axial vom Lüfter angesaugt wird und in der anderen Hälfte wieder umgelenkt und radial aus dem Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager ausströmt.The multi-channel flat tube is according to a first embodiment of the invention helically arranged in the manner of a helix forming a hollow cylinder around the winding axis. In alternative embodiments, the winding has the three-dimensional shape of a conical helix, an Archimedean spiral or a Fermatian spiral. In the interior of the hollow cylinder fan and air guide elements are arranged. The air guide elements are tapering toward the center, rotationally symmetrical cone-shaped. The fan is designed as an axial fan and arranged centrally, so that the fan promotes in the axial direction of the cylinder and heat exchanger axis and in one half of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers the air flows radially into the interior of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers, is deflected at the air guide and sucked axially from the fan and deflected in the other half again and flows radially out of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager.

Die Luftleitelemente weisen in der bevorzugten Ausgestaltung eine Kegelform mit einer Geraden als Mantellinie auf. Alternative Ausgestaltungen der Erfindung sehen Luftleitelemente mit parabelförmiger Mantellinie vor. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Mantellinie die Form des Graphen einer quadratischen Gleichung auf. Damit werden Druckverluste, die zwischen dem Lüfter und den letzten Windungen der Wicklung auftreten, ausgeglichen und ein gleichmäßiger Fluidstrom des zweiten Fluids durch den Wärmeübertrager hindurch gesichert.The air guide elements in the preferred embodiment have a conical shape with a straight line as a generatrix. Alternative embodiments of the invention provide air guiding elements with a parabolic generatrix. In a further advantageous embodiment, the surface line has the shape of the graph of a quadratic equation. Thus, pressure losses that occur between the fan and the last turns of the winding, balanced and secured a uniform fluid flow of the second fluid through the heat exchanger therethrough.

Eine weitere vorteilhafte, weil besonders geräuscharme, Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass der Lüfter mittels eines Schallentkopplers im Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager fixiert ist. Als Schallentkoppler fungiert bevorzugt ein Ring aus flexiblem Material wie etwa ein Gummiring.A further advantageous, because particularly low-noise, embodiment of the invention results from the fact that the fan is fixed by means of a Schallentkopplers in Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager. As a sound decoupler preferably acts a ring of flexible material such as a rubber ring.

Der Gehäusedurchmesser des Lüfters entspricht dem Durchmesser des Raums innerhalb der Wicklung. Zwischen den Windungen des Flachrohres sind die Lamellen angeordnet. Zum Antrieb des Lüfters ist ein Elektromotor vorgesehen. Dieser ist so ausgeführt, dass eine Änderung der Drehrichtung vollzogen werden kann.The housing diameter of the fan corresponds to the diameter of the space inside the winding. Between the turns of the flat tube, the slats are arranged. To drive the fan, an electric motor is provided. This is designed so that a change in the direction of rotation can be completed.

Bevorzugt sind an beiden Enden der Wicklung des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers Gehäuseelemente vorgesehen, die das Luftleitelement mit dem Lüfter halten.Preferably, at both ends of the winding of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers housing elements are provided which hold the air guide with the fan.

Die Wicklung des Wärmeübertragers weist in einer Ausgestaltung die Form einer Helix auf. In einer alternativen Ausführungsform weist die Wicklung die Form einer kegelförmigen Helix, auch als konische Spirale oder kegelförmige Raumspirale bezeichnet, auf. Diese Form bildet einen Kreiskegelstumpf um die Wickelachse.The winding of the heat exchanger has the form of a helix in one embodiment. In an alternative embodiment, the winding is in the form of a conical helix, also referred to as a conical spiral or conical space spiral. This shape forms a circular truncated cone around the winding axis.

Das Flachrohr ist in Richtung der Flachrohrbreite bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in einem Winkel von 90 Grad zur Achse der Wicklung angeordnet. In ähnlicher Weise vorteilhaft sind die Flachrohre der Wicklung jedoch auch so angeordnet, dass die Flachrohrbreite in einem Winkel abweichend von 90 Grad von der Achse der Wicklung angeordnet ist und damit die Strömung der Luft nicht rechtwinklig zur Achse der Wicklung aus dem von der Wicklung umschlossenen Innenraum des Wärmeübertragers entweicht.The flat tube is arranged in the direction of the flat tube width in the preferred embodiment of the invention at an angle of 90 degrees to the axis of the winding. Similarly, however, the flat tubes of the winding are also arranged so that the flat tube width is arranged at an angle other than 90 degrees from the axis of the winding and thus the flow of air is not perpendicular to the axis of the winding from the space enclosed by the winding interior the heat exchanger escapes.

Der Innendurchmesser der Wicklung beträgt zwischen 40 mm und 500 mm.The inner diameter of the winding is between 40 mm and 500 mm.

Der erfindungsgemäße Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager wird mittels einer speziellen Vorrichtung hergestellt. Diese besitzt einen um eine Wickelachse rotierenden Wickeldorn auf dem ein Formblock mit einer gerundeten Ausnehmung an der Unterseite des Formblocks positioniert ist. Der Formblock ist zum Wickeldorn relativ in Richtung der Wickelachse bewegbar ausgebildet, wobei der Formblock einen Formschlitz für die Aufnahme und Führung des Mehrkanalflachrohres um den Wickeldorn aufweist.The multi-channel flat tube heat exchanger according to the invention is produced by means of a special device. This has a winding mandrel rotating about a winding axis on which a molding block is positioned with a rounded recess on the underside of the mold block. The mold block is designed to be movable relative to the winding mandrel in the direction of the winding axis, wherein the mold block has a shaping slot for receiving and guiding the multi-channel flat pipe around the winding mandrel.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkanalflachrohr im Formschlitz des Formblocks tangential zum Wickeldorn geführt wird, wobei das Mehrkanalflachrohr mit der Flachrohrbreite in radialer Richtung des Wickeldorns orthogonal zur Wickelachse in die Vorrichtung zur Herstellung der Mehrkanalflachrohrwicklung einläuft und im Formschlitz im Winkel von 90 Grad zur Wickelachse gehalten und auf den Wickeldorn aufgewickelt wird.The method for producing the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager invention is characterized in that the Mehrkanalflachrohr is guided tangentially to the winding mandrel in the forming slot of the mold block, wherein the Mehrkanalflachrohr enters with the flat tube width in the radial direction of the winding mandrel orthogonal to the winding axis in the apparatus for producing the Mehrkanalflachrohrwicklung and in the mold slot in Held angle of 90 degrees to the winding axis and wound on the winding mandrel.

Das Flachrohr wird gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung durch einen Formschlitz gezogen, der das Flachrohr in einem Winkel von 90 Grad zur Wickelachse hält.The flat tube is pulled in accordance with a first advantageous embodiment by a shaping slot, which holds the flat tube at an angle of 90 degrees to the winding axis.

In einer abgewandelten vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist der Formschlitz in einem von 90 Grad abweichendem Winkel zur Wickelachse ausgebildet.In a modified advantageous embodiment of the method of the mold slot is formed in a deviating from 90 degrees angle to the winding axis.

Besonders vorteilhaft ist die mit der Erfindung erreichte Platzersparnis, die aus der Form des Wärmeübertragers und vor allem aus der Anordnung des Lüfters im Inneren des Wärmeübertragerzylinders herrührt. Diese Anordnung wird erst möglich durch Verwendung des Mehrkanalflachrohres für eine Wicklung, die einen Zylindermantel bildet. Bei dieser Wicklung, bei der das Flachrohr entgegen der üblichen und im Stand der Technik dokumentierten Verwendung über die schmale Kante seines Querschnitts verformt wird und somit der Fluidstrom des zweiten Fluids rechtwinklig oder annähernd rechtwinklig aus dem von der Wicklung umschlossenen Raum entweichen kann. Daraus resultiert eine optimale Ausnutzung des von einem Axiallüfter erzeugten Luftstromes. In der Folge kommt es zur Einsparung von Material sowie zur Erhöhung der Effizienz der Wärmeübertragung.Particularly advantageous is the space savings achieved with the invention, which results from the shape of the heat exchanger and especially from the arrangement of the fan inside the heat exchanger cylinder. This arrangement is only possible by using the multi-channel flat tube for a winding, which forms a cylinder jacket. In this winding in which the flat tube is deformed contrary to the usual and documented in the prior art use over the narrow edge of its cross section and thus the fluid flow of the second fluid can escape at right angles or approximately at right angles from the space enclosed by the winding space. This results in an optimal utilization of the air flow generated by an axial fan. As a result, it saves material and increases the efficiency of heat transfer.

Durch eine automatische Laufrichtungsumkehr des Lüfters in bestimmten Zeitintervallen wird weiterhin eine drastische Verringerung der Verschmutzung des Wärmeübertragers erreicht.By automatically reversing the direction of the fan at certain time intervals, a drastic reduction in the contamination of the heat exchanger continues to be achieved.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1a: Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager, 1a : Multi-channel flat tube heat exchanger,

1b: Querschnitt des Mehrkanalflachrohres, 1b : Cross section of the multi-channel flat tube,

2a: Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager in der Draufsicht, 2a : Multi-channel flat tube heat exchanger in plan view,

2b: Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager in der Schnittdarstellung, 2 B : Multi-channel flat tube heat exchanger in sectional view,

3: gewickelte Flachrohreinheit mit Lamellenlage, 3 : wound flat tube unit with slat position,

4a: gewickelte Flachrohreinheit als Helix in der Draufsicht, 4a : wound flat tube unit as a helix in plan view,

4b: gewickelte Flachrohreinheit als Helix in der Schnittdarstellung, 4b : wound flat tube unit as a helix in the sectional view,

5a: gewickelte Flachrohreinheit als kegelförmige Helix in der Draufsicht 5a : Coiled flat tube unit as a conical helix in plan view

5b: gewickelte Flachrohreinheit als kegelförmige Helix in der Schnittdarstellung, 5b : wound flat tube unit as a conical helix in the sectional view,

6: Vorrichtung zur Herstellung der Mehrkanalflachrohrwicklung und 6 : Device for producing the multi-channel flat tube winding and

7: Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager als kegelförmige Helix mit nichtorthogonaler Flachrohranordnung. 7 : Multichannel flat tube heat exchanger as a conical helix with non-orthogonal flat tube arrangement.

1a zeigt den zylindrischen Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 mit dem schraubenförmig zur Helix 11 um die Wickelachse 17 gewickelten Mehrkanalflachrohr 2. Zwischen den Lagen der Wicklungen 3 des Mehrkanalflachrohres 2 sind nicht dargestellte Lamellen zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche auf der Luftseite vorgesehen. Im Innenraum 9 der hohlzylindermantelförmigen Mehrkanalflachrohrspirale sind die beiden Luftleitelemente 4 eingebracht, die sich zur Mitte hin verjüngen. Die Luftleitelemente 4 sind an den Gehäuseelementen 7 befestigt, die zudem mit den beiden Enden der Wicklung 3 verbunden sind. Alternativ zu Gehäuselementen sind Halterungen 7 am Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 vorgesehen. 1a shows the cylindrical Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 with the helical to the helix 11 around the winding axis 17 wound multi-channel flat tube 2 , Between the layers of windings 3 of the multi-channel flat tube 2 not shown fins are provided to increase the heat transfer surface on the air side. In the interior 9 the hollow cylinder jacket-shaped Mehrkanalflachrohrspirale are the two air guide elements 4 introduced, which taper to the center. The air guiding elements 4 are on the housing elements 7 attached, in addition to the two ends of the winding 3 are connected. As an alternative to housing elements are brackets 7 at the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 intended.

In der Mitte des Wärmeübertragers 1 ist der Lüfter 5 platziert, der die Umgebungsluft durch den Wärmeübertrager 1 bewegt. Der Lüfter 5 wird durch den Elektromotor 6 angetrieben. Die gezeigte Ausgestaltung sieht vor, dass zum Antrieb des Lüfters 5 ein Elektromotor 6 zum Einsatz kommt, der in beiden Drehrichtungen betreibbar ist. Die Umkehr der Drehrichtung erfolgt im Betrieb des Wärmeübertragers 1 in vorgegebenen Zeitabständen, beispielsweise nach jeweils einer Stunde Betrieb, womit sich in der Folge auch die Richtung des Luftstroms 8 umkehrt und Staubablagerung auf den Wärmeübertragerflächen durch die entgegengesetzte Strömungsrichtung wieder entfernt und die Verschmutzung somit deutlich verringert werden kann.In the middle of the heat exchanger 1 is the fan 5 placed the ambient air through the heat exchanger 1 emotional. The fan 5 is by the electric motor 6 driven. The embodiment shown provides that for driving the fan 5 an electric motor 6 is used, which is operable in both directions. The reversal of the direction of rotation takes place during operation of the heat exchanger 1 at predetermined intervals, for example, after every one hour of operation, which in turn results in the direction of the air flow 8th reverses and dust deposition on the heat exchanger surfaces removed by the opposite flow direction and pollution can thus be significantly reduced.

Der Lüfter 5 ist mittels eines als Schallentkoppler 21 wirkenden Gummirings in den Innenraum 9 des Zylindes geräuschdämmend implementiert.The fan 5 is by means of a sound decoupler 21 acting rubber ring in the interior 9 implemented silencing of the cylinder.

In der dargestellten Ausgestaltung tritt die Luftströmung 8 über die Zylindermantelfläche auf der der Saugseite zugewandten Hälfte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 radial in den Innenraum 9 ein. Mittels der Luftleitelemente 4 wird die Luftströmung 8 in axialer Richtung bezogen auf den Zylinder umgelenkt, vom Axiallüfter 5 angesaugt und axial abgegeben, nachfolgend erneut umgelenkt und radial aus dem Innenraum 9 durch die Wicklungen 3 des Mehrkanalflachrohres 2 hindurch nach außen abgegeben.In the illustrated embodiment, the air flow occurs 8th over the cylinder jacket surface on the suction side facing half of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 radially into the interior 9 one. By means of the air guide elements 4 becomes the airflow 8th deflected in the axial direction relative to the cylinder, from the axial fan 5 aspirated and discharged axially, subsequently redirected again and radially from the interior 9 through the windings 3 of the multi-channel flat tube 2 passed through to the outside.

Gemäß 1b weist das Flachrohr 2 im Querschnitt einen großen Unterschied zwischen Flachrohrhöhe H und Flachrohrbreite B auf, wobei die breite Seite des Querschnitts 4 bis 15-fach größer als die Höhe sein kann. Das Mehrkanalflachrohr wird auch als Microchannel oder Multiporttube bezeichnet und weist in seinem Inneren mehrere in Längsrichtung parallel zueinander verlaufende nebeneinanderliegende, getrennte Kanäle 22 auf.According to 1b has the flat tube 2 in cross section, a large difference between flat tube height H and flat tube width B, wherein the broad side of the cross section can be 4 to 15 times greater than the height. The multi-channel flat tube is also referred to as Microchannel or Multiporttube and has in its interior a plurality of longitudinally parallel mutually adjacent, separate channels 22 on.

2a zeigt den zylindrischen Wärmeübertrager 1 in der Draufsicht. Der durch das Luftleitelement 4 verdeckte Lüfter 5 mit dem Elektromotor 6 ist dementsprechend durch verdeckte Linien dargestellt. Um das Luftleitelement 4 herum ist das Flachrohr 2 zur Wicklung 3 verformt dargestellt. 2a shows the cylindrical heat exchanger 1 in the plan view. The through the air guide 4 concealed fans 5 with the electric motor 6 is accordingly represented by hidden lines. To the air guide 4 around is the flat tube 2 to the winding 3 deformed shown.

In 2b ist der Wärmeübertrager 1 in Schnittdarstellung gezeigt. Das zur Wicklung 3 geformte Flachrohr 2 schließt die am Gehäuseelement beziehungsweise der Halterung 7 befestigten Luftleitelemente 4 mit dem Lüfter 5 und dem zu seinem Antrieb erforderlichen Elektromotor 6 in ihrem Inneren ein. Die in der Ausführung der Erfindung gewählte Kegelform der Luftleitelemente 4, die sich zum Lüfter 5 hin verjüngt, führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Luftstroms 8 durch die Spaltöffnungen zwischen den Wicklungen 3 mit den nicht dargestellten Lamellen 10, die zwischen den einzelnen Lagen des Flachrohrs 2 ausgebildet sind. Durch die Anordnung des Lüfters 5 in der Mitte der Wicklung 3 strömt Luft auf der Saugseite des Lüfters 5 in den Innenraum 9 innerhalb der Wicklung 3 hinein und auf der Druckseite des Lüfters 5 aus dem Innenraum 9 heraus. Bei Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 6 ändern sich damit auch die Saugseite und die Druckseite.In 2 B is the heat exchanger 1 shown in section. That to the winding 3 shaped flat tube 2 closes the on the housing element or the holder 7 attached air guide elements 4 with the fan 5 and the electric motor required for its drive 6 in their interior. The selected in the embodiment of the invention conical shape of the air guide elements 4 that is going to the fan 5 tapered leads to a uniform distribution of air flow 8th through the stomata between the windings 3 with the blades, not shown 10 between the individual layers of the flat tube 2 are formed. By the arrangement of the fan 5 in the middle of the winding 3 air flows on the suction side of the fan 5 in the interior 9 within the winding 3 in and on the pressure side of the fan 5 from the interior 9 out. When reversing the direction of rotation of the electric motor 6 thus change the suction side and the pressure side.

3 zeigt die Ausgestaltung des Flachrohres 2 in Form einer Helix 11, die den Innenraum 9 umschließt. Der Innendurchmesser der Helix 11 ist einerseits stark abhängig von den Materialeigenschaften des Mehrkanalflachrohres 2 und andererseits von den Anforderungen an die Baugröße des Wärmeübertragers 1. Die dargestellte Helix weist einen Innendurchmesser 19 von 50 mm auf. 3 shows the configuration of the flat tube 2 in the form of a helix 11 that the interior 9 encloses. The inner diameter of the helix 11 is on the one hand highly dependent on the material properties of the multi-channel flat tube 2 and on the other hand, from the requirements of the size of the heat exchanger 1 , The illustrated helix has an inner diameter 19 of 50 mm.

Die Spaltöffnungen zwischen den einzelnen Lagen des Flachrohres 2 sind in der dargestellten Ausführungsform durch Lamellen 10 ausgefüllt. Die Lamellen 10 dienen der Verbesserung des Wärmeübergangs und sind mit dem Mehrkanalflachrohr 2 thermisch verbunden. Die Verbindung wird in der bevorzugten Ausführungsform durch Löten hergestellt, kann aber alternativ auch durch Kleben oder Verpressen ausgeführt werden.The stomata between the individual layers of the flat tube 2 are in the illustrated embodiment by lamellae 10 filled. The slats 10 serve to improve the heat transfer and are compatible with the multi-channel flat tube 2 thermally connected. The connection is made in the preferred embodiment by soldering, but can alternatively be carried out by gluing or pressing.

4a zeigt die Helix 11 aus Mehrkanalflachrohr 2 in der Draufsicht und 4b im Schnitt mit Lamellen 10, die zwischen den Wicklungen 3 des Flachrohres 2 angeordnet sind. 4a shows the helix 11 from multi-channel flat tube 2 in plan view and 4b on average with slats 10 that between the windings 3 of the flat tube 2 are arranged.

Analog zu den Darstellungen der 4a und 4b zeigen die 5a und 5b eine kegelförmige Helix 12 aus Mehrkanalflachrohr 2 mit Lamellen 10. Der Innenraum 9 wird auf einer Seite begrenzt durch eine Abschlusskappe 20. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ein nicht dargestellter Lüfter am unteren Ende der kegelförmigen Helix 12 angeordnet, der axial außerhalb des Innenraumes 9 Luft ansaugt und in den Innenraum 9 einbläst.Analogous to the representations of the 4a and 4b show the 5a and 5b a cone-shaped helix 12 from multi-channel flat tube 2 with slats 10 , The interior 9 is bounded on one side by a graduation cap 20 , In this embodiment of the invention, an unillustrated fan at the lower end of the conical helix 12 arranged axially outside the interior 9 Air sucks and into the interior 9 blows.

6 zeigt die Vorrichtung 13 zur Herstellung der Mehrkanalflachrohrwicklung 3, die aus dem Wickeldorn 14 und dem Formblock 15 besteht. Der Formblock 15 weist auf seiner Unterseite die Ausnehmung 18 auf, die einen Innenradius aufweist, der auf der der Mehrkanalflachrohrwicklung 3 abgewandten Seite dem Radius des Wickeldorns 14 entspricht, auf der Seite der Mehrkanalflachrohrwicklung 3 jedoch einen Radius aufweist, dem des Wickeldorns 14 zuzüglich der Breite des Mehrkanalflachrohrs 2 entspricht. In diesem Teil der Ausnehmung 18 läuft die Mehrkanalflachrohrwicklung 3 aus dem Formblock 15 ab. Beide Bereiche der Ausnehmung 18 sind durch den Formschlitz 16 getrennt. Die Breite des Formschlitzes 16 entspricht der Höhe des Mehrkanalflachrohrs 2 und ist so ausgeführt, dass das Mehrkanalflachrohr 2 durch den Formschlitz 16 zu gleiten vermag. Gleitet das Mehrkanalflachrohr 2, von der bereits gebildeten und auf dem Wickeldorn 14 befindlichen Mehrkanalflachrohrwicklung 3 gezogen, in den Formschlitz 16 hinein, erhält es an der der Eintrittsöffnung abgewandten Seite die erforderliche Form, um auf den Wickeldorn 14 aufgewickelt zu werden. Die Formgebung erfolgt in dem Formschlitz 16 dadurch, dass dieser einen Radius aufweist, der dem der Mehrkanalflachrohrwicklung 3 entspricht. Mit dem Einlaufen des Mehrkanalflachrohrs 2 in diesen erhält es seine Form und wird zugleich derart im Schlitz festgehalten, dass ein Ausweichen nicht möglich ist. Auf diese einfache und doch effiziente Weise ist es möglich, das Mehrkanalflachrohr 2 in einer für den Fachmann überraschenden Weise um eine Wickelachse 17 parallel zur Flachrohrhöhe 2 zu wickeln. Im Ergebnis führt dies zu einem Wärmeübertrager mit einer hohen Effizienz in Bezug auf die Wärmeübertragungseigenschaften und den Bauraumbedarf. 6 shows the device 13 for producing the multi-channel flat tube winding 3 coming from the winding mandrel 14 and the mold block 15 consists. The mold block 15 has on its bottom the recess 18 having an inner radius that on the multi-channel flat tube winding 3 side facing away from the radius of the winding mandrel 14 corresponds to, on the side of the multi-channel flat tube winding 3 however, has a radius that of the winding mandrel 14 plus the width of the multi-channel flat tube 2 equivalent. In this part of the recess 18 runs the multi-channel flat tube winding 3 from the mold block 15 from. Both areas of the recess 18 are through the mold slot 16 separated. The width of the mold slot 16 corresponds to the height of the multi-channel flat tube 2 and is designed so that the multi-channel flat tube 2 through the mold slot 16 to glide. Slides the multi-channel flat tube 2 , from the already formed and on the mandrel 14 located Mehrkanalflachrohrwicklung 3 pulled into the mold slot 16 In, it receives at the side facing away from the inlet opening the required shape to the winding mandrel 14 to be wound up. The shaping takes place in the mold slot 16 in that it has a radius similar to that of the multi-channel flat tube winding 3 equivalent. With the shrinkage of the multi-channel flat tube 2 in these it maintains its shape and is at the same time held in the slot so that a dodge is not possible. In this simple yet efficient way it is possible to use the multi-channel flat tube 2 in a way surprising to a person skilled in the art about a winding axis 17 parallel to the flat tube height 2 to wrap. As a result, this leads to a heat exchanger with a high efficiency in terms of heat transfer properties and space requirements.

7 zeigt in Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1, bei dem die Wicklung 3 als kegelförmige Helix 24 mit nichtorthogonaler Flachrohranordnung ausgeführt ist. Das Mehrkanalflachrohr 2 ist somit nicht in Richtung der Flachrohrhöhe H parallel und in Richtung der Flachrohrbreite B orthogonal zur Wickelachse 17 angeordnet, sondern in einem Winkel abweichend von 90 Grad. In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Winkel zwischen der Wickelachse 17 und der Flachrohrbreite B 60 Grad und das Mehrkanalflachrohr 2 ist in Richtung der Flachrohrhöhe H parallel und in Richtung der Flachrohrbreite B orthogonal zur Mantellinie des Kegels der kegelförmigen Helix 24 angeordnet. 7 shows a sectional view of another embodiment of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 in which the winding 3 as a conical helix 24 executed with nonorthogonal flat tube assembly. The multi-channel flat tube 2 is thus not parallel to the flat tube height H and orthogonal to the winding axis in the direction of the flat tube width B. 17 arranged but at an angle other than 90 degrees. In a preferred embodiment, the angle between the winding axis 17 and the flat tube width B 60 degrees and the multi-channel flat tube 2 is in the direction of the flat tube height H parallel and in the direction of the flat tube width B orthogonal to the generatrix of the cone of the conical helix 24 arranged.

Zur sicheren Führung der Strömung des zweiten Fluids durch den Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 und zur Vermeidung von Strömungsverlusten ist ein Strömungsrohr 23 vorgesehen, in das der Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1, ausgeführt als kegelförmige Helix 24 mit nichtorthogonaler Flachrohranordnung, eingebaut ist und das zudem Geräuschemissionen vom Fluidstrom und dem den Fluidstrom antreibenden Antriebselement daran hindert nach außen zu dringen. In der bevorzugten Ausgestaltung liegt der Fluidstrom als Luftstrom 8 vor. in der bevorzugten Richtung der Luftströmung 8 erfolgt das Anströmen des Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 am großen Durchmesser, der im Außenmaß dem Innendurchmesser des Strömungsrohrs 23 entspricht. An der anderen, in Strömungsrichtung liegenden Seite der kegelförmigen Helix 24 ist deren kleiner Durchmesser angeordnet. Die Öffnung des kleinen Durchmessers ist durch die Abschlusskappe 20 verdeckt, so dass kein Fluid aus der kegelförmigen Helix 24 entweichen kann, ohne über die Oberflächen das Mehrkanalflachrohrs 2 als Wärmeübetragerfläche zu streichen.For safely guiding the flow of the second fluid through the multi-pass flat tube heat exchanger 1 and to avoid flow losses is a flow tube 23 provided in the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 , designed as a conical helix 24 with non-orthogonal flat tube assembly, and also prevents noise emissions from the fluid flow and the fluid flow driving drive member from leaking to the outside. In the preferred embodiment, the fluid stream is a stream of air 8th in front. in the preferred direction of air flow 8th the flow of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager done 1 at the large diameter, the outer dimension of the inner diameter of the flow tube 23 equivalent. At the other, downstream side of the conical helix 24 whose small diameter is arranged. The opening of the small diameter is through the end cap 20 obscured, so no fluid from the cone-shaped helix 24 can escape without over the surfaces of the multi-channel flat tube 2 to be deleted as a heat transfer surface.

Die Anströmrichtung des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 liegt hierbei parallel zur Wickelachse 17, die Abströmrichtung bei 60 Grad zur Wickelachse 17. Durch die Umlenkung der Strömung im Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1, ausgeführt als kegelförmige Helix 24 mit nichtorthogonaler Flachrohranordnung, erfolgt ein Abreißen der laminaren Strömung und ein intensiver Wärmeübergang zwischen dem zweiten Fluid und der äußeren Wand des Mehrkanalflachrohrs 2.The direction of flow of the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers 1 lies parallel to the winding axis 17 , the discharge direction at 60 degrees to the winding axis 17 , By the deflection of the flow in Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 , designed as a conical helix 24 With non-orthogonal flat tube arrangement, the laminar flow is torn off and an intensive heat transfer between the second fluid and the outer wall of the multi-channel flat tube takes place 2 ,

Die Fertigung des Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager 1 in Form einer kegelförmige Helix 24 mit nichtorthogonaler Flachrohranordnung erfolgt in der Vorrichtung 13, wobei der Wickeldorn 14 nicht zylindrisch, sondern kegelförmig ausgebildet ist. Weiterhin ist der Formschlitz 16 nicht orthogonal zur Wickelachse 17 in den Formblock 15 eingeschnitten, sondern in dem Winkel, in dem das Mehrkanalflachrohr 2 mit seiner Flachrohrbreite B bezüglich der Wickelachse 17 in der fertigen Wicklung 3 angeordnet ist. Dieser Winkel beträgt in der bevorzugten Ausführungsform 60 Grad.The production of the multi-channel flat tube heat exchanger 1 in the form of a conical helix 24 with non-orthogonal flat tube arrangement takes place in the device 13 , wherein the winding mandrel 14 not cylindrical, but cone-shaped. Furthermore, the mold slot 16 not orthogonal to the winding axis 17 in the mold block 15 cut but at the angle in which the multi-channel flat tube 2 with its flat tube width B with respect to the winding axis 17 in the finished winding 3 is arranged. This angle is 60 degrees in the preferred embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
MehrkanalflachrohrwärmeübertragerMultichannel flat tube heat exchanger
22
MehrkanalflachrohrMultichannel flat tube
33
Wicklungwinding
44
Luftleitelementair guide
55
LüfterFan
66
Elektromotorelectric motor
77
Gehäuseelement/HalterungHousing element / holder
88th
Luftströmungairflow
99
von Wicklungen umschlossener Innenraum,enclosed by windings interior,
1010
Lamellenslats
1111
Helixhelix
1212
kegelförmige Helixcone-shaped helix
1313
Vorrichtung zur Herstellung der MehrkanalflachrohrwicklungDevice for producing the multi-channel flat tube winding
1414
Wickeldornmandrel
1515
Formblockmold block
1616
Formschlitzform slot
1717
Wickelachsewinding axis
1818
Ausnehmungrecess
1919
InnendurchmesserInner diameter
2020
Abschlusskappeend cap
2121
Schallentkopplersound insulators
2222
Kanalchannel
2323
Strömungsrohrflow tube
2424
kegelförmige Helix mit nichtorthogonaler Flachrohranordnungconical helix with non-orthogonal flat tube arrangement
HH
FlachrohrhöheFlat tube height
BB
FlachrohrbreiteFlat tube width

Claims (7)

Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) aus Mehrkanalflachrohrwicklungen mit zwischen den Wicklungen (3) angeordneten Lamellen (10), wobei das Mehrkanalflachrohr (2) in Richtung der Flachrohrhöhe (H) parallel und in Richtung der Flachrohrbreite (B) orthogonal zur und schraubenförmig um die Wickelachse (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (9) des Hohlzylinders ein Lüfter (5) und Luftleitelemente (4) angeordnet sind, wobei die Luftleitelemente (4) sich zur Mitte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) hin verjüngend, rotationssymmetrisch kegelförmig ausgebildet sind und der Lüfter (5) als Axiallüfter ausgebildet und mittig bezüglich des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) angeordnet ist, so dass der Lüfter (5) axial fördert und dabei in einer Hälfte des Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) die Luft radial in den Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) einströmt, umgelenkt und axial vom Lüfter (5) angesaugt wird und in der anderen Hälfte wieder umgelenkt und radial aus dem Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) ausströmt.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) of multi-channel flat tube windings with between the windings ( 3 ) arranged lamellae ( 10 ), wherein the multi-channel flat tube ( 2 ) in the direction of the flat tube height (H) in parallel and in the direction of the flat tube width (B) orthogonal to and helically around the winding axis ( 17 ), characterized in that in the interior ( 9 ) of the hollow cylinder a fan ( 5 ) and air guiding elements ( 4 ) are arranged, wherein the air guide elements ( 4 ) to the center of the multi-channel flat tube heat exchanger ( 1 ) are tapered, rotationally symmetrical cone-shaped and the fan ( 5 ) is designed as an axial fan and centered with respect to the Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers ( 1 ) is arranged so that the fan ( 5 ) axially and thereby in one half of Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers ( 1 ) the air radially into the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager ( 1 ) flows in, deflected and axially from the fan ( 5 ) is sucked in and deflected in the other half again and radially from the Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager ( 1 ) flows out. Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkanalflachrohr (2) als konische Spirale einen Kreiskegelstumpf bildend um die Wickelachse (17) angeordnet ist und dass der Innenraum (9) auf der oberen Seite durch eine Abschlusskappe (20) und auf der unteren Seite durch einen Lüfter (5) begrenzt wird, wobei der Lüfter (5) axial außerhalb des Innenraumes (9) Luft ansaugt und in den Innenraum (9) einbläst.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the multi-channel flat tube ( 2 ) as a conical spiral forming a circular truncated cone around the winding axis ( 17 ) and that the interior ( 9 ) on the upper side by an end cap ( 20 ) and on the lower side by a fan ( 5 ), where the fan ( 5 ) axially outside the interior ( 9 ) Sucks in air and into the interior ( 9 ). Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (5) mittels eines Schallentkopplers (21) im Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) fixiert ist.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fan ( 5 ) by means of a sound decoupler ( 21 ) in the multi-channel flat tube heat exchanger ( 1 ) is fixed. Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein seine Drehrichtung wechselbarer Elektromotor (6) zum Antrieb des Lüfters (5) vorgesehen ist.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that a direction of rotation changeable electric motor ( 6 ) for driving the fan ( 5 ) is provided. Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Wicklung (3) Gehäuseelemente (7) das Luftleitelement (4) halten.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at both ends of the winding ( 3 ) Housing elements ( 7 ) the air guiding element ( 4 ) hold. Mehrkanalflachrohrwärmeübertrager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Wicklung (3) zwischen 40 mm und 500 mm beträgt.Multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner diameter of the winding ( 3 ) is between 40 mm and 500 mm. Verfahren zur Herstellung eines Mehrkanalflachrohrwärmeübertragers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkanalflachrohr (2) in einem Formschlitz (16) eines Formblocks (15) tangential zu einem Wickeldorn (14) geführt wird, wobei das Mehrkanalflachrohr (2) mit der Flachrohrbreite (B) in radialer Richtung des Wickeldorns (14) orthogonal zur Wickelachse (17) in die Vorrichtung (13) zur Herstellung der Mehrkanalflachrohrwicklung einläuft und im Formschlitz (16) im Winkel von 90 Grad zur Wickelachse (17) gehalten und auf den Wickeldorn (14) aufgewickelt wird.Method for producing a multichannel flat tube heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the multi-channel flat tube ( 2 ) in a shaping slot ( 16 ) of a molding block ( 15 ) tangential to a mandrel ( 14 ), wherein the multi-channel flat tube ( 2 ) with the flat tube width (B) in the radial direction of the mandrel ( 14 ) orthogonal to the winding axis ( 17 ) into the device ( 13 ) for producing the Mehrkanalflachrohrwicklung runs and in the mold slot ( 16 ) at an angle of 90 degrees to the winding axis ( 17 ) and on the mandrel ( 14 ) is wound up.
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