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EP3745074A1 - Heat exchanger for an air conditioning system - Google Patents

Heat exchanger for an air conditioning system Download PDF

Info

Publication number
EP3745074A1
EP3745074A1 EP20172868.0A EP20172868A EP3745074A1 EP 3745074 A1 EP3745074 A1 EP 3745074A1 EP 20172868 A EP20172868 A EP 20172868A EP 3745074 A1 EP3745074 A1 EP 3745074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
medium
heat exchanger
pressure
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20172868.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Irfan KASAP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP3745074A1 publication Critical patent/EP3745074A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/003—Multiple wall conduits, e.g. for leak detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage

Definitions

  • a heat exchanger for an air conditioning system, a system and a method for controlling a system are specified.
  • a heat exchanger is in the document DE 102015207442 A1 described.
  • One problem to be solved consists in specifying a heat exchanger for an air conditioning system which enables safe operation even when using dangerous coolants. Further problems to be solved consist in specifying a system with such a heat exchanger and a method for controlling such a system.
  • a heat exchanger for an air conditioning system is specified.
  • the heat exchanger is therefore provided or set up in particular for cooling or heating ambient air or room air.
  • a heat exchanger is usually also referred to as a heat exchanger.
  • the heat exchanger comprises a multi-walled tube with a first channel and a second channel.
  • a channel is understood to mean a cavity which can be filled with a gas or a liquid and / or through which a gas or a liquid flows can.
  • the channels each have, for example, a cross-sectional area of at least 0.1 mm 2 or at least 1 mm 2 or at least 100 mm 2 or at least 1 cm 2 .
  • the cross-sectional areas of both channels are at most 10 cm 2 or at most 5 cm 2 or at most 1 cm 2 or at most 0.5 cm 2 .
  • the cross-sectional area is an area perpendicular to the main direction of extent of the respective channel.
  • the second channel runs around the first channel and is separated from the first channel by an inner wall of the tube.
  • the second channel forms a closed and continuous path around the first channel.
  • the first channel has, for example, an essentially circular cross section
  • the second channel for example, has an essentially annular cross section.
  • the pipe also includes an outer wall.
  • the outer wall runs around the inner wall.
  • the inner wall and the outer wall preferably form concentric geometric bodies, for example concentric tubes, which are spaced apart from one another and thus enclose a second channel.
  • the inner wall and the outer wall of the tube are designed to be annular, for example when viewed in the cross-sectional view.
  • the multi-walled tube comprises an inner tube, which is delimited by the inner wall, and an outer tube, which is delimited by the outer wall.
  • the outer tube runs around the inner tube and is spaced apart from the inner tube.
  • the inner wall is designed in particular to separate the first channel from the second channel. For example, when the pipe is undamaged, the inner wall is impermeable to liquids or gases.
  • the tube is preferably elongated, so that a diameter of the tube is smaller, for example at least a factor of 10 or 100 smaller, than its length.
  • the length is measured along the pipe run.
  • the tube runs, for example, in a curved manner, for example in a meandering or serpentine manner.
  • the tube comprises at least two or at least four turns.
  • the channels extend along the course of the pipe.
  • the length of the first and / or second channel is preferably essentially, that is to say apart from a deviation of at most 10%, the length of the pipe.
  • the inner wall In the intact state of the tube, the inner wall preferably extends without interruptions over essentially the entire length of the tube.
  • the first channel is set up to guide a first medium.
  • the first medium is preferably a liquid and / or a gas.
  • the first channel is connected to an inlet opening and an outlet opening of the heat exchanger via which the first medium can be supplied and removed.
  • the first medium can flow or flow through the first channel, for example, at a speed of at least 1 cm / s.
  • the second channel is set up to store a second medium.
  • the second medium is preferably a liquid and / or a gas. During operation and in an intact state of the pipe, the second medium stands, for example, in the second channel without flowing.
  • the inner wall preferably ensures that there is no intermixing of the first medium and the second medium when the pipe is in an intact state.
  • the outer wall prevents the second medium from penetrating the outside.
  • the second channel is set up for the storage of the second medium without loss.
  • the second medium is stored under an overpressure with respect to the ambient pressure of at least 1 bar or at least 2 bar without the pressure decreasing significantly, i.e. by more than 1%, over a period of, for example, one day.
  • the heat exchanger for an air conditioning system comprises a multi-walled tube with a first channel and a second channel.
  • the second channel runs around the first channel and is separated from the first channel by an inner wall of the tube.
  • the first channel is set up to guide a first medium and the second channel is set up to store a second medium.
  • the heat exchanger preferably comprises one or more further tubes in addition to the tube described above. All of the features described here and below in connection with the one tube are also disclosed for all other tubes of the heat exchanger.
  • the further tube or tubes are multi-walled and designed to guide or store a first medium in a first channel and a second medium in a second channel.
  • the multiple tubes of the heat exchanger are connected, for example, to the same inlet opening and / or the same outlet opening.
  • the present invention is based, among other things, on the knowledge that the F-gas regulation for mobile room air conditioners stipulates that refrigerants with a global warming potential (GWP) of more than 150 are no longer permitted from January 1st, 2020.
  • GWP global warming potential
  • the circuit of an air conditioning system for example an air conditioning system for rail vehicles, is usually divided into an air handling area and a processing area.
  • the air treatment area usually includes a heat exchanger.
  • a possible escape of the refrigerant into the ambient air in the area of the heat exchanger can be dangerous for a user of the air conditioning system. For example, a spark in the electric motor of a supply fan can already ignite the leaked refrigerant.
  • An inner, first channel is provided for guiding a first medium, for example the refrigerant, and is enclosed by an inner wall of the tube by an outer, second channel which surrounds the first channel.
  • the second channel is set up to store a second medium.
  • the second medium can be stored in the second channel with a predetermined pressure. If the pipe is damaged, this generally leads to a change in the pressure in the second channel.
  • Such a pressure change can be measured and appropriate countermeasures can be initiated to prevent leakage or further leakage of the first medium into the ambient air. In particular, a high level of safety can be ensured with such a heat exchanger.
  • the heat exchanger is a cooling fin heat exchanger.
  • the pipe in particular the outer wall of the pipe, is materially connected to a plurality of cooling fins, in particular plate-shaped cooling fins.
  • the tube preferably extends perpendicular to the main planes of extension of the cooling fins and through the cooling fins.
  • the cooling fins are preferably stacked on top of one another and spaced apart from one another in pairs. For example, the cooling fins run essentially parallel to one another.
  • the heat exchanger comprises, for example, at least five or at least ten or at least 20 such cooling fins.
  • Each cooling fin has, for example, an area of at least 10 cm 2 or at least 100 cm 2 , the areas each being measured in a plane perpendicular to the pipe run.
  • ambient air can flow along between the cooling fins.
  • a supply fan is used, for example, to specify a direction of flow of the ambient air.
  • the ambient air can then give off heat to the cooling fins, the heat being transferred from the cooling fins to the tube and thus to the first medium.
  • the heat exchanger is preferably an evaporator. This means that during operation the state of aggregation of the first medium changes from liquid to gaseous within the pipe. The energy required for this is in shape drawn from the ambient air by thermal energy, whereby the ambient air cools down.
  • the tube comprises or consists of a metal, in particular copper and / or aluminum.
  • the cooling fins also preferably comprise a metal, such as copper and / or aluminum, or consist thereof.
  • the system comprises a heat exchanger as described above. All features disclosed in connection with the heat exchanger are therefore also disclosed for the system and vice versa.
  • the system comprises a heat exchanger according to one or more of the embodiments described above.
  • the system also includes a pressure measuring device.
  • the pressure measuring device is set up to detect a pressure in the second channel.
  • the second channel is filled with the second medium under pressure.
  • the pressure measuring device outputs a measurement signal, in particular an electrical measurement signal, during operation.
  • the measurement signal is representative of the pressure in the second channel.
  • the pressure measuring device is, for example, a pressure sensor with a ceramic cell.
  • the system comprises a delivery unit, in particular a compressor or a pump.
  • the system also comprises a line system with a supply line and a discharge line.
  • the feed line and the discharge line are coupled to the heat exchanger and the delivery unit in such a way that the first medium can be fed to the heat exchanger via the feed line and can be removed from the heat exchanger via the discharge line.
  • the first medium is then preferably fed back to the conveyor unit.
  • the feed line is connected, for example, to the inlet opening of the pipe.
  • the discharge line is connected, for example, to the outlet opening of the pipe.
  • the first medium is, for example, compressed, for example liquefied again, and then fed back to the heat exchanger.
  • the system thus forms a closed circuit for the first medium.
  • the system comprises a valve, in particular a solenoid valve, via which the supply of the first medium to the heat exchanger can be regulated.
  • a valve in particular a solenoid valve
  • the valve is closed and a feed of the first medium into the first channel of the heat exchanger is thus interrupted.
  • the system is an air conditioning system, in particular a mobile air conditioning system.
  • a vehicle is specified with a system as described above.
  • the vehicle is preferably a motor vehicle or a rail vehicle or an airplane.
  • the heat exchanger is preferably provided for cooling or heating room air in a cabin for people.
  • the heat exchanger is arranged in the cabin. Further components of the system, such as the conveyor unit, can be arranged outside the cabin.
  • the system can also be used as an air conditioning system for a living room or a work room.
  • the second channel is filled with a predetermined amount of the second medium during the method.
  • the second channel is filled with the second medium to such an extent that the second channel is under excess pressure with respect to the ambient pressure.
  • the overpressure in the second channel is at least 0.5 bar or at least 1 bar or at least 2 bar.
  • the second channel is filled with the second medium before the method is carried out, so that the second channel is under pressure.
  • a pressure in the second channel is detected in a step A) of the method.
  • the pressure is recorded using the pressure gauge.
  • a measurement signal in particular an electrical measurement signal, of the pressure measuring device is recorded and evaluated for this purpose during the method.
  • the measurement signal is then representative of the pressure in the second channel.
  • step A the pressure is preferably recorded repeatedly over a period of time, so that a change in pressure over time can be recorded.
  • the method comprises a step B), in which a supply of the first medium to the heat exchanger is controlled as a function of the detected pressure. For example, if the recorded pressure corresponds to a predetermined target value or if the detected pressure deviates from a predetermined target value by less than a predetermined threshold value, the first medium can be fed to the heat exchanger. If, on the other hand, the detected pressure does not correspond to a predetermined target value or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value, the first medium is not supplied to the heat exchanger, for example, or a supply that is already running is reduced or interrupted. Preferably, the supply is prevented in the event of a pressure drop.
  • a change in pressure can indicate a leak in the tube of the heat exchanger.
  • the method can advantageously be carried out independently of the installation angle of the heat exchanger.
  • the method can also be carried out independently of the viscosity of the first medium and of the ambient temperature.
  • the method comprises, for example, a further step C), which is preferably carried out after or simultaneously with step B) and in which a warning signal is output.
  • Step C) is preferably carried out if, in step A), the detected pressure does not correspond to the specified target value or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value.
  • the warning signal for example, a vehicle can be evacuated including the system.
  • the method preferably also comprises a step D), which is carried out, for example, after or simultaneously with step B) and in which a control of the vehicle is changed including the system if the pressure detected in step A) does not correspond to the specified setpoint or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value. For example, in step D) the vehicle is brought to a standstill.
  • the first medium is fed to the heat exchanger during the method.
  • the first medium flows during the process, that is to say while performing steps A) and / or B), that is, already through the first channel, with a heat transfer between the first medium and the ambient air.
  • the first medium is discharged from the heat exchanger and returned to the delivery unit.
  • step B) the supply of the first medium is reduced or stopped if the pressure detected in step A) deviates from a predetermined setpoint value by more than a predetermined threshold value.
  • the supply is reduced or stopped in step B) if a change over time, in particular a drop in pressure, is detected.
  • a remainder of the first medium remaining in the first channel of the heat exchanger is pumped out in order to prevent this remainder of the first medium from escaping. This can be done, for example, by means of the delivery unit.
  • steps A) and B) are also carried out before the first medium is fed to the heat exchanger and flows through the first channel.
  • steps A) and B) are carried out when the first channel is still free of the first medium. If the determined pressure in the second channel then deviates from a predetermined setpoint value by more than a predetermined threshold value, in particular if a change in pressure over time, for example a pressure drop, is determined, a supply of the first medium to the heat exchanger is prevented, that is not even started.
  • the first medium in the first channel is under an operating pressure which can vary in particular within an operating range, it is advantageous if the setpoint value for the pressure of the second medium in the second channel is outside this operating range.
  • the valve is closed in step B), the supply of the first medium to the heat exchanger being prevented.
  • the second medium rests within the second channel when the pipe is intact. That is, as long as the pipe is intact and there is no change in the pressure in the second channel, the second medium does not move in the second channel. In particular, the second medium does not flow through the second channel. Rather, the second medium is filled into the second channel and then has an average velocity of zero in the intact state of the pipe.
  • the first medium is a coolant, in particular a coolant with a global warming potential of at most 150, preferably of at most 50.
  • the first medium comprises or consists of at least one of the following substances: CO 2 , hydrofluoroolefin, R1234yf, R1234ze, R513A, R450A, R448A, R449A, R452A, R444B, DR3, R455A, R454B, R452B, R32.
  • the second medium has a thermal conductivity of at least 0.10 W / (m ⁇ K) or at least 0.15 W / (m ⁇ K).
  • the second medium has a coefficient of thermal expansion, for example of at most 1.0 ⁇ 10 -3 1 / K or at most 0.8 ⁇ 10 -3 1 / K.
  • the second medium is an oil, for example a transformer oil.
  • Another medium such as Antifrogen®, can also be used as a second medium.
  • the system is set up in particular to carry out the method described.
  • the system also includes a control unit that takes over the control of the supply in step B).
  • a computer program for controlling the system comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to one or more of the previously described embodiments.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view
  • Figure 2 a perspective view.
  • the heat exchanger 10 comprises a double-walled tube 1 with an outer wall 13B and an inner wall 13A.
  • the tube 1 is formed in a serpentine shape.
  • the inner wall 13A surrounds a first channel 11 of the tube.
  • the first channel 11 and the inner wall 13A are surrounded by a second channel 12.
  • the outer wall 13B surrounds the second channel 12, the inner wall 13A and the first channel 11.
  • the outer wall 13B and the inner wall 13A run concentrically to one another.
  • the inner wall 13A and the outer wall 13B are spaced apart from one another, so that they enclose the second channel 12.
  • the cross-sectional areas of the channels 11, 12 with a cross-section perpendicular to the plane of the paper are, for example, at least 1 mm 2 each.
  • the tube 1 comprises an inner tube which is delimited by the inner wall 13A, and an outer tube which is delimited by the outer wall 13B.
  • the outer tube runs around the inner tube and is spaced apart from the inner tube.
  • the inner wall 13A and the outer wall 13B consist for example of copper and / or aluminum.
  • the tube 1 is connected to an inlet opening 15 and an outlet opening 16.
  • a first medium 2 can be fed to the first channel 11 via the inlet opening 15.
  • the first medium 2 flows from the inlet opening 15 through the first channel 11 to the outlet opening 16.
  • the second channel 12 is set up to store a second medium 3.
  • the inner wall 13A separates the first medium 2 and the second medium 3 from one another along the entire course of the pipe. In the intact state of the pipe 1, there is no intermixing of the first medium 2 and the second medium 3 at any point within the pipe 1.
  • the second channel 12 is connected to a connecting piece 17 of the heat exchanger 10.
  • the connecting piece 17 serves in particular to connect the second channel 12 to a pressure measuring device, so that a pressure within the second channel 12 can be monitored or determined.
  • the heat exchanger 10 shown is a so-called cooling fin heat exchanger.
  • the heat exchanger 10 comprises cooling fins 14 in the form of plates.
  • the main extension planes of the cooling fins 14 run perpendicular to the main extension direction of the tube 1.
  • the cooling fins 14 are stacked on top of one another and are arranged at a distance from one another, so that the main extension planes of the cooling fins 14 are essentially parallel run towards each other.
  • the cooling fins 14 are preferably also made of a metal such as copper and / or aluminum.
  • the heat exchanger 10 is shown in operation.
  • the first medium 2 flows through the inlet opening 15 into the pipe 1 or into the first channel 11.
  • the first medium 2 leaves the pipe 1 again via the outlet opening 16.
  • Ambient air flows through between the cooling fins 14. In this case, there is an exchange of heat between the ambient air and the first medium 2. In this way, the ambient air can be cooled or heated.
  • the system comprises a heat exchanger 10, for example the heat exchanger of Figures 1 and 2 , and a pressure measuring device 20.
  • the pressure measuring device 20 is coupled to the second channel 12 via the connecting piece 17, so that the pressure measuring device 20 can measure the pressure within the second channel 12.
  • FIG. 4 a second embodiment of the system is shown.
  • This system is a whole air conditioning system.
  • the system comprises a heat exchanger 10 as described above and a pressure measuring device 20.
  • the system comprises a delivery unit 30 in the form of a compressor 30, a condenser 60, a condenser fan 61, a filter dryer 70, a valve 50 and a supply fan 80.
  • the heat exchanger 10 Via a supply line 41 and a discharge line 42, the heat exchanger 10 is connected to the other components of the system.
  • the heated, first medium 2 is pumped into the circuit shown by means of the compressor 30.
  • the first medium 2 is, for example R1234yf or R1234ze.
  • the first medium 2 is heated by the compression in the compressor 30, but preferably remains gaseous.
  • the first medium 2 then flows to the condenser 60. With the aid of the condenser fan 61, ambient air is sucked in, which then flows around the pipe system of the condenser 60. The first medium 2 flowing in the pipe system is thereby cooled and liquefied.
  • the liquefied first medium 2 runs through the filter dryer 70 and to the valve 50.
  • the first medium 2 is fed to the heat exchanger 10 via the valve 50.
  • the still liquid first medium 2 flows through the tube 1 of the heat exchanger 10.
  • the heat exchanger 10 is surrounded by ambient air.
  • the supply fan 80 is used for this.
  • the first medium 2 evaporates in the tube 1. The energy required for this is withdrawn from the surrounding air, as a result of which it is cooled.
  • the now gaseous first medium 2 in turn leaves the heat exchanger 10 and is fed back via the valve 50 to the compressor 30, in which it is then compressed again and thereby heated.
  • the method for controlling the system can be carried out during the operation of the system just described.
  • a step A the pressure in the second channel 12 of the pipe 1 of the heat exchanger 10 is recorded with the aid of the pressure measuring device 20.
  • the second channel 12 is filled with the second medium 3, for example with oil.
  • the second channel 12 and the second medium 3 are in the Figure 4 not shown for reasons of clarity.
  • the pressure is determined repeatedly during operation of the system. Will the pressure change at some point? in the second channel 12, if it falls, for example, by more than a predetermined threshold value from a previously predetermined target value, this can be interpreted as an indication that the pipe 1 is damaged, for example has a leak. This harbors the risk that the first medium 2 will escape into the ambient air. For example, the first medium 2 could then ignite upon contact with the supply fan 80.
  • step B of the method the supply of the first medium 11 to the heat exchanger is controlled, in particular via the valve 50. If, for example, a change in the pressure in the second channel 12 is determined in step A, then in step B the supply of the first Medium 2 to the heat exchanger 10 stopped or decreased. For example, the valve 50 is closed for this purpose.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher (10) für eine Klimaanlage ein mehrwandiges Rohr (1) mit einem ersten Kanal (11) und einem zweiten Kanal (12). Der zweite Kanal verläuft dabei um den ersten Kanal und ist durch eine Innenwand (13A) des Rohrs von dem ersten Kanal getrennt. Der erste Kanal ist zur Führung eines ersten Mediums (2) eingerichtet und der zweite Kanal (3) ist zur Lagerung eines zweiten Mediums eingerichtet.In at least one embodiment, the heat exchanger (10) for an air conditioning system comprises a multi-walled pipe (1) with a first channel (11) and a second channel (12). The second channel runs around the first channel and is separated from the first channel by an inner wall (13A) of the tube. The first channel is set up to guide a first medium (2) and the second channel (3) is set up to store a second medium.

Description

Es werden ein Wärmetauscher für eine Klimaanlage, ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Systems angegeben.A heat exchanger for an air conditioning system, a system and a method for controlling a system are specified.

Ein Wärmetauscher ist in der Druckschrift DE 102015207442 A1 beschrieben.A heat exchanger is in the document DE 102015207442 A1 described.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Wärmetauscher für eine Klimaanlage anzugeben, der auch bei Verwendung gefährlicher Kühlmittel einen sicheren Betrieb ermöglicht. Weitere zu lösende Aufgaben bestehen darin, ein System mit einem solchen Wärmetauscher sowie ein Verfahren zum Steuern eines solchen Systems anzugeben.One problem to be solved consists in specifying a heat exchanger for an air conditioning system which enables safe operation even when using dangerous coolants. Further problems to be solved consist in specifying a system with such a heat exchanger and a method for controlling such a system.

Diese Aufgaben werden unter anderem durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 4 sowie durch das Verfahren des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren, abhängigen Patentansprüche.These objects are achieved, inter alia, by the subject matter of claims 1 and 4 and by the method of claim 10. Advantageous refinements and developments are the subject of the further, dependent claims.

Zunächst wird ein Wärmetauscher für eine Klimaanlage angegeben. Der Wärmetauscher ist also insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung von Umgebungsluft beziehungsweise Raumluft vorgesehen oder eingerichtet. Ein Wärmetauscher wird üblicherweise auch als Wärmeübertrager bezeichnet.First, a heat exchanger for an air conditioning system is specified. The heat exchanger is therefore provided or set up in particular for cooling or heating ambient air or room air. A heat exchanger is usually also referred to as a heat exchanger.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher ein mehrwandiges Rohr mit einem ersten Kanal und einem zweiten Kanal. Unter einem Kanal wird dabei ein Hohlraum verstanden, der mit einem Gas oder einer Flüssigkeit befüllbar ist und/oder durch den ein Gas oder eine Flüssigkeit fließen kann. Die Kanäle weisen beispielsweise jeweils eine Querschnittsfläche von zumindest 0,1 mm2 oder zumindest 1 mm2 oder zumindest 100 mm2 oder zumindest 1 cm2 auf. Alternativ oder zusätzlich betragen die Querschnittsflächen beider Kanäle höchstens 10 cm2 oder höchstens 5 cm2 oder höchstens 1 cm2 oder höchstens 0,5 cm2. Die Querschnittsfläche ist dabei eine Fläche senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des jeweiligen Kanals.According to at least one embodiment, the heat exchanger comprises a multi-walled tube with a first channel and a second channel. A channel is understood to mean a cavity which can be filled with a gas or a liquid and / or through which a gas or a liquid flows can. The channels each have, for example, a cross-sectional area of at least 0.1 mm 2 or at least 1 mm 2 or at least 100 mm 2 or at least 1 cm 2 . Alternatively or additionally, the cross-sectional areas of both channels are at most 10 cm 2 or at most 5 cm 2 or at most 1 cm 2 or at most 0.5 cm 2 . The cross-sectional area is an area perpendicular to the main direction of extent of the respective channel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft der zweite Kanal um den ersten Kanal und ist durch eine Innenwand des Rohrs von dem ersten Kanal getrennt. Insbesondere bildet in einer Querschnittsansicht senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Rohrs beziehungsweise senkrecht zum Rohrverlauf der zweite Kanal eine geschlossene und zusammenhängende Bahn um den ersten Kanal. Der erste Kanal hat in der Querschnittsansicht beispielsweise einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, der zweite Kanal beispielsweise einen im Wesentlichen ringförmigen Querschnitt.According to at least one embodiment, the second channel runs around the first channel and is separated from the first channel by an inner wall of the tube. In particular, in a cross-sectional view perpendicular to a main direction of extent of the tube or perpendicular to the course of the tube, the second channel forms a closed and continuous path around the first channel. In the cross-sectional view, the first channel has, for example, an essentially circular cross section, and the second channel, for example, has an essentially annular cross section.

Neben der Innenwand umfasst das Rohr noch eine Außenwand. Die Außenwand verläuft um die Innenwand. Die Innenwand und die Außenwand bilden bevorzugt konzentrische geometrische Körper, beispielsweise konzentrische Röhren, die voneinander beanstandet sind und so einen zweiten Kanal einschließen. Die Innenwand und die Außenwand des Rohrs sind beispielsweise in der Querschnittsansicht gesehen ringförmig ausgebildet.In addition to the inner wall, the pipe also includes an outer wall. The outer wall runs around the inner wall. The inner wall and the outer wall preferably form concentric geometric bodies, for example concentric tubes, which are spaced apart from one another and thus enclose a second channel. The inner wall and the outer wall of the tube are designed to be annular, for example when viewed in the cross-sectional view.

Anders ausgedrückt umfasst das mehrwandige Rohr ein Innenrohr, welches durch die Innenwand begrenzt ist, und ein Außenrohr, welches durch die Außenwand begrenzt ist. Das Außenrohr verläuft um das Innenrohr und ist von dem Innenrohr beabstandet.In other words, the multi-walled tube comprises an inner tube, which is delimited by the inner wall, and an outer tube, which is delimited by the outer wall. The outer tube runs around the inner tube and is spaced apart from the inner tube.

Die Innenwand ist insbesondere dazu eingerichtet, den ersten Kanal von dem zweiten Kanal zu trennen. Beispielsweise ist die Innenwand im unbeschädigten Zustand des Rohrs undurchlässig für Flüssigkeiten oder Gase.The inner wall is designed in particular to separate the first channel from the second channel. For example, when the pipe is undamaged, the inner wall is impermeable to liquids or gases.

Das Rohr ist bevorzugt langgestreckt, so dass ein Durchmesser des Rohrs kleiner, beispielsweise um mindestens einen Faktor 10 oder 100 kleiner, ist als dessen Länge. Die Länge wird entlang des Rohrverlaufs gemessen. Das Rohr verläuft zum Beispiel gekrümmt, beispielsweise mäanderförmig beziehungsweise schlangenlinienförmig. Zum Beispiel umfasst das Rohr zumindest zwei oder zumindest vier Windungen.The tube is preferably elongated, so that a diameter of the tube is smaller, for example at least a factor of 10 or 100 smaller, than its length. The length is measured along the pipe run. The tube runs, for example, in a curved manner, for example in a meandering or serpentine manner. For example, the tube comprises at least two or at least four turns.

Die Kanäle erstrecken sich entlang des Rohrverlaufs. Die Länge des ersten und/oder zweiten Kanals beträgt bevorzugt im Wesentlichen, das heißt bis auf eine Abweichung von höchstens 10 %, der Länge des Rohrs. Die Innenwand erstreckt sich im intakten Zustand des Rohr bevorzugt ohne Unterbrechungen über im Wesentlichen die gesamte Länge des Rohrs.The channels extend along the course of the pipe. The length of the first and / or second channel is preferably essentially, that is to say apart from a deviation of at most 10%, the length of the pipe. In the intact state of the tube, the inner wall preferably extends without interruptions over essentially the entire length of the tube.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste Kanal zur Führung eines ersten Mediums eingerichtet. Das erste Medium ist bevorzugt eine Flüssigkeit und/oder ein Gas. Beispielsweise ist der erste Kanal dazu mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung des Wärmetauschers verbunden, über die das erste Medium zugeführt und abgeführt werden kann. Während des Betriebs des Wärmetauschers kann das erste Medium beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von zumindest 1 cm/s durch den ersten Kanal hindurchströmen oder hindurchfließen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Kanal zur Lagerung eines zweiten Mediums eingerichtet. Das zweite Medium ist bevorzugt eine Flüssigkeit und/oder ein Gas. Während des Betriebs und in einem intakten Zustand des Rohrs steht das zweite Medium beispielsweise in dem zweiten Kanal, ohne zu fließen. Die Innenwand sorgt bevorzugt dafür, dass es in einem intakten Zustand des Rohrs zu keiner Durchmischung des ersten Mediums und des zweiten Mediums kommt. Die Außenwand verhindert im intakten Zustand, dass das zweite Medium nach außen dringt. Der zweite Kanal ist im intakten Zustand des Rohrs also zur verlustfreien Lagerung des zweiten Mediums eingerichtet. Zum Beispiel ist im intakten Zustand des Rohrs das zweite Medium unter einem Überdruck bezüglich des Umgebungsdrucks von zumindest 1 bar oder zumindest 2 bar gelagert, ohne dass der Druck in einem Zeitraum von beispielsweise einem Tag signifikant, das heißt um mehr als 1 %, abnimmt.According to at least one embodiment, the first channel is set up to guide a first medium. The first medium is preferably a liquid and / or a gas. For example, the first channel is connected to an inlet opening and an outlet opening of the heat exchanger via which the first medium can be supplied and removed. During the operation of the heat exchanger, the first medium can flow or flow through the first channel, for example, at a speed of at least 1 cm / s. According to at least one embodiment, the second channel is set up to store a second medium. The second medium is preferably a liquid and / or a gas. During operation and in an intact state of the pipe, the second medium stands, for example, in the second channel without flowing. The inner wall preferably ensures that there is no intermixing of the first medium and the second medium when the pipe is in an intact state. When intact, the outer wall prevents the second medium from penetrating the outside. In the intact state of the pipe, the second channel is set up for the storage of the second medium without loss. For example, in the intact state of the pipe, the second medium is stored under an overpressure with respect to the ambient pressure of at least 1 bar or at least 2 bar without the pressure decreasing significantly, i.e. by more than 1%, over a period of, for example, one day.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher für eine Klimaanlage ein mehrwandiges Rohr mit einem ersten Kanal und einem zweiten Kanal. Der zweite Kanal verläuft dabei um den ersten Kanal und ist durch eine Innenwand des Rohrs von dem ersten Kanal getrennt. Der erste Kanal ist zur Führung eines ersten Mediums eingerichtet und der zweite Kanal ist zur Lagerung eines zweiten Mediums eingerichtet.In at least one embodiment, the heat exchanger for an air conditioning system comprises a multi-walled tube with a first channel and a second channel. The second channel runs around the first channel and is separated from the first channel by an inner wall of the tube. The first channel is set up to guide a first medium and the second channel is set up to store a second medium.

Der Wärmetauscher umfasst bevorzugt neben dem bisher beschriebenen Rohr ein oder mehrere weitere Rohre. Alle hier und im Folgenden im Zusammenhang mit dem einen Rohr beschriebenen Merkmale sind auch für alle weiteren Rohre des Wärmetauschers offenbart. Beispielsweise sind das oder die weiteren Rohre mehrwandig und zur Führung beziehungsweise Lagerung eines ersten Mediums in einem ersten Kanal und eines zweiten Mediums in einem zweiten Kanal eingerichtet. Die mehreren Rohre des Wärmetauschers sind beispielsweise mit derselben Einlassöffnung und/oder derselben Auslassöffnung verbunden. Die vorliegende Erfindung basiert unter anderem auf der Erkenntnis, dass die F-Gas-Verordnung für bewegliche Raumklimageräte vorschreibt, dass Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial (englisch Global Warming Potential, kurz GWP) von mehr als 150 ab dem ersten Januar 2020 nicht mehr zugelassen sind. Alternative Kältemittel, die diese Anforderung erfüllen, sind derzeit CO2 sowie HFO-Kältemittel, wie R1234yf, R1234ze. Allerdings werden diese Kältemittel zum Teil als riskant eingestuft, da sie entweder unter sehr hohen Betriebsdrücken arbeiten, brennbar sind und/oder bei der Verbrennung auch giftig/ätzend sind.The heat exchanger preferably comprises one or more further tubes in addition to the tube described above. All of the features described here and below in connection with the one tube are also disclosed for all other tubes of the heat exchanger. For example, the further tube or tubes are multi-walled and designed to guide or store a first medium in a first channel and a second medium in a second channel. The multiple tubes of the heat exchanger are connected, for example, to the same inlet opening and / or the same outlet opening. The present invention is based, among other things, on the knowledge that the F-gas regulation for mobile room air conditioners stipulates that refrigerants with a global warming potential (GWP) of more than 150 are no longer permitted from January 1st, 2020. Alternative refrigerants that meet this requirement are currently CO 2 and HFO refrigerants such as R1234yf, R1234ze. However, some of these refrigerants are classified as risky because they either work under very high operating pressures, are flammable and / or are also toxic / corrosive when burned.

Der Kreislauf einer Klimaanlage, zum Beispiel einer Klimaanlage für Schienenfahrzeuge, ist in der Regel aufgeteilt in einen Luftbehandlerbereich und einen Aufbereitungsbereich. Der Luftbehandlerbereich umfasst in der Regel einen Wärmetauscher. Ein mögliches Austreten des Kältemittels in die Umgebungsluft im Bereich des Wärmetauschers kann für einen Benutzer der Klimaanlage gefährlich werden. Beispielsweise kann bereits ein Funke im Elektromotor eines Zulüfters zur Entzündung des ausgetretenen Kältemittels führen.The circuit of an air conditioning system, for example an air conditioning system for rail vehicles, is usually divided into an air handling area and a processing area. The air treatment area usually includes a heat exchanger. A possible escape of the refrigerant into the ambient air in the area of the heat exchanger can be dangerous for a user of the air conditioning system. For example, a spark in the electric motor of a supply fan can already ignite the leaked refrigerant.

Bei der vorliegenden Erfindung wird von der Idee Gebrauch gemacht, in dem Wärmetauscher ein mehrwandiges Rohr zu verwenden. Ein innerer, erster Kanal ist zur Führung eines ersten Mediums, beispielsweise des Kältemittels, vorgesehen und durch eine Innenwand des Rohrs von einem äußeren, zweiten Kanal, der den ersten Kanal umgibt, umschlossen. Der zweite Kanal ist zur Lagerung eines zweiten Mediums eingerichtet. Das zweite Medium kann mit einem vorgegebenen Druck in dem zweiten Kanal gelagert werden. Kommt es zu einer Beschädigung des Rohrs, führt dies im Allgemeinen zu einer Veränderung des Drucks in dem zweiten Kanal. Eine solche Druckänderung kann gemessen werden und es können entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um ein Austreten oder ein weiteres Austreten des ersten Mediums in die Umgebungsluft zu vermeiden. Insbesondere kann mit einem solchen Wärmetauscher also eine hohe Sicherheit gewährleistet werden.In the present invention, use is made of the idea of using a multi-walled tube in the heat exchanger. An inner, first channel is provided for guiding a first medium, for example the refrigerant, and is enclosed by an inner wall of the tube by an outer, second channel which surrounds the first channel. The second channel is set up to store a second medium. The second medium can be stored in the second channel with a predetermined pressure. If the pipe is damaged, this generally leads to a change in the pressure in the second channel. Such a pressure change can can be measured and appropriate countermeasures can be initiated to prevent leakage or further leakage of the first medium into the ambient air. In particular, a high level of safety can be ensured with such a heat exchanger.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Wärmetauscher ein Kühlrippenwärmetauscher. Dazu ist das Rohr, insbesondere die Außenwand des Rohrs, mit einer Mehrzahl von Kühlrippen, insbesondere plattenförmigen Kühlrippen, stoffschlüssig verbunden. Das Rohr erstreckt sich bevorzugt senkrecht zu Haupterstreckungsebenen der Kühlrippen und dabei durch die Kühlrippen hindurch. Die Kühlrippen sind bevorzugt übereinander gestapelt und paarweise voneinander beabstandet. Beispielsweise verlaufen die Kühlrippen im Wesentlichen parallel zueinander. Der Wärmetauscher umfasst beispielsweise zumindest fünf oder zumindest zehn oder zumindest 20 solcher Kühlrippen. Jede Kühlrippe weist zum Beispiel eine Fläche von zumindest 10 cm2 oder zumindest 100 cm2 auf, wobei die Flächen jeweils in einer Ebene senkrecht zum Rohrverlauf gemessen werden.According to at least one embodiment, the heat exchanger is a cooling fin heat exchanger. For this purpose, the pipe, in particular the outer wall of the pipe, is materially connected to a plurality of cooling fins, in particular plate-shaped cooling fins. The tube preferably extends perpendicular to the main planes of extension of the cooling fins and through the cooling fins. The cooling fins are preferably stacked on top of one another and spaced apart from one another in pairs. For example, the cooling fins run essentially parallel to one another. The heat exchanger comprises, for example, at least five or at least ten or at least 20 such cooling fins. Each cooling fin has, for example, an area of at least 10 cm 2 or at least 100 cm 2 , the areas each being measured in a plane perpendicular to the pipe run.

Im Betrieb des Wärmetauschers kann Umgebungsluft zwischen den Kühlrippen entlang strömen. Zur Vorgabe einer Strömungsrichtung der Umgebungsluft wird beispielsweise von einem Zulüfter Gebrauch gemacht. Die Umgebungsluft kann dann Wärme an die Kühlrippen abgeben, wobei die Wärme von den Kühlrippen auf das Rohr und damit auf das erste Medium übertragen wird.During operation of the heat exchanger, ambient air can flow along between the cooling fins. A supply fan is used, for example, to specify a direction of flow of the ambient air. The ambient air can then give off heat to the cooling fins, the heat being transferred from the cooling fins to the tube and thus to the first medium.

Bei dem Wärmetauscher handelt es sich bevorzugt um einen Verdampfer. Das heißt, während des Betriebs ändert sich der Aggregatszustand des ersten Mediums innerhalb des Rohrs von flüssig nach gasförmig. Die dazu nötige Energie wird in Form von Wärmeenergie aus der Umgebungsluft gezogen, wobei sich die Umgebungsluft abkühlt.The heat exchanger is preferably an evaporator. This means that during operation the state of aggregation of the first medium changes from liquid to gaseous within the pipe. The energy required for this is in shape drawn from the ambient air by thermal energy, whereby the ambient air cools down.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Rohr ein Metall, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, oder besteht daraus. Die Kühlrippen umfassen ebenfalls bevorzugt ein Metall, wie Kupfer und/oder Aluminium, oder bestehen daraus.According to at least one embodiment, the tube comprises or consists of a metal, in particular copper and / or aluminum. The cooling fins also preferably comprise a metal, such as copper and / or aluminum, or consist thereof.

Als nächstes wird ein System angegeben. Das System umfasst insbesondere einen wie zuvor beschriebenen Wärmetauscher. Alle im Zusammenhang mit dem Wärmetauscher offenbarten Merkmale sind daher auch für das System offenbart und umgekehrt.Next, a system is given. In particular, the system comprises a heat exchanger as described above. All features disclosed in connection with the heat exchanger are therefore also disclosed for the system and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das System einen Wärmetauscher nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Ferner umfasst das System ein Druckmessgerät. Das Druckmessgerät ist zur Erfassung eines Drucks in dem zweiten Kanal eingerichtet.According to at least one embodiment, the system comprises a heat exchanger according to one or more of the embodiments described above. The system also includes a pressure measuring device. The pressure measuring device is set up to detect a pressure in the second channel.

Im Betrieb ist der zweite Kanal mit dem zweiten Medium unter Druck befüllt. Das Druckmessgerät gibt im Betrieb ein Messsignal, insbesondere ein elektrisches Messsignal, aus. Das Messsignal ist repräsentativ für den Druck in dem zweiten Kanal. Bei dem Druckmessgerät handelt es sich zum Beispiel um einen Drucksensor mit Keramikzelle.During operation, the second channel is filled with the second medium under pressure. The pressure measuring device outputs a measurement signal, in particular an electrical measurement signal, during operation. The measurement signal is representative of the pressure in the second channel. The pressure measuring device is, for example, a pressure sensor with a ceramic cell.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das System eine Fördereinheit, insbesondere einen Kompressor oder eine Pumpe. Ferner umfasst das System ein Leitungssystem mit einer Zuleitung und einer Ableitung. Die Zuleitung und die Ableitung sind mit dem Wärmetauscher und mit der Fördereinheit derart gekoppelt, dass mit der Fördereinheit das erste Medium über die Zuleitung dem Wärmetauscher zuführbar ist und über die Ableitung vom Wärmetauscher abführbar ist. Über die Ableitung wird das erste Medium dann bevorzugt wieder der Fördereinheit zugeführt. Die Zuleitung ist beispielsweise mit der Einlassöffnung des Rohrs verbunden. Die Ableitung ist zum Beispiel mit der Auslassöffnung des Rohrs verbunden.According to at least one embodiment, the system comprises a delivery unit, in particular a compressor or a pump. The system also comprises a line system with a supply line and a discharge line. The feed line and the discharge line are coupled to the heat exchanger and the delivery unit in such a way that the first medium can be fed to the heat exchanger via the feed line and can be removed from the heat exchanger via the discharge line. About the derivation the first medium is then preferably fed back to the conveyor unit. The feed line is connected, for example, to the inlet opening of the pipe. The discharge line is connected, for example, to the outlet opening of the pipe.

In der Fördereinheit wird das erste Medium beispielsweise komprimiert, zum Beispiel wieder verflüssigt, und dann erneut dem Wärmetauscher zugeführt. Insbesondere bildet das System im intakten Zustand also einen geschlossenen Kreislauf für das erste Medium.In the delivery unit, the first medium is, for example, compressed, for example liquefied again, and then fed back to the heat exchanger. In particular, in the intact state the system thus forms a closed circuit for the first medium.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das System ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil, über das eine Zuführung des ersten Mediums zum Wärmetauscher regulierbar ist. Beispielsweise wird bei der Erfassung eines Druckabfalls im zweiten Kanal das Ventil geschlossen und so eine Zuführung des ersten Mediums in den ersten Kanal des Wärmetauschers unterbrochen.According to at least one embodiment, the system comprises a valve, in particular a solenoid valve, via which the supply of the first medium to the heat exchanger can be regulated. For example, when a pressure drop is detected in the second channel, the valve is closed and a feed of the first medium into the first channel of the heat exchanger is thus interrupted.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem System um eine Klimaanlage, insbesondere um eine mobile Klimaanlage.According to at least one embodiment, the system is an air conditioning system, in particular a mobile air conditioning system.

Darüber hinaus wird ein Fahrzeug mit einem wie zuvor beschriebenen System angegeben. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Flugzeug. In dem Fahrzeug ist der Wärmetauscher bevorzugt zur Kühlung oder Erwärmung von Raumluft in einer Kabine für Personen vorgesehen. Beispielsweise ist der Wärmetauscher in der Kabine angeordnet. Weitere Komponenten des Systems, wie beispielsweise die Fördereinheit, können außerhalb der Kabine angeordnet sein.In addition, a vehicle is specified with a system as described above. The vehicle is preferably a motor vehicle or a rail vehicle or an airplane. In the vehicle, the heat exchanger is preferably provided for cooling or heating room air in a cabin for people. For example, the heat exchanger is arranged in the cabin. Further components of the system, such as the conveyor unit, can be arranged outside the cabin.

Das System kann des Weiteren auch als Klimaanlage für einen Wohnraum oder einen Arbeitsraum eingesetzt werden.The system can also be used as an air conditioning system for a living room or a work room.

Als nächstes wird ein Verfahren zum Steuern eines Systems gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angegeben. Alle im Zusammenhang mit dem System offenbarten Merkmale sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.Next, a method for controlling a system according to one of the embodiments described above is given. All features disclosed in connection with the system are therefore also disclosed for the method and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist während des Verfahrens der zweite Kanal mit einer vorgegebenen Menge des zweiten Mediums befüllt. Insbesondere ist der zweite Kanal soweit mit dem zweiten Medium befüllt, dass der zweite Kanal unter einem Überdruck bezüglich des Umgebungsdrucks steht. Beispielsweise beträgt der Überdruck in dem zweiten Kanal zumindest 0,5 bar oder zumindest 1 bar oder zumindest 2 bar. Mit anderen Worten wird vor der Durchführung des Verfahrens der zweite Kanal mit dem zweiten Medium befüllt, so dass der zweite Kanal unter Druck steht.According to at least one embodiment, the second channel is filled with a predetermined amount of the second medium during the method. In particular, the second channel is filled with the second medium to such an extent that the second channel is under excess pressure with respect to the ambient pressure. For example, the overpressure in the second channel is at least 0.5 bar or at least 1 bar or at least 2 bar. In other words, the second channel is filled with the second medium before the method is carried out, so that the second channel is under pressure.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt A) des Verfahrens ein Druck in dem zweiten Kanal erfasst. Der Druck wird mithilfe des Druckmessgeräts erfasst. Beispielsweise wird dazu während des Verfahrens ein Messsignal, insbesondere ein elektrisches Messsignal, des Druckmessgeräts erfasst und ausgewertet. Das Messsignal ist dann repräsentativ für den Druck in dem zweiten Kanal.According to at least one embodiment, a pressure in the second channel is detected in a step A) of the method. The pressure is recorded using the pressure gauge. For example, a measurement signal, in particular an electrical measurement signal, of the pressure measuring device is recorded and evaluated for this purpose during the method. The measurement signal is then representative of the pressure in the second channel.

Der Druck wird in dem Schritt A) bevorzugt wiederholt über einen Zeitraum erfasst, so dass eine zeitliche Änderung des Drucks erfassbar wird.In step A), the pressure is preferably recorded repeatedly over a period of time, so that a change in pressure over time can be recorded.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B), in dem eine Zufuhr des ersten Mediums zu dem Wärmetauscher in Abhängigkeit des erfassten Drucks gesteuert wird. Entspricht der erfasste Druck zum Beispiel einem vorgegebenen Sollwert oder weicht der erfasste Druck von einem vorgegebenen Sollwert um weniger als einen vorgegebenen Schwellwert ab, so kann dem Wärmetauscher das erste Medium zugeführt werden. Entspricht der erfasste Druck dagegen nicht einem vorgegebenen Sollwert oder weicht um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert von dem Sollwert ab, so erfolgt zum Beispiel keine Zufuhr des ersten Mediums zu dem Wärmetauscher oder eine bereits laufende Zufuhr wird verringert oder unterbrochen. Bevorzugt wird die Zufuhr bei einem Druckabfall verhindert.According to at least one embodiment, the method comprises a step B), in which a supply of the first medium to the heat exchanger is controlled as a function of the detected pressure. For example, if the recorded pressure corresponds to a predetermined target value or if the detected pressure deviates from a predetermined target value by less than a predetermined threshold value, the first medium can be fed to the heat exchanger. If, on the other hand, the detected pressure does not correspond to a predetermined target value or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value, the first medium is not supplied to the heat exchanger, for example, or a supply that is already running is reduced or interrupted. Preferably, the supply is prevented in the event of a pressure drop.

Eine Veränderung des Drucks kann auf ein Leck in dem Rohr des Wärmetauschers hinweisen. Vorteilhaft ist das Verfahren unabhängig vom Einbauwinkel des Wärmetauschers durchführbar. Auch ist das Verfahren unabhängig von der Viskosität des ersten Mediums und von der Umgebungstemperatur durchführbar.A change in pressure can indicate a leak in the tube of the heat exchanger. The method can advantageously be carried out independently of the installation angle of the heat exchanger. The method can also be carried out independently of the viscosity of the first medium and of the ambient temperature.

Das Verfahren umfasst beispielsweise einen weiteren Schritt C), der bevorzugt nach oder gleichzeitig mit dem Schritt B) ausgeführt wird und in dem ein Warnsignal ausgegeben wird. Der Schritt C) wird bevorzugt ausgeführt, wenn im Schritt A) der erfasste Druck nicht dem vorgegebenen Sollwert entspricht oder um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert von dem Sollwert abweicht. Aufgrund des Warnsignals kann beispielweise ein Fahrzeug umfassend das System evakuiert werden.The method comprises, for example, a further step C), which is preferably carried out after or simultaneously with step B) and in which a warning signal is output. Step C) is preferably carried out if, in step A), the detected pressure does not correspond to the specified target value or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value. On the basis of the warning signal, for example, a vehicle can be evacuated including the system.

Bevorzugt umfasst das Verfahren auch einen Schritt D), der zum Beispiel nach oder gleichzeitig mit dem Schritt B) ausgeführt wird und in dem eine Steuerung des Fahrzeugs umfassend das System verändert wird, falls im Schritt A) der erfasste Druck nicht dem vorgegebenen Sollwert entspricht oder um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert von dem Sollwert abweicht. Zum Beispiel wird im Schritt D) das Fahrzeug zum Stehen gebracht.The method preferably also comprises a step D), which is carried out, for example, after or simultaneously with step B) and in which a control of the vehicle is changed including the system if the pressure detected in step A) does not correspond to the specified setpoint or deviates from the target value by more than a predetermined threshold value. For example, in step D) the vehicle is brought to a standstill.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird während des Verfahrens das erste Medium dem Wärmetauscher zugeführt. Das erste Medium strömt während des Verfahrens, das heißt während der Durchführung der Schritte A) und/oder B), also bereits durch den ersten Kanal, wobei es zu einem Wärmeübertrag zwischen dem ersten Medium und der Umgebungsluft kommt. Nach dem Durchströmen des ersten Kanals wird das erste Medium wieder aus dem Wärmetauscher abgeführt und zurück zur Fördereinheit geführt. Im Schritt B) wird die Zufuhr des ersten Mediums verringert oder gestoppt, falls der im Schritt A) erfasste Druck von einem vorgegebenen Sollwert um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert abweicht. Insbesondere wird die Zufuhr im Schritt B) verringert oder gestoppt, falls eine zeitliche Änderung, insbesondere ein Abfall des Drucks, erfasst wird.According to at least one embodiment, the first medium is fed to the heat exchanger during the method. The first medium flows during the process, that is to say while performing steps A) and / or B), that is, already through the first channel, with a heat transfer between the first medium and the ambient air. After flowing through the first channel, the first medium is discharged from the heat exchanger and returned to the delivery unit. In step B) the supply of the first medium is reduced or stopped if the pressure detected in step A) deviates from a predetermined setpoint value by more than a predetermined threshold value. In particular, the supply is reduced or stopped in step B) if a change over time, in particular a drop in pressure, is detected.

Besonders bevorzugt wird nach einem Stoppen der Zufuhr des ersten Mediums zu dem Wärmetauscher ein im ersten Kanal des Wärmetauschers verbliebener Rest des ersten Mediums abgepumpt, um diesen Rest des ersten Mediums an einem Austritt zu hindern. Dies kann beispielsweise mittels der Fördereinheit erfolgen.Particularly preferably, after the supply of the first medium to the heat exchanger has been stopped, a remainder of the first medium remaining in the first channel of the heat exchanger is pumped out in order to prevent this remainder of the first medium from escaping. This can be done, for example, by means of the delivery unit.

Alternativ oder zusätzlich werden die Schritte A) und B) auch durchgeführt, bevor das erste Medium dem Wärmetauscher zugeführt wird und durch den ersten Kanal strömt. Beispielsweise werden die Schritte A) und B) durchgeführt, wenn der erste Kanal noch frei von dem ersten Medium ist. Falls der ermittelte Druck in dem zweiten Kanal dann von einem vorgegebenen Sollwert um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert abweicht, insbesondere falls eine zeitliche Veränderung des Drucks, zum Beispiel ein Druckabfall, ermittelt wird, wird eine Zufuhr des ersten Mediums zu dem Wärmetauscher unterbunden, das heißt gar nicht erst in Gang gesetzt.Alternatively or additionally, steps A) and B) are also carried out before the first medium is fed to the heat exchanger and flows through the first channel. For example, steps A) and B) are carried out when the first channel is still free of the first medium. If the determined pressure in the second channel then deviates from a predetermined setpoint value by more than a predetermined threshold value, in particular if a change in pressure over time, for example a pressure drop, is determined, a supply of the first medium to the heat exchanger is prevented, that is not even started.

Da das erste Medium in dem ersten Kanal unter einem Betriebsdruck steht, der insbesondere innerhalb eines Betriebsbereichs variieren kann, ist es vorteilhaft, wenn der der Sollwert für den Druck des zweiten Mediums im zweiten Kanal außerhalb dieses Betriebsbereichs liegt.Since the first medium in the first channel is under an operating pressure which can vary in particular within an operating range, it is advantageous if the setpoint value for the pressure of the second medium in the second channel is outside this operating range.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt B) das Ventil geschlossen, wobei die Zufuhr des ersten Mediums zum Wärmetauscher verhindert wird.According to at least one embodiment, the valve is closed in step B), the supply of the first medium to the heat exchanger being prevented.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ruht das zweite Medium innerhalb des zweiten Kanals bei einem intakten Rohr. Das heißt, solange das Rohr intakt ist und es zu keiner Veränderung des Drucks in dem zweiten Kanal kommt, bewegt sich das zweite Medium in dem zweiten Kanal nicht. Insbesondere wird der zweite Kanal von dem zweiten Medium also nicht durchströmt. Vielmehr ist das zweite Medium in den zweiten Kanal gefüllt und weist dann im intakten Zustand des Rohrs eine mittlere Geschwindigkeit von Null auf.According to at least one embodiment, the second medium rests within the second channel when the pipe is intact. That is, as long as the pipe is intact and there is no change in the pressure in the second channel, the second medium does not move in the second channel. In particular, the second medium does not flow through the second channel. Rather, the second medium is filled into the second channel and then has an average velocity of zero in the intact state of the pipe.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Medium ein Kühlmittel, insbesondere ein Kühlmittel mit einem Treibhauspotenzial von höchstens 150, bevorzugt von höchstens 50.According to at least one embodiment, the first medium is a coolant, in particular a coolant with a global warming potential of at most 150, preferably of at most 50.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das erste Medium mindestens einen der folgenden Stoffe oder besteht daraus: CO2, Hydrofluorolefin, R1234yf, R1234ze, R513A, R450A, R448A, R449A, R452A, R444B, DR3, R455A, R454B, R452B, R32.According to at least one embodiment, the first medium comprises or consists of at least one of the following substances: CO 2 , hydrofluoroolefin, R1234yf, R1234ze, R513A, R450A, R448A, R449A, R452A, R444B, DR3, R455A, R454B, R452B, R32.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das zweite Medium eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,10 W/(m·K) oder mindestens 0,15 W/(m·K) auf. Alternativ oder zusätzlich weist das zweite Medium zum Beispiel einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von höchstens 1,0·10-3 1/K oder höchstens 0,8·10-3 1/K auf.According to at least one embodiment, the second medium has a thermal conductivity of at least 0.10 W / (m · K) or at least 0.15 W / (m · K). Alternatively or additionally, the second medium has a coefficient of thermal expansion, for example of at most 1.0 · 10 -3 1 / K or at most 0.8 · 10 -3 1 / K.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite Medium ein Öl, zum Beispiel ein Transformatoröl. Es kommt auch ein anderes Medium, wie Antifrogen® als zweites Medium in Frage.According to at least one embodiment, the second medium is an oil, for example a transformer oil. Another medium, such as Antifrogen®, can also be used as a second medium.

Das System ist insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Beispielsweise umfasst das System dazu noch eine Steuereinheit, die die Steuerung der Zufuhr im Schritt B) übernimmt.The system is set up in particular to carry out the method described. For example, the system also includes a control unit that takes over the control of the supply in step B).

Ferner wird ein Computerprogramm zur Steuerung des Systems angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen.Furthermore, a computer program for controlling the system is specified, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to one or more of the previously described embodiments.

Ferner wird ein computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, angegeben.Furthermore, a computer-readable storage medium on which the computer program is stored is specified.

Nachfolgend werden ein hier beschriebener Wärmetauscher, ein hier beschriebenes System und ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert. Aus den Ausführungsbeispielen ergeben sich weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Wärmetauschers, des Systems und des Verfahrens. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.A heat exchanger described here, a system described here and a method described here are explained in more detail below with reference to drawings using exemplary embodiments of the invention. The above-mentioned properties, features and advantages of the invention and the way in which they are achieved are explained in more detail by the following description of the exemplary embodiments in conjunction with the corresponding figures. The exemplary embodiments result in further advantages and advantageous configurations and developments of the heat exchanger, the system and the method. The same reference numbers indicate the same elements in the individual figures at. However, no references to scale are shown here; rather, individual elements can be shown exaggerated for a better understanding.

Es zeigen:

  • Figuren 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel des Wärmetauschers in einer Querschnittsansicht und in einer perspektivischen Darstellung,
  • Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des Systems in einer Querschnittsansicht,
  • Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des Systems in perspektivischer Darstellung.
Show it:
  • Figures 1 and 2 an embodiment of the heat exchanger in a cross-sectional view and in a perspective illustration,
  • Figure 3 a first embodiment of the system in a cross-sectional view,
  • Figure 4 a second embodiment of the system in perspective.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers 10 gezeigt. Figur 1 ist dabei eine Querschnittsansicht, Figur 2 eine perspektivische Ansicht. Der Wärmetauscher 10 umfasst ein doppelwandiges Rohr 1 mit einer Außenwand 13B und einer Innenwand 13A. Das Rohr 1 ist schlangenlinienförmig ausgebildet. Die Innenwand 13A umgibt einen ersten Kanal 11 des Rohrs. Der erste Kanal 11 und die Innenwand 13A sind von einem zweiten Kanal 12 umgeben. Die Außenwand 13B umgibt den zweiten Kanal 12, die Innenwand 13A und den ersten Kanal 11. Insbesondere verlaufen die Außenwand 13B und die Innenwand 13A konzentrisch zueinander. Dabei sind die Innenwand 13A und die Außenwand 13B voneinander beabstandet, so dass sie den zweiten Kanal 12 einschließen. Die Querschnittsflächen der Kanäle 11, 12, bei einem Querschnitt senkrecht zur Papierebene, betragen beispielsweise jeweils zumindest 1 mm2.In the Figures 1 and 2 an embodiment of a heat exchanger 10 is shown. Figure 1 is a cross-sectional view, Figure 2 a perspective view. The heat exchanger 10 comprises a double-walled tube 1 with an outer wall 13B and an inner wall 13A. The tube 1 is formed in a serpentine shape. The inner wall 13A surrounds a first channel 11 of the tube. The first channel 11 and the inner wall 13A are surrounded by a second channel 12. The outer wall 13B surrounds the second channel 12, the inner wall 13A and the first channel 11. In particular, the outer wall 13B and the inner wall 13A run concentrically to one another. The inner wall 13A and the outer wall 13B are spaced apart from one another, so that they enclose the second channel 12. The cross-sectional areas of the channels 11, 12 with a cross-section perpendicular to the plane of the paper are, for example, at least 1 mm 2 each.

Anders ausgedrückt umfasst das Rohr 1 ein Innenrohr, welches durch die Innenwand 13A begrenzt ist, und ein Außenrohr, welches durch die Außenwand 13B begrenzt ist. Das Außenrohr verläuft um das Innenrohr und ist von dem Innenrohr beabstandet. Die Innenwand 13A und die Außenwand 13B bestehen beispielsweise aus Kupfer und/oder Aluminium.
Das Rohr 1 ist mit einer Einlassöffnung 15 und einer Auslassöffnung 16 verbunden. Über die Einlassöffnung 15 ist dem ersten Kanal 11 ein erstes Medium 2 zuführbar. Das erste Medium 2 strömt im bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmetauschers 10 von der Einlassöffnung 15 durch den ersten Kanal 11 bis zur Auslassöffnung 16. Der zweite Kanal 12 ist zur Lagerung eines zweiten Mediums 3 eingerichtet. Durch die Innenwand 13A sind das erste Medium 2 und das zweite Medium 3 entlang des gesamten Rohrverlaufs voneinander getrennt. Im intakten Zustand des Rohrs 1 findet also an keiner Stelle innerhalb des Rohrs 1 eine Durchmischung des ersten Mediums 2 und des zweiten Mediums 3 statt.In other words, the tube 1 comprises an inner tube which is delimited by the inner wall 13A, and an outer tube which is delimited by the outer wall 13B. The outer tube runs around the inner tube and is spaced apart from the inner tube. The inner wall 13A and the outer wall 13B consist for example of copper and / or aluminum.
The tube 1 is connected to an inlet opening 15 and an outlet opening 16. A first medium 2 can be fed to the first channel 11 via the inlet opening 15. When the heat exchanger 10 is operating as intended, the first medium 2 flows from the inlet opening 15 through the first channel 11 to the outlet opening 16. The second channel 12 is set up to store a second medium 3. The inner wall 13A separates the first medium 2 and the second medium 3 from one another along the entire course of the pipe. In the intact state of the pipe 1, there is no intermixing of the first medium 2 and the second medium 3 at any point within the pipe 1.

Wie in den Figuren 1 und 2 außerdem zu erkennen ist, ist der zweite Kanal 12 mit einem Verbindungsstück 17 des Wärmetauschers 10 verbunden. Das Verbindungsstück 17 dient insbesondere zur Verbindung des zweiten Kanals 12 mit einem Druckmessgerät, so dass ein Druck innerhalb des zweiten Kanals 12 überwacht beziehungsweise ermittelt werden kann.As in the Figures 1 and 2 It can also be seen that the second channel 12 is connected to a connecting piece 17 of the heat exchanger 10. The connecting piece 17 serves in particular to connect the second channel 12 to a pressure measuring device, so that a pressure within the second channel 12 can be monitored or determined.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Wärmetauscher 10 handelt es sich um einen so genannten Kühlrippenwärmetauscher. Neben dem Rohr 1 umfasst der Wärmetauscher 10 Kühlrippen 14 in Form von Platten. Die Haupterstreckungsebenen der Kühlrippen 14 verlaufen senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Rohrs 1. Die Kühlrippen 14 sind übereinandergestapelt und beabstandet zueinander angeordnet, so dass die Haupterstreckungsebenen der Kühlrippen 14 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Kühlrippen 14 sind bevorzugt ebenfalls aus einem Metall, wie Kupfer und/oder Aluminium, gebildet.The one in the Figures 1 and 2 The heat exchanger 10 shown is a so-called cooling fin heat exchanger. In addition to the tube 1, the heat exchanger 10 comprises cooling fins 14 in the form of plates. The main extension planes of the cooling fins 14 run perpendicular to the main extension direction of the tube 1. The cooling fins 14 are stacked on top of one another and are arranged at a distance from one another, so that the main extension planes of the cooling fins 14 are essentially parallel run towards each other. The cooling fins 14 are preferably also made of a metal such as copper and / or aluminum.

In der Figur 2 ist der Wärmetauscher 10 im Betrieb dargestellt. Über die Einlassöffnung 15 strömt das erste Medium 2 in das Rohr 1 beziehungsweise in den ersten Kanal 11. Über die Auslassöffnung 16 verlässt das erste Medium 2 wieder das Rohr 1. Umgebungsluft strömt zwischen den Kühlrippen 14 hindurch. Dabei kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen der Umgebungsluft und dem ersten Medium 2. So kann die Umgebungsluft gekühlt oder erwärmt werden.In the Figure 2 the heat exchanger 10 is shown in operation. The first medium 2 flows through the inlet opening 15 into the pipe 1 or into the first channel 11. The first medium 2 leaves the pipe 1 again via the outlet opening 16. Ambient air flows through between the cooling fins 14. In this case, there is an exchange of heat between the ambient air and the first medium 2. In this way, the ambient air can be cooled or heated.

In der Figur 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Systems gezeigt. Das System umfasst einen Wärmetauscher 10, beispielsweise den Wärmetauscher der Figuren 1 und 2, und ein Druckmessgerät 20. Das Druckmessgerät 20 ist über das Verbindungsstück 17 mit dem zweiten Kanal 12 gekoppelt, so dass das Druckmessgerät 20 den Druck innerhalb des zweiten Kanals 12 messen kann.In the Figure 3 a first embodiment of the system is shown. The system comprises a heat exchanger 10, for example the heat exchanger of Figures 1 and 2 , and a pressure measuring device 20. The pressure measuring device 20 is coupled to the second channel 12 via the connecting piece 17, so that the pressure measuring device 20 can measure the pressure within the second channel 12.

In der Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Systems gezeigt. Bei diesem System handelt es sich um eine ganze Klimaanlage. Das System umfasst einen wie zuvor beschriebenen Wärmetauscher 10 und ein Druckmessgerät 20. Ferner umfasst das System eine Fördereinheit 30 in Form eines Kompressors 30, einen Kondensator 60, einen Kondensatorlüfter 61, einen Filtertrockner 70, ein Ventil 50 und einen Zulüfter 80. Über eine Zuleitung 41 und eine Ableitung 42 ist der Wärmetauscher 10 mit den weiteren Komponenten des Systems verbunden.In the Figure 4 a second embodiment of the system is shown. This system is a whole air conditioning system. The system comprises a heat exchanger 10 as described above and a pressure measuring device 20. Furthermore, the system comprises a delivery unit 30 in the form of a compressor 30, a condenser 60, a condenser fan 61, a filter dryer 70, a valve 50 and a supply fan 80. Via a supply line 41 and a discharge line 42, the heat exchanger 10 is connected to the other components of the system.

Im Betrieb des Systems wird mittels des Kompressors 30 das erwärmte, erste Medium 2 in den gezeigten Kreislauf gepumpt. Bei dem ersten Medium 2 handelt es sich beispielsweise um R1234yf oder R1234ze. Durch die Komprimierung in dem Kompressor 30 wird das erste Medium 2 erwärmt, bleibt aber bevorzugt gasförmig.When the system is in operation, the heated, first medium 2 is pumped into the circuit shown by means of the compressor 30. The first medium 2 is, for example R1234yf or R1234ze. The first medium 2 is heated by the compression in the compressor 30, but preferably remains gaseous.

Anschließend strömt das erste Medium 2 zu dem Kondensator 60. Mithilfe des Kondensatorlüfters 61 wird Umgebungsluft angesaugt, die dann das Rohrsystem des Kondensators 60 umströmt. Das in dem Rohrsystem strömende erste Medium 2 wird dabei abgekühlt und verflüssigt.The first medium 2 then flows to the condenser 60. With the aid of the condenser fan 61, ambient air is sucked in, which then flows around the pipe system of the condenser 60. The first medium 2 flowing in the pipe system is thereby cooled and liquefied.

Das verflüssigte erste Medium 2 läuft durch den Filtertrockner 70 und zu dem Ventil 50. Über das Ventil 50 wird das erste Medium 2 dem Wärmetauscher 10 zugeführt. Das immer noch flüssige erste Medium 2 fließt durch das Rohr 1 des Wärmetauschers 10. Gleichzeitig wird der Wärmetauscher 10 mit Umgebungsluft umströmt. Dazu wird der Zulüfter 80 eingesetzt. In dem Rohr 1 verdampft das erste Medium 2. Die dazu nötige Energie wird der umströmenden Umgebungsluft entzogen, wodurch diese abgekühlt wird. Das nun gasförmige erste Medium 2 verlässt wiederum den Wärmetauscher 10 und wird über das Ventil 50 zurück zu dem Kompressor 30 geführt, in dem es dann wieder verdichtet und dadurch erwärmt wird.The liquefied first medium 2 runs through the filter dryer 70 and to the valve 50. The first medium 2 is fed to the heat exchanger 10 via the valve 50. The still liquid first medium 2 flows through the tube 1 of the heat exchanger 10. At the same time, the heat exchanger 10 is surrounded by ambient air. The supply fan 80 is used for this. The first medium 2 evaporates in the tube 1. The energy required for this is withdrawn from the surrounding air, as a result of which it is cooled. The now gaseous first medium 2 in turn leaves the heat exchanger 10 and is fed back via the valve 50 to the compressor 30, in which it is then compressed again and thereby heated.

Während des soeben beschriebenen Betriebs des Systems kann das Verfahren zum Steuern des Systems durchgeführt werden. Dabei wird in einem Schritt A der Druck in dem zweiten Kanal 12 des Rohrs 1 des Wärmetauschers 10 mithilfe des Druckmessgeräts 20 erfasst. Der zweite Kanal 12 ist mit dem zweiten Medium 3, beispielsweise mit Öl, gefüllt. Der zweite Kanal 12 und das zweite Medium 3 sind in der Figur 4 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.The method for controlling the system can be carried out during the operation of the system just described. In a step A, the pressure in the second channel 12 of the pipe 1 of the heat exchanger 10 is recorded with the aid of the pressure measuring device 20. The second channel 12 is filled with the second medium 3, for example with oil. The second channel 12 and the second medium 3 are in the Figure 4 not shown for reasons of clarity.

Beispielsweise wird der Druck während des Betriebs des Systems wiederholt ermittelt. Ändert sich irgendwann der Druck in dem zweiten Kanal 12, fällt er beispielsweise um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert von einem zuvor vorgegebenen Sollwert ab, so kann dies als Hinweis darauf gewertet werden, dass das Rohr 1 beschädigt ist, zum Beispiel ein Leck aufweist. Dies birgt die Gefahr, dass das erste Medium 2 in die Umgebungsluft entweicht. Beispielsweise könnte sich das erste Medium 2 dann bei Kontakt mit dem Zulüfter 80 entzünden.For example, the pressure is determined repeatedly during operation of the system. Will the pressure change at some point? in the second channel 12, if it falls, for example, by more than a predetermined threshold value from a previously predetermined target value, this can be interpreted as an indication that the pipe 1 is damaged, for example has a leak. This harbors the risk that the first medium 2 will escape into the ambient air. For example, the first medium 2 could then ignite upon contact with the supply fan 80.

In einem Schritt B des Verfahrens wird die Zufuhr des ersten Mediums 11 zu dem Wärmetauscher gesteuert, insbesondere über das Ventil 50. Wird im Schritt A zum Beispiel eine Änderung des Drucks in dem zweiten Kanal 12 ermittelt, so wird im Schritt B die Zufuhr des ersten Mediums 2 zu dem Wärmetauscher 10 gestoppt oder verringert. Beispielsweise wird dazu das Ventil 50 geschlossen.In a step B of the method, the supply of the first medium 11 to the heat exchanger is controlled, in particular via the valve 50. If, for example, a change in the pressure in the second channel 12 is determined in step A, then in step B the supply of the first Medium 2 to the heat exchanger 10 stopped or decreased. For example, the valve 50 is closed for this purpose.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not restricted to the exemplary embodiments by the description thereof. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the claims, even if these features or this combination itself is not explicitly specified in the claims or exemplary embodiments.

Claims (15)

Wärmetauscher (10) für eine Klimaanlage umfassend ein mehrwandiges Rohr (1) mit einem ersten Kanal (11) und einem zweiten Kanal (12), wobei - der zweite Kanal (12) um den ersten Kanal (11) verläuft und durch eine Innenwand (13A) des Rohrs (1) von dem ersten Kanal (11) getrennt ist, - der erste Kanal (11) zur Führung eines ersten Mediums (2) eingerichtet ist und - der zweite Kanal (12) zur Lagerung eines zweiten Mediums (3) eingerichtet ist. A heat exchanger (10) for an air conditioning system comprising a multi-walled tube (1) with a first channel (11) and a second channel (12), wherein - the second channel (12) runs around the first channel (11) and is separated from the first channel (11) by an inner wall (13A) of the tube (1), - The first channel (11) is set up to guide a first medium (2) and - The second channel (12) is set up to store a second medium (3). Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1,
der ein Kühlrippenwärmetauscher ist.Heat exchanger (10) according to claim 1,
which is a cooling fin heat exchanger. Wärmetauscher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Rohr (1) Kupfer und/oder Aluminium umfasst.Heat exchanger (10) according to one of the preceding claims,
wherein the tube (1) comprises copper and / or aluminum. System umfassend - einen Wärmetauscher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und - ein Druckmessgerät (20), wobei - das Druckmessgerät (20) zur Erfassung eines Drucks in dem zweiten Kanal (12) eingerichtet ist. System comprehensive - A heat exchanger (10) according to one of the preceding claims and - A pressure measuring device (20), wherein - The pressure measuring device (20) is set up to detect a pressure in the second channel (12). System nach Anspruch 4,
umfassend - eine Fördereinheit (30) und - ein Leitungssystem mit einer Zuleitung (41) und einer Ableitung (42), wobei - die Zuleitung (41) und die Ableitung (42) mit dem Wärmetauscher (10) und mit der Fördereinheit (30) derart gekoppelt sind, dass mit der Fördereinheit (30) das erste Medium (2) über die Zuleitung (41) dem Wärmetauscher (10) zuführbar ist und über die Ableitung (42) vom Wärmetauscher (10) abführbar ist. System according to claim 4,
full - A conveyor unit (30) and - A line system with a supply line (41) and a discharge line (42), wherein - The supply line (41) and the discharge line (42) are coupled to the heat exchanger (10) and to the delivery unit (30) in this way are that with the delivery unit (30) the first medium (2) can be fed to the heat exchanger (10) via the supply line (41) and can be removed from the heat exchanger (10) via the discharge line (42). System nach Anspruch 4 oder 5,
umfassend ein Ventil (50), über das eine Zuführung des ersten Mediums (2) zu dem Wärmetauscher (10) regulierbar ist.System according to claim 4 or 5,
comprising a valve (50) via which a supply of the first medium (2) to the heat exchanger (10) can be regulated. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
wobei das System eine Klimaanlage ist.System according to one of Claims 4 to 6,
the system being an air conditioner. Fahrzeug, umfassend ein System nach einem der Ansprüche 4 bis 7.A vehicle comprising a system according to any one of claims 4 to 7. Fahrzeug nach Anspruch 8, das ein Schienenfahrzeug ist.The vehicle of claim 8 which is a rail vehicle. Verfahren zum Steuern eines Systems nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
wobei während des Verfahrens der zweite Kanal (12) mit einer vorgegebenen Menge des zweiten Mediums (3) befüllt ist, umfassend die Schritte: A) Erfassen eines Drucks in dem zweiten Kanal (12) mithilfe des Druckmessgeräts (20), B) Steuern einer Zufuhr des ersten Mediums (11) zu dem Wärmetauscher (10) in Abhängigkeit des erfassten Drucks. Method for controlling a system according to one of Claims 4 to 7,
wherein during the method the second channel (12) is filled with a predetermined amount of the second medium (3), comprising the steps: A) detecting a pressure in the second channel (12) with the aid of the pressure measuring device (20), B) controlling a supply of the first medium (11) to the heat exchanger (10) as a function of the detected pressure. Verfahren nach Anspruch 10, wobei - während des Verfahrens das erste Medium (2) dem Wärmetauscher (10) zugeführt wird und durch den ersten Kanal (11) strömt, - im Schritt B die Zufuhr des ersten Mediums (2) verringert oder gestoppt wird, falls der im Schritt A erfasste Druck von einem vorgegebenen Sollwert um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert abweicht. The method of claim 10 wherein - during the process, the first medium (2) is fed to the heat exchanger (10) and flows through the first channel (11), - In step B the supply of the first medium (2) is reduced or stopped if the pressure detected in step A of deviates from a predetermined setpoint value by more than a predetermined threshold value. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
wobei bei einem intakten Rohr (1) das zweite Medium (3) innerhalb des zweiten Kanals (12) ruht.Method according to one of Claims 10 or 11,
with an intact pipe (1) the second medium (3) resting within the second channel (12). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei das erste Medium (2) mindestens einen der folgenden Stoffe umfasst oder daraus besteht: CO2, Hydrofluorolefin, R1234yf, R1234ze, R513A, R450A, R448A, R449A, R452A, R444B, DR3, R455A, R454B, R452B, R32.Method according to one of Claims 10 to 12,
wherein the first medium (2) comprises or consists of at least one of the following substances: CO 2 , hydrofluoroolefin, R1234yf, R1234ze, R513A, R450A, R448A, R449A, R452A, R444B, DR3, R455A, R454B, R452B, R32. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
wobei das zweite Medium (3) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,1 W/(m·K) und/oder einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von höchstens 1·10-3 1/K aufweist.Method according to one of Claims 10 to 13,
wherein the second medium (3) has a thermal conductivity of at least 0.1 W / (m · K) and / or a thermal expansion coefficient of at most 1 · 10 -3 1 / K. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
wobei das zweite Medium (3) ein Öl ist.Method according to one of Claims 10 to 14,
wherein the second medium (3) is an oil.
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