DE102019211341A1 - Wärmeübertrager - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1),
- mit einem Wärmeübertragerblock (4) mit Flachrohren (5,5a,5b), die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen (6) eines Rohrbodens (7) aufgenommen sind und einen Kühlmittelpfad bilden,
- mit einem ersten Funktionsbereich (8) und einem zweiten Funktionsbereich (9).
Erfindungswesentlich ist dabei,
- dass die Durchgangsöffnungen (6) des Rohrbodens (7) für den ersten Funktionsbereich (8) und den zweiten Funktionsbereich (9) in einem gemeinsamen Rohrboden (7) auf gleicher Ebene oder auf unterschiedlicher Ebene liegen,
- dass der ersten Funktionsbereich (8) erste Flachrohre (5a) mit einer Länge L1 aufweist,
- dass der zweiten Funktionsbereich (9) zweite Flachrohre (5b) mit einer Länge L2 aufweist,
- dass die Länge L1 ungleich der Länge L2 ist.
Hierdurch kann eine einfache und prozesssichere Fertigung eines leistungsoptimierten Wärmeübertragers (1) erreicht werden.
- mit einem Wärmeübertragerblock (4) mit Flachrohren (5,5a,5b), die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen (6) eines Rohrbodens (7) aufgenommen sind und einen Kühlmittelpfad bilden,
- mit einem ersten Funktionsbereich (8) und einem zweiten Funktionsbereich (9).
Erfindungswesentlich ist dabei,
- dass die Durchgangsöffnungen (6) des Rohrbodens (7) für den ersten Funktionsbereich (8) und den zweiten Funktionsbereich (9) in einem gemeinsamen Rohrboden (7) auf gleicher Ebene oder auf unterschiedlicher Ebene liegen,
- dass der ersten Funktionsbereich (8) erste Flachrohre (5a) mit einer Länge L1 aufweist,
- dass der zweiten Funktionsbereich (9) zweite Flachrohre (5b) mit einer Länge L2 aufweist,
- dass die Länge L1 ungleich der Länge L2 ist.
Hierdurch kann eine einfache und prozesssichere Fertigung eines leistungsoptimierten Wärmeübertragers (1) erreicht werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmeübertragerblock mit Flachrohren, die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen eines Rohrbodens aufgenommen sind und einen Kühlpfad bilden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Wärmeübertrager.
- Gattungsgemäße Wärmeübertrager, in welchen zudem ein erster Funktionsbereich und ein zweiter Funktionsbereich vorgesehen sind, sind hinlänglich bekannt und in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit Brennkraftmaschinen, aber auch zunehmend in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, verbaut. Derartige Wärmeübertrager besitzen dabei eine Vielzahl an Flachrohren, zwischen denen Wärmeübertragerelemente, wie beispielsweise Wellrippen, angeordnet und die mit den Wärmeübertragerelementen alternierend aufeinander gestapelt sind. Ein auf diese Weise gebildeter Stapel ist dabei beidseitig durch Seitenteile geschlossen, die zusammen mit den Flachrohren jeweils längsendseitig an bzw. in einem zugehörigen Rohrboden bzw. darin angeordneten Durchzügen, festgelegt sind. Die das Kühlmittel kühlende Luft strömt dabei orthogonal zwischen den einzelnen Flachrohren hindurch.
- Für unterschiedliche Funktionsbereiche, beispielsweise für Hochtemperaturbereiche bzw. Niedertemperaturbereiche, werden zur Erreichung einer optimalen Wärmeübertragerleistung unterschiedliche Flachrohre benötigt, die die jeweiligen thermodynamischen Anforderungen optimal erfüllen können. Hierunter fallen insbesondere unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten sowie Reynolds-Zahlen für die Hochtemperatur-/Niedertemperatur-Bereiche. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern wird üblicherweise ein einziger Flachrohrtyp verwendet, um eine Verwechslung beim Einbau im Hochtemperaturbereich bzw. Niedertemperaturbereich zuverlässig ausschließen zu können. Durch die Festlegung auf lediglich einen Flachrohrtyp muss jedoch immer ein die Leistung reduzierender Kompromiss der Auslegung zwischen den unterschiedlichen Funktionsbereichen eingegangen werden.
- Selbstverständlich könnten auch unterschiedliche und dem jeweiligen Funktionsbereich angepasste Flachrohre eingesetzt werden, wobei diese Flachrohre jedoch ein signifikantes Unterscheidungsmerkmal aufweisen müssten, um eine gewünschte Prozesssicherheit in der Herstellung gewährleisten und eine Verwechslung beim Einbau zuverlässig ausschließen zu können. Sollen unterschiedliche Flachrohrtypen beispielsweise optisch erkannt werden, erfordert dies vergleichsweise teure Kameras und ist zudem nicht unbedingt prozesssicher darstellbar.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine einfache, prozesssichere Herstellung eines hinsichtlich seiner Leistung optimierten Wärmeübertragers ermöglichen.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für einen Wärmeübertrager mit einem Wärmeübertragerblock, in welchem sowohl ein erster Funktionsbereich, beispielsweise ein Niedertemperaturbereich, als auch ein zweiter Funktionsbereich, beispielswiese ein Hochtemperaturbereich, vorhanden ist, für die beiden Kühler unterschiedliche Flachrohre zu verwenden und dadurch optimal an die jeweiligen Anforderungen anzupassen, wobei der Unterschied der beiden Flachrohrtypen in der jeweiligen Länge begründet liegt, welche vergleichsweise einfach, das heißt insbesondere ohne aufwändige optische Erfassungseinrichtungen, erfassbar ist. Hierdurch lässt sich die Herstellung sowie die Überwachung des Herstellungsprozesses vergleichsweise einfach gestalten. Der erfindungsgemäß Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug besitzt dabei den zuvor erwähnten Wärmeübertragerblock mit Flachrohren, die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen eines Rohrbodens aufgenommen sind und einen Kühlmittelpfad bilden. Der Wärmeübertrager besitzt einen zweiten Funktionsbereich und einen ersten Funktionsbereich. Die Durchgangsöffnungen des Rohrbodens für den ersten Funktionsbereich und den zweiten Funktionsbereich können in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei die einzelnen Durchgangsöffnungen, üblicherweise als Durchzüge gestaltet, in einer Reihe oder in zumindest zwei parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordnet sein können. Der erste Funktionsbereich weist dabei erste Flachrohre mit einer Länge L1 auf, während der zweite Funktionsbereich zweite Flachrohre mit einer Länge L2 aufweist. Die Länge L1 ist dabei ungleich der Länge L2, wodurch eine vergleichsweise einfache Unterscheidung der beiden Flachrohre möglich ist. In einem Fertigungsprozess zur Herstellung des Wärmeübertragerblocks kann die jeweilige Länge L des jeweiligen Flachrohrtyps einfach abgefragt und dadurch die richtige Zuordnung der Flachrohre überprüft werden, bevor diese der Wärmeübertragerblockfertigung zugeführt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sowohl im zweiten Funktionsbereich als auch im ersten Funktionsbereich die jeweils gewünschten Flachrohre verbaut werden. Von besonderem Vorteil darüber hinaus ist, dass eine teure und unter Umständen auch unzuverlässige optische Erkennung entbehrlich ist, da eine vergleichsweise einfache Abfrage über Anschläge bzw. Abstände und/oder eine Positionsabfrage möglich ist. Unterschiedliche Rohrlängen können dabei beispielsweise über Anschläge, Schablonen, etc. oder Positionsabfragen in der Kühlerherstellung erkannt werden, bzw. bei falschen Rohrlängen direkt zu Kollision mit den Schablonen, etc. führen.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weisen die ersten Flachrohre Turbulenzelemente, insbesondere in der Art von Winglets oder Einprägungen, auf. Über derartige Turbulenzelemente kann eine turbulente Strömung von Kühlmittel in den ersten Flachrohren erzeugt und damit ein Wärmeübertrag verbessert werden, wodurch die Wärmeübertragungsleistung verbessert werden kann.
- Zweckmäßig ist die Länge L1 größer als die Länge L2, insbesondere um mindestens 1 mm, vorzugsweise um 3 bis 10 mm. Hierdurch kann erreicht werden, das die ersten Flachrohre im ersten Funktionsbereich eine größere Länge L aufweisen, was strömungstechnisch günstig ist, da dort niedrige Strömungsgeschwindigkeiten herrschen.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weisen die zweiten Flachrohre glatte Wandungen auf. Die zweiten Flachrohre, welche üblicherweise im Hochtemperaturbereich bzw. zweiten Funktionsbereich des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers eingesetzt werden, besitzen vorzugsweise glatte Wandungen, was sich ebenfalls strömungstechnisch günstig auswirkt, da in den zweiten Flachrohren höhere Strömungsgeschwindigkeiten auftreten. Durch die glatten Wandungen kann der Strömungswiderstand verringert und dadurch ein Druckverlust reduziert werden.
- Zweckmäßig weist der Rohrboden eine einzige Reihe mit Flachrohren auf, wobei in einem ersten Funktionsbereich erste Flachrohre und in einem zweiten Funktionsbereich zweite Flachrohre angeordnet sind. Zwischen den ersten Flachrohren des ersten Funktionsbereichs und den zweiten Flachrohren des zweiten Funktionsbereichs ist dabei selbstverständlich in einem fluiddicht mit dem Rohrboden verbundenen Sammler eine Trennwand eingesetzt, der die beiden Funktionsbereiche, beispielsweise Temperaturbereiche, voneinander trennt. Je nach geforderter Wärmeübertragerleistung können dabei der erste und der zweite Funktionsbereich unterschiedlich oder gleich groß sein, das heißt eine unterschiedliche Anzahl an Flachrohren oder eine gleiche Anzahl an Flachrohren aufweisen.
- Alternativ hierzu ist denkbar, dass der Rohrboden eine erste Reihe mit ersten Flachrohren und eine parallel dazu angeordnete zweite Reihe mit zweiten Flachrohren aufweist, wobei die erste Reihe erste Flachrohre des ersten Funktionsbereichs und die zweite Reihe zweite Flachrohre des zweiten Funktionsbereichs aufweist. In diesem Fall wäre der zweiten Funktionsbereich in Bezug auf einen den Wärmeübertragerblock durchströmenden Luftstrom stromauf oder stromab des ersten Funktionsbereichs angeordnet, während bei lediglich einer einzigen Reihe an ersten und zweiten Flachrohren eine parallele Durchströmung des ersten und zweiten Funktionsbereichs erfolgen würde.
- Zweckmäßig sind die Flachrohre als Falzrohre (ggf. auch Schweißrohre) mit zumindest zwei Kammern ausgebildet. Derartige Falzrohre lassen sich vergleichsweise einfach und zudem qualitativ hochwertig herstellen und können je nach verwendetem Blech unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Dabei kann rein theoretisch auch ein gleicher Typ Flachrohre sowohl für die ersten Flachrohre als auch für die zweiten Flachrohre eingesetzt werden, wobei die ersten Flachrohre nur etwas länger sind als die zweiten Flachrohre. Zusätzlich können in diese Art von Flachrohren oder generell in erste Flachrohre auch noch Turbulenzelemente eingebracht, beispielsweise eingeprägt werden. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch denkbar, dass die ersten und/oder zweiten Flachrohre als Strangpressprofile, insbesondere als Aluminium-Strangpressprofile, ausgebildet sind.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind Überstände der Flachrohre des ersten Funktionsbereichs an beiden gegenüberliegenden Rohrböden gleich oder unterschiedlich groß. So ist beispielsweise denkbar, dass die ersten Flachrohre des ersten Funktionsbereichs in Durchzugsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen der beiden gegenüberliegenden Rohrböden jeweils gleich tief eingesteckt sind, wobei in diesem Fall benachbart angeordnete zweite Flachrohre des zweiten Funktionsbereichs geringere Überstände aufweisen und dadurch eine Kontrolle ebenfalls leicht möglich ist. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch denkbar, dass erste Flachrohre und zweite Flachrohre an einem ersten Rohrboden gleich tief eingesteckt und am gegenüberliegende zweiten Rohrboden die ersten Flachrohre deutlich tiefer in die zugehörigen Durchgangsöffnungen bzw. Durchzüge des zweiten Rohrbodens eingesteckt sind, wodurch eine einfache optische Kontrolle an nur einem Rohrboden ebenfalls möglich ist.
- Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, aber auch Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge oder Brennstoffzellenfahrzeuge, mit zumindest einem solchen Wärmeübertrager auszustatten und dadurch die vergleichsweise einfache Fertigung und die verbundene höhere Leistung des Wärmeübertragers sowie die damit verbundenen Vorteile auf derartige Kraftfahrzeuge zu übertragen. Dabei sind aber auch unterschiedliche Funktionsbereiche, wie beispielsweise unterschiedliche Kreisläufe, Kühlung einer Brennkraftmaschine, einer Batterie, einer Elektronik oder einer Brennstoffzelle, denkbar.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
- Dabei zeigen, jeweils schematisch,
-
1 einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager, -
2 eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager im Bereich eines Rohrbodens, -
3 eine Ansicht auf eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers im Bereich eines Rohrbodens, -
4 eine Darstellung wie in3 , jedoch bei einer anderen Ausführungsform mit zwei parallel zueinander angeordneten Flachrohrreihen, -
5 eine Schnittdarstellung durch den Wärmeübertrager gemäß der4 , -
6 ,7 mögliche Ausführungsformen von ersten Flachrohren, -
8 eine mögliche Ausführungsform eines zweiten Flachrohres. - Entsprechend den
1 bis5 , weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager1 für eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine2 eines Kraftfahrzeugs3 einen Wärmeübertragerblock4 mit Flachrohren5 auf, die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen6 (vergleiche insbesondere die2 bis5 ) eines Rohrbodens7 aufgenommen sind und einen Kühlmittelpfad bilden. Der Wärmeübertrager1 besitzt dabei einen ersten Funktionsbereich8 sowie einen zweiten Funktionsbereich9 . Dabei liegen nun die Durchgangsöffnungen8 des Rohrbodens7 , wobei je Wärmeübertrager1 selbstverständlich immer zwei Rohrböden7 an gegenüberliegenden Längsendseiten der Flachrohre5 vorgesehen sind, für den ersten Funktionsbereich8 und den zweiten Funktionsbereich9 vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, wobei der erste Funktionsbereich8 erste Flachrohre5a mit einer Länge L1 aufweist, während der zweite Funktionsbereich9 zweite Flachrohre5b mit einer Länge L2 aufweist und wobei die beiden Längen L1 und L2 unterschiedlich groß sind, wobei im gezeigten Fall die Länge L1 stets größer ist als die Länge L2. Hierdurch ist es möglich, allein aufgrund der unterschiedlichen Längen L1 und L2 eine einfache und zudem äußerst prozesssichere Zuordnung der einzelnen Flachrohre5a ,5b zum jeweiligen Kühler, nämlich dem ersten Funktionsbereich8 , beispielsweise einem Niedertemperaturkühler, und dem zweiten Funktionsbereich9 , beispielsweise einem Hochtemperaturkühler, zu erreichen, ohne dass aufwändige und damit auch teure optische Erfassungseinrichtungen, wie beispielsweise Kameras, erforderlich wären. Die Abfrage der Längen L der jeweiligen Flachrohre5a ,5b ,5 kann dabei beispielsweise einfach über einen Anschlag bzw. über Abstände und/oder Schablonen möglich sein. - Selbstverständlich können dabei im ersten Funktionsbereich
8 auch ein erster Niedertemperaturkühler und im zweiten Funktionsbereich9 ein zweiter Niedertemperaturkühler oder generell in den beiden Funktionsbereichen8 ,9 Kühler mit nur wenigen Grad Unterschied angeordnet werden. - Vorzugsweise ist die Länge L1 größer als die Länge L2, beispielsweise um mindestens 1 mm, vorzugsweise sogar um 3-10 mm, wodurch eine vergleichsweise einfache und prozesssichere Zuordnung zum jeweiligen Funktionsbereich
8 ,9 möglich ist. - Betrachtet man den Rohrboden
7 des Wärmeübertragers1 gemäß den2 und3 , so kann man erkennen, dass dort lediglich eine einzige Reihe mit Flachrohren5 ,5a ,5b vorgesehen ist, wobei im ersten Funktionsbereich8 erste Flachrohre5a und im zweiten Funktionsbereich9 zweite Flachrohre5b angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Flachrohren5a und5b muss demzufolge eine Trennwand14 vorhanden sein, die einen Sammler10 unterteilt. In diesem Fall ist der ersten Funktionsbereich8 in Strömungsrichtung der den Wärmeübertragerblock4 durchströmenden Luft11 parallel zum zweiten Funktionsbereich9 angeordnet, so dass die beiden Funktionsbereiche/Kühler8 ,9 zeitgleich durchströmt werden. - Eine andere Ausführungsform zeigt die
4 , bei welcher der Rohrboden7 eine erste Reihe12 mit ersten Flachrohren5a und eine parallel dazu angeordnete zweite Reihe13 mit zweiten Flachrohren5b aufweist, wobei die erste Reihe12 Flachrohre5a des ersten Funktionsbereichs8 und die zweite Reihe13 zweite Flachrohre5b des zweiten Funktionsbereichs9 aufweist. In Durchströmungsrichtung der den Wärmeübertragerblock4 durchströmenden Luft11 sind dabei die beiden Reihen12 ,13 nacheinander angeordnet, so dass ein nacheinander durchströmen der beiden Reihen12 ,13 erfolgt. - Betrachtet man die Darstellungen gemäß den
2 und5 , so kann man erkennen, dass die ersten Flachrohre5a einen größeren Überstand a1 aufweisen, als die zweiten Flachrohre5b , deren Überstand mit a2 bezeichnet ist. Die ersten Flachrohre5 sind somit in die Durchgangsöffnungen des Rohrbodens7 deutlich tiefer eingesteckt. Die Überstände a1 der ersten Flachrohre5a des ersten Funktionsbereichs8 können dabei an beiden gegenüberliegenden Rohrböden7 gleich groß sein, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass diese am einen Rohrboden7 einen geringeren Überstand a1 aufweisen als am gegenüberliegenden Rohrboden7 . Analog verhält es sich auch mit den Überständen a2 der zweiten Flachrohre7 im Bereich des zweiten Funktionsbereichs9 . - Ebenfalls denkbar ist, dass die beiden Flachrohre
5a und5b an dem einen Rohrboden7 einen gleichen Überstand a1 = a2 aufweisen, wobei an dem gegenüberliegenden Rohrboden7 dann der Überstand a1 der ersten Flachrohre5a deutlich größer ist als der Überstand a2 der zweiten Flachrohre5b . - Gemäß den
6 bis8 sind mögliche Ausführungsformen für erste Flachrohre5a (vergleiche6 und7 ) und zweite Flachrohre5b (vergleiche8 ) dargestellt. Die ersten Flachrohre5a besitzen dabei eine größere Länge L1 als die Länge L2 der zweiten Flachrohre5b , wobei die ersten Flachrohre5a gemäß den6 und7 zudem Turbulenzelemente15 , insbesondere in der Art von Winglets oder Einprägungen, aufweisen können. Durch derartige Turbulenzelemente15 kann eine turbulente Strömung von Kühlmittel innerhalb der Flachrohre5a erreicht und damit der Wärmeübertrag verbessert werden. Das gemäß der8 dargestellte zweite Flachrohr5b ist als glattes Flachrohr5b ausgebildet, das heißt es besitzt eine glatte Wandung16 . Generell können beide Flachrohre5 ,5a ,5b als sogenannte Falzrohre ausgebildet sein und zumindest zwei Kammern17 aufweisen. Ein derartig hergestelltes Flachrohr5 ,5a ,5b zeichnet sich beispielsweise auch durch eine dünne Wandstärke und damit einen hohen Wärmeübertrag aus. Je nach Druck innerhalb des Flachrohrs5 ,5a ,5b können für das erste Flachrohr5a und das zweite Flachrohr5b auch unterschiedliche Wanddicken vorgesehen werden, sofern dies gewünscht ist. - Alles in allem kann mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager
1 eine einfache und zudem prozesssichere Herstellung desselben erreicht werden, wobei für einen zweiten Funktionsbereich9 und einen ersten Funktionsbereich8 unterschiedliche Flachrohre5b ,5a eingesetzt werden können und diese aufgrund ihrer unterschiedlichen Längen L2 und L1 einfach auseinander gehalten werden können. Insbesondere kann auf eine aufwändige und teure optische Erfassungseinrichtung verzichtet werden. - Generell ist es dabei selbstverständlich möglich, den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager
1 in unterschiedlichen Anwendungen, insbesondere in E-Fahrzeugen, Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeuge einzusetzen. Dabei sind aber auch unterschiedliche Funktionsbereiche8 ,9 , wie beispielsweise unterschiedliche Kreisläufe, Kühlung einer Brennkraftmaschine, einer Batterie, einer Elektronik oder einer Brennstoffzelle, denkbar. Bei einer Brennkraftmaschine ist zudem ein zweiter Funktionsbereich9 für den klassischen Kühlkreislauf und ein erster Funktionsbereich8 für einen Ladeluft-/Abgaskühler denkbar.
Claims (10)
- Wärmeübertrager (1) für ein Kraftfahrzeug (3), - mit einem Wärmeübertragerblock (4) mit Flachrohren (5,5a,5b), die jeweils längsendseitig in zugehörigen Durchgangsöffnungen (6) eines Rohrbodens (7) aufgenommen sind und einen Kühlmittelpfad bilden, - mit einem ersten Funktionsbereich (8) und einem zweiten Funktionsbereich (9), dadurch gekennzeichnet, - dass die Durchgangsöffnungen (6) für den ersten Funktionsbereich (8) und den zweiten Funktionsbereich (9) in einem gemeinsamen Rohrboden (7) auf gleicher Ebene oder auf unterschiedlicher Ebene liegen, - dass der ersten Funktionsbereich (8) erste Flachrohre (5a) mit einer Länge L1 aufweist, - dass der zweiten Funktionsbereich (9) zweite Flachrohre (5b) mit einer Länge L2 aufweist, - dass die Länge L1 ungleich der Länge L2 ist.
- Wärmeübertrager nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Flachrohre (5a) Turbulenzelemente (15), insbesondere in der Art von Winglets oder Einprägungen, aufweisen. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass L1 > L2 ist, insbesondere um mindestens 1 mm, vorzugsweise um 3 bis 10 mm. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites Flachrohr (5b) eine glatte Wandung (16) aufweist. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrboden (7) eine einzige Reihe mit Flachrohren (5,5a, 5b) aufweist, wobei in einem ersten Bereich erste Flachrohre (5a) des ersten Funktionsbereichs (8) und in einem zweiten Bereich zweite Flachrohre (5b) des zweiten Funktionsbereichs (9) angeordnet sind. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrboden (7) eine erste Reihe (12) mit ersten Flachrohren (5a) und eine parallel dazu angeordnete zweite Reihe (13) mit zweiten Flachrohren (5b) aufweist. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre (5,5a, 5b) als Falzrohre mit zumindest zwei Kammern (17) ausgebildet sind. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, - dass Überstände (a1) der ersten Flachrohre (5a) des ersten Funktionsbereichs (8) an beiden gegenüberliegenden Rohrböden (7) gleich oder unterschiedlich groß sind, und/oder - dass Überstände (a2) der zweiten Flachrohre (5b) des zweiten Funktionsbereichs (9) an beiden gegenüberliegenden Rohrböden (7) gleich oder unterschiedlich groß sind. - Wärmeübertrager nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Funktionsbereich (8) als Niedertemperaturkühler und der zweite Funktionsbereich (9) als Hochtemperaturkühler ausgebildet sind. - Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (2) oder ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit zumindest einem Wärmeübertrager (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis9 .
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5168925A (en) * | 1990-11-30 | 1992-12-08 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger |
DE4327213A1 (de) * | 1993-08-13 | 1995-02-16 | Ruecker Gmbh | Rekuperativer Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge |
DE10313234A1 (de) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn | Heizungswärmeübertrager |
DE102004041101A1 (de) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Behr Gmbh & Co. Kg | Flachrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung eines Flachrohres |
US20090178435A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Calsonic Kansei Corporation | Condenser for use in vehicle |
US20090229800A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Mohinder Singh Bhatti | High performance three-fluid vehicle heater |
-
2019
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5168925A (en) * | 1990-11-30 | 1992-12-08 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger |
DE4327213A1 (de) * | 1993-08-13 | 1995-02-16 | Ruecker Gmbh | Rekuperativer Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge |
DE10313234A1 (de) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn | Heizungswärmeübertrager |
DE102004041101A1 (de) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Behr Gmbh & Co. Kg | Flachrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung eines Flachrohres |
US20090178435A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Calsonic Kansei Corporation | Condenser for use in vehicle |
US20090229800A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Mohinder Singh Bhatti | High performance three-fluid vehicle heater |
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