DE4313567C1 - Wärmetauscher für die unabhängige Beheizung der Fahrer- und Beifahrerseite eines Fahrgastraumes von Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für die unabhängige Beheizung der Fahrer- und Beifahrerseite eines Fahrgastraumes von Personenkraftwagen mit zwei voneinander getrennten Rippen­ rohrblöcken, die jeweils mehrere parallele und etwa senkrecht ausgerichtete Rohre aufweisen, die endseitig in einen oberen und unteren Sammler münden.

Bei solchen Wärmetauschern, wie sie z. B. der DE 35 04 129 A1, der DE 35 33 196 C2, der DE 33 17 982 C1 und der DE 39 27 955 A1 als bekannt entnehmbar sind, ist es gebräuchlich, im oberen Sammler bzw. von diesem aus Kanäle zu führen, um vorbestimmte Bereiche des Wärmetauschers gezielt beaufschlagen zu können. Bei der DE 35 04 129 A1 verläuft der Kanal innerhalb des oberen Sammlers und endet im Bereich der außenliegenden Rohre, so daß ein interner Vorlauf zum unteren Sammler erfolgt, der somit als Umlenkwasserkasten fungiert. Diese Führung des Wärmeträgers bringt bei den Wärmeträgerstrom automatisch regelnden Heiz- oder Klimaanlagen in Hinblick auf die übliche Anordnung mit seitlich unten liegenden Auslässen zum Fußraum hinsichtlich der ange­ strebten Temperaturschichtung gewisse Vorteile, kann aber dann noch nicht voll befriedigen, wenn die eingestellte Innenraumtem­ peratur erreicht ist und zur Aufrechterhaltung dieser Temperatur die den Wärmeträgerstrom regulierenden Taktventile nur noch kurz öffnen. Bei dieser Betriebsweise kann es vorkommen, daß die getaktet einströmende Wassermenge nicht ausreicht, um die gesamte Wassersäule in den Vorlaufrohren zu verdrängen, was dazu führt, daß in nicht gewünschter Weise relativ kühle Luft in den Fußraum ausströmt. Weiterhin muß mit relativ aufwendigen Dichtungsmaßnahmen verhindert werden, daß der aus dem Kanal aus­ tretende Wärmeträger nicht unter Herbeiführung einer Kurzschluß­ wirkung direkt dem Rücklauf zuströmt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher hinsichtlich seiner Beaufschlagung mit kleinen Wärmeträgerströmen unter Ein­ satz baulich einfacher Mittel so zu gestalten, daß bezüglich der Plazierung der Abgänge der zu den Luftauslässen führenden Kanäle ein großer Spielraum zur Verfügung steht und gleichzeitig si­ chergestellt ist, daß die gewünschte Temperatur im Hinblick auf warmen Fußraum und kühlen Kopfraum in allen Betriebsbereichen beibehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch den in den unteren Sammler eintretenden Wärmeträgerstrom ist selbst bei nur kleinen nachfließenden Men­ gen sichergestellt, daß die angestrebte geschichtete Lufttempe­ ratur erreicht wird. Der zum Fußraum geführte Luftabgang wird zweckmäßigerweise jeweils etwa auf die Höhe der Auslässe und in Luftströmungsrichtung durch den Wärmetauscher gesehen hinter die Auslässe gelegt, wobei je nach den räumlichen Gegebenheiten Aus­ lässe und Luftabgänge mehr zur Mitte oder zum Rand des Wärme­ tauschers gerückt werden können. Bei kleinen Wärmeträgermengen tritt der Wärmeträger lediglich in die den Auslässen benachbar­ ten Rohre über, wobei je nach der Plazierung des Einlasses in den dem oberen Sammler zugeordneten Kanal wegen der gegebenen Strömungsverhältnisse bestimmte Rohre bevorzugt durchströmt wer­ den. Auf diese Weise wird ein Anteil nicht zu stark abgekühlten Wärmeträgers in Richtung des oberen Sammlers transportiert, so daß die Temperaturschichtung sich in vertretbaren Grenzen be­ wegt.

Ein einfacher Aufbau wird erreicht, wenn jeder Kanal am zugeord­ neten, aus Kunststoff bestehenden Sammler angeformt ist und seine beiden Enden durch einen Stopfen verschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht eines Wärmetauschers mit einem im unteren Sammler mündenden Einlaß und zwei vom oberen Sammler wegführenden Auslässen,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 mit nur teilweise wiedergegebenem Rohrboden,

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1 mit nur teil­ weise dargestelltem Rohrboden.

Ein aus Fig. 1 ersichtlicher, stehend angeordneter Wärmetauscher 1 mit zwei nicht näher dargestellten, nebeneinanderliegenden Heizzonen, dient der unabhängigen Beheizung der Fahrer- und Bei­ fahrerseite eines Fahrgastraumes eines Personenkraftwagens. Wie durch Pfeile angedeutet, ist eine Vorlaufleitung 2 zu einem un­ teren Sammler 3 geführt, während zwei Rücklaufleitungen 4 und 5 von einem oberen Sammler 6 wegführen. Zwischen dem unteren Samm­ ler 3 und dem oberen Sammler 6 erstrecken sich in nicht näher dargestellter, jedoch bekannter Weise luftbeaufschlagte, mit Rippen versehene Rohre 7 (Fig. 2 bis 5) und die erwärmte Luft strömt in einen Luftverteilraum 8 ab, wie er in Fig. 2 lokal an­ gedeutet ist. Neben anderen, nicht gezeigten Kanälen und Abgän­ gen ist der Luftverteilraum 8 mit zum Fußraum des Fahrgastraumes führenden Kanälen 9 versehen, von denen in Fig. 2 nur einer an­ gedeutet ist.

Wie Fig. 2 darüber hinaus zeigt, ist an den unteren, aus Kunst­ stoff bestehenden Sammler 3 ein Kanal 10 angeformt, an dem mit­ tig die Vorlaufleitung 2 angeschlossen ist. In vorbestimmten Be­ reichen und dabei etwa gegenüberliegend der luftführenden Kanäle 9 zum Fußraum ist der Kanal 10 mit Auslässen 11 versehen, durch die während der Öffnungszeit von nicht dargestellten, in den Rücklaufleitungen 4 und 5 angeordneten Taktventilen, Wärmeträger wie durch Pfeile angedeutet in den Sammler 3 eintritt. Um den Anformvorgang des Kanales 10 fertigungstechnisch zu erleichtern, sind die Enden 12 des Kanales 10 zunächst offen und werden nach­ träglich durch Stopfen 13 verschlossen.

Die in den unteren Sammler 3 periodisch gelangende geringe Wär­ meträgermenge tritt nur in die den Auslässen 11 nächstliegenden, von einem Rohrboden 14 aufgenommenen Rohre 7 über und strömt in diesen nach oben in den oberen Sammler 6, der gemäß Fig. 5 durch eine Querwand 15 unterteilt ist. Wie im unteren Sammler 3 ist auch im oberen Sammler 6 ein Kanal 16 angeformt, der an seinen Enden 17 durch Stopfen 18 verschlossen wird und der etwa senk­ recht oberhalb der unteren Auslässe 11 Einlässe 19 aufweist, wo­ bei durch eine mittig angeordnete Trennwand 20 jedem Einlaß 19 eine Kanalhälfte 21 zugeordnet ist. Durch diese hermetische Un­ terteilung des oberen Sammlers 6 werden zwei Heizzonen geschaf­ fen, die individuell beaufschlagbar sind. Entsprechend dem sich jeweils öffnenden Taktventil strömt Wärmeträger in den jeweils zugeordneten Abschnitt des oberen Sammlers 6 nach, tritt durch den naheliegenden Einlaß 19 in die entsprechende Kanalhälfte 21 ein und strömt über die Rücklaufleitung 4 bzw. 5 ab, wodurch die bereits erwähnten Vorteile erreicht werden. Bei höherem Wärmebe­ darf strömt mehr Wärmeträger in den unteren Sammler 3, wobei mit immer größer werdendem Wärmeträgernachschub immer mehr Rohre 7 durchflossen werden. Im Zustand voller Heizleistung, z. B. wäh­ rend der Aufheizphase, werden dann alle Rohre 7 beaufschlagt.

Claims (2)

1. Wärmetauscher (1) für die unabhängige Beheizung der Fahrer- und Beifahrerseite eines Fahrgastraumes von Personenkraftwagen mit zwei voneinander getrennten Rippenrohrblöcken, die jeweils mehrere parallele und etwa senkrecht ausgerichtete Rohre aufweisen, die endseitig in einen oberen (6) und einen unteren Sammler (3) münden, wobei im oberen mittig geteilten Sammler (6) ein innen liegender Kanal (16) angeordnet ist, der durch eine Trennwand (20) mittig in zwei Kanalhälften (21) unterteilt ist, von denen jede an eine Rücklaufleitung (4, 5) angeschlossen ist und der Kanal (16) an vorbestimmten Stellen zwei Einlässe (19) aufweist, die etwa senkrecht über den jeweils zugeordneten Auslässen (11) eines im unteren Sammler (3) angeordneten Kanals (10), der an eine Vorlaufleitung (2) angeschlossen ist und zwei Auslässe (11) im Bereich vorbestimmter Rohre aufweist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (10, 16) am zugeordneten, aus Kunststoff beste­ henden Sammler (3, 6) angeformt ist und seine beiden Enden (12, 17) durch einen Stopfen (13, 18) verschlossen sind.