EP1597529B1 - Flachrohr mit umkehrbogenabschnitt und damit aufgebauter w r me bertrager - Google Patents

Flachrohr mit umkehrbogenabschnitt und damit aufgebauter w r me bertrager Download PDF

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EP1597529B1
EP1597529B1 EP04710027A EP04710027A EP1597529B1 EP 1597529 B1 EP1597529 B1 EP 1597529B1 EP 04710027 A EP04710027 A EP 04710027A EP 04710027 A EP04710027 A EP 04710027A EP 1597529 B1 EP1597529 B1 EP 1597529B1
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EP
European Patent Office
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flat
heat exchanger
flat pipe
pipe
tube
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EP04710027A
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English (en)
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Walter Demuth
Wolfgang Geiger
Martin Kotsch
Michael Kranich
Karl-Heinz Staffa
Christoph Walter
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0073Gas coolers

Definitions

  • the invention relates to a flat tube heat exchanger according to the preamble of claim 1.
  • a flat tube of a generic heat exchanger with a reverse arc section and such a heat exchanger with a built-up of this flat tube tube block are in the published patent application DE 198 30 863 A1 described.
  • the flat tube is bent in such a way that its two adjoining, planar tube sections extend in the longitudinal direction with opposite throughflow directions and with longitudinal axes offset at least in the transverse direction.
  • the publication EP 0 659 500 A1 also describes a flat tube with reverse arc section and a heat exchanger with a constructed from this flat tube type pipe block.
  • a rectilinear flat-tube blank is first bent out of the flat tube plane in a U-shape until the flat-tube limbs run parallel to one another, after which the latter are twisted by 90 [deg.] Relative to the U-arc region.
  • the resulting flat tube has thus two lying in a plane, planar pipe sections whose mouth ends lie on the same, the reverse arc section opposite side.
  • the JP-4-187990 discloses a heat exchanger in which the tubes are angled in the middle.
  • the object of the invention is to provide a flat tube with a Um Spotifybogenabites, which can be relatively easily produced and is suitable for building very pressure-stable heat exchanger with little space, and to provide a constructed of such flat tubes heat exchanger.
  • the main idea of the invention is to form an inverted arc section such that a main bending axis parallel to the Flat tube level and extends at a predetermined angle to Rohrlijnserstrekkung, the flat tube level is determined by the length and width of the flat tube.
  • the predefinable angle is 90 °, ie the main bending axis then runs perpendicular to the tube longitudinal extent.
  • the flat tube according to the invention is displaced parallel to the tube extension by a distance s during the forming in the region of the reversal arc section in the flat tube plane, wherein the path s is composed of a flat tube width b and a desired distance d between the flat tube sections after the forming.
  • an angle ⁇ with which the flat tube sections merge into the reverse curve section is freely selectable during the deformation of the flat tubes and in an advantageous embodiment of the invention is in the range of 13 ° ⁇ ⁇ 67 °.
  • the angle ⁇ and / or the path s is achieved by at least one bending operation about at least one bending axis (B), which runs perpendicular to the flat tube plane.
  • the displacement of the flat tube is achieved by two bending operations around two bending axes, which are performed before or after the main bending process about the first bending axis, wherein the first bending axis extends in the middle of the offset region, wherein the offset region approximately twice as long as the reverse arc section.
  • the two planar tube sections adjoining the reverse curve section are arranged lying perpendicularly to the stacking direction z after the forming process in mutually laterally offset parallel planes, preferably with a spacing d in the transverse direction y between 0.2 mm and 20 mm.
  • the tube block depth per reversal arc section increases by the flat tube width plus the said transverse spacing d of the planar tube sections. Due to the transverse spacing, corresponding gaps are formed between the flat tube sections in a tube block constructed with such flat tubes, which facilitates the separation of condensed water, e.g. in the application of the tube block in an evaporator of a motor vehicle air conditioner.
  • the reverse arc section is reshaped such that the two tube sections lie next to one another and parallel to the distance d in a common plane. This can be done by a symmetrical or asymmetrical deformation of the reverse arc section.
  • a serpentine tube block can be realized, the depth of which depends on the number of first reverse arc sections formed one behind the other.
  • first and second Umlopebogenabitesen in which the direction of the offset is also carried out opposite, can be, for example, a tube block serpentine construction with a depth of double the flat tube width plus the said distance d between the planar pipe sections realize in which a Temperiermedium, for example, a refrigerant or a coolant, first flows through the flat pipe sections, which lie in a common plane, and then flows through the flat pipe sections, which lie in the stacking direction or against the stacking direction in the next common plane.
  • a Temperiermedium for example, a refrigerant or a coolant
  • third reverse bend section - for example in the stacking direction and subsequently a first reverse bend section is formed which has a number of second reverse bend sections connect.
  • a second reverse bend section can also be arranged instead of the first reverse bend section.
  • the main bending process is performed around the main bending axis at a predetermined angle to the pipe extension, wherein the predetermined angle substantially corresponds to the angle ⁇ , with which the flat pipe sections pass into the reverse bend portion.
  • the two flat tube sections lie in two mutually parallel planes, wherein the two flat tube sections enclose an angle with a value of 2 ⁇ .
  • the two pipe legs are each transformed with a further bending operation about a bending axis which is perpendicular to the flat tube plane, so that they each transition at the angle ⁇ in the Umledgebogenabites.
  • the procedure described provides in another way the required offset of the flat tube already described.
  • the reverse arc section can be realized by relatively simple tube bending operations.
  • the flat tube can be bent once or several times in this way, with its depth dimension, i. its extension in the transverse direction as defined above increases with each bend when the lateral offset always occurs in the same direction.
  • transverse or depth direction usually represents that direction in which a medium to be cooled or heated is passed through outside of the flat tube surfaces by the heat exchanger.
  • additional heat-conducting fins are usually provided between the stacked pipe block sections in order to improve the heat transfer. Since, as I said, the pipe interspaces can be kept very tight, also correspondingly low heat-conducting corrugated fins can be used, which also improves the compactness and stability of a tube-finned block thus formed.
  • a plurality of flat tubes according to the invention are stacked in the stacking direction z to form a tube block.
  • the flat tubes open with one end in at least one laterally arranged in the stacking direction of the tube block collecting channel, wherein at least one of the two, via the reverse arc section interconnected pipe sections can form a serpentine winding in the stacking direction z, and wherein the two flat tube ends lie on the same or on opposite sides and at least one of the two tube ends can be twisted by an angle between 0 ° and 90 °.
  • the inventive design of the flat tubes with a 180 ° deflection in the flow direction it is possible to realize a smaller space for the heat exchanger such as a gas cooler or an evaporator, since tighter distances in the stacking direction and / or between the tubes can be realized.
  • a springing of the flat tube legs is almost avoided.
  • the heat exchangers constructed with the flat tubes according to the invention have a stiffer construction with narrower tolerances.
  • the refrigerant is conducted in a flat tube in a cross-countercurrent to the air.
  • the flat tube runs in the same plane as on the way back, but laterally offset by a distance s, so that the leading portion of the flat tube is spaced from the returning section by a distance d.
  • the two flat pipe sections lie in the same plane, which is determined by the longitudinal and width extension of the flat tubes in their straight sections.
  • the transformation is preferably carried out in three stages. In the first stage, the flat tube experiences a lateral offset from the extended state. The amount of offset s corresponds to the sum of flat tube width b and distance d.
  • a bend is made with a radius r about a main bending axis A parallel to the flat tube plane and perpendicular to the tube extension, where r is the inner radius of the bend.
  • the main bending axis A is approximately in the middle of the offset range.
  • the sections of the flat tube are then parallel to each other in different levels.
  • the reverse bend section is reshaped, that the flat pipe sections are again in a common plane.
  • the deformed reverse bend portion may either be completely below or above with respect to the common flat tube plane or be symmetrical with respect to this common plane.
  • any asymmetrical positions of the reverse bend section to the common plane are possible.
  • the transformation steps can also be reversed.
  • the flat tube according to the invention forms a serpentine flat tube by at least one of the two connected via a reverse arc section flat tube sections is bent in the stacking direction to a Rohrserpentine, ie it consists of stacking direction successive third Umledgebogenabroughen with the corresponding planar pipe sections.
  • the mouth ends lie on the same or on opposite sides, wherein at least one end, preferably both ends, are twisted in relation to the adjoining center region.
  • a heat exchanger is characterized by the use of one or more of the flat tubes according to the invention in the construction of a corresponding tube block, with the above-mentioned properties and advantages of such a tube block construction.
  • the heat exchanger is both in single-layer construction, in which the flat pipe sections between two Umscenebogenabêten or between a Umnovabogenabterrorism and a flat pipe end of a flat, straight pipe section, as well as Serpentine in executable, in which these flat pipe sections are bent into a coil.
  • the collecting ducts can then be formed by a respective collecting tank or collector pipe, which run along the respective pipe block side along the stacking direction, also referred to as Blockrochraum and serve the parallel supply or discharge of the guided through the pipe interior tempering to or from the individual flat tubes.
  • the flat tube ends all open on the same tube block side. Due to the design of the flat tubes while the two tube ends of each flat tube are offset from each other in the block depth direction, so that they can be assigned to two corresponding in the block depth direction adjacent collecting channels. Accordingly, supply and discharge of the tempering medium conducted through the tube interior takes place on the same heat exchanger side.
  • this type of heat exchanger with two adjacent collecting ducts on the same side of the tube block is provided to form these collecting ducts by two separate manifolds or manifolds, hereinafter referred to simply as collectors for the sake of simplicity, or to form a common manifold.
  • collectors for the sake of simplicity
  • the latter can be realized that an initially uniform collecting tube interior is divided with a longitudinal partition in the two collecting channels, or in that the manifold is made as an extruded tube profile with two separate, the collecting channels forming hollow chambers.
  • At least one of the two manifolds or at least one of the two hollow chambers of a longitudinally divided manifold divided by transverse partitions in several, in block vertical direction separate collection channels.
  • a groupwise serial flow through the flat tubes in the tube block is achieved by first feeding the tube block via a first collection channel of the transversely divided collection tube or the transverse split chamber supplied temperature control only in the there opening part of all flat tubes.
  • the collection channel, in which this part of the flat tubes opens with the other end of the tube then acts as a deflection channel, in which the temperature control medium is deflected by the flat tubes opening out there into a further part of all the flat tubes which also opens there with one end.
  • Number and position of the transverse partitions determine the division of the flat tubes in successively flowed through groups of parallel flowed flat tubes.
  • a flat tube produced according to the invention the arrangement of the flat tubes with respect to a flow of air remains unchanged despite the reversal arc section, d. H. one of the air-facing side of the flat tube is still after the reverse arc portion of the air and faces away from the air side of the flat tube is still facing away from the air even after the reverse arc section.
  • the flat tube 1 shown in a plan view in FIG. 1 is manufactured in one piece from a rectilinear multi-chamber profile using suitable bending processes. It comprises two planar, rectilinear pipe sections 2a, 2b, which are connected to one another via an inverted arc section 3 and have opposite directions of flow for a tempering medium passed through the plurality of parallel chambers in the interior of the flat tube 1, for example a coolant of a motor vehicle air conditioning system.
  • a tempering medium passed through the plurality of parallel chambers in the interior of the flat tube 1, for example a coolant of a motor vehicle air conditioning system.
  • One of the two possible flow paths is shown in FIG. 1 by corresponding flow arrows 4a, 4b.
  • the parallel to the flow directions 4a, 4b extending longitudinal axes 5a, 5b of the two plan, rectilinear pipe sections 2a, 2b define a longitudinal direction x and are offset from each other in a transverse direction y perpendicular thereto.
  • the two planar pipe sections 2 a, 2 b are arranged with a first reverse bend section 3 in a common xy plane, which is perpendicular to a stacking direction z, in which a plurality of such flat pipes form a Heat exchanger tube block are stacked, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the respective coordinate axes x, y, z are shown in FIGS. 1 to 5.
  • the reverse curve section 3 is obtained by the fact that the initial, straight flat tube profile of a desired width b in the region of an offset region U as shown in Fig. 3a is displaced in the flat tube plane parallel to the tube extension by a distance s, resulting from the tube width b and the desired Distance d composed.
  • the shift or the offset can take place in the positive y-direction or in the opposite direction in the negative y-direction.
  • the transition between the flat pipe sections 2 a, 2 b and the reverse bend section 3 takes place at a predeterminable angle ⁇ .
  • the angle ⁇ and / or the path s are achieved by at least one bending operation about at least one bending axis B1, B2, which runs perpendicular to the flat tube plane.
  • the described offset is achieved by the path s by two bending operations about the bending axes B1 and B2 shown in Fig. 3a, these two bending operations preferably being performed around the main bending axis A before the bending operation.
  • the main bending axis A runs in the illustrated embodiment in the middle of the offset region U, the offset region U being approximately twice as long as the reverse bend segment 3.
  • the two straight pipe sections 2a, 2b of the flat tube 1 are the two rectilinear pipe sections 2a, 2b as shown in Fig. 2a offset in mutually parallel planes with a selectable distance 2r in the z direction and in the selectable distance d in the y direction, wherein for the maximum inner radius r: ( h r -d FR ) / 2, where h r is the fin height and d FR is the flat tube thickness, this results in a reasonable lower limit for r the flat tube thickness d FR .
  • a reasonable value for the angle ⁇ lies in the limits 13 ° ⁇ ⁇ 67 °.
  • the selectable distance is preferably between about 0.2 mm and 20 mm, while the flat tube width b is typically between one and a few centimeters.
  • the rectilinear pipe sections 2a, 2b are connected on the one side via the reverse bend section 3, they both extend on the opposite side in the form of twisted pipe ends 6a, 6b.
  • the twisting takes place about the respective longitudinal central axis 5a, 5b, alternatively also about a longitudinal axis parallel thereto, i. with a transverse offset with respect to the longitudinal central axis, by any angle between 0 ° and 90 °, wherein in the case shown, the torsion angle is about 90 °.
  • FIG. 2 it is clear that due to the described formation of the reverse arc portion 3, the height c of the reverse arc portion 3 and thus the expansion in the stacking direction z is small and depending on the bending radius is selectable. In particular, this height c of the reverse bend section 3 remains significantly smaller than the flat tube width b. As a result, a plurality of such flat tubes can be stacked in a heat exchanger tube block with a stack height, which can be kept significantly smaller than the flat tube width, as the heat exchanger examples described below show.
  • a further modification of the flat tube of Figs. 1 and 2 may consist in that the two planar pipe sections 2a, 2b as shown in Fig. 2a are in two staggered xy planes. In this case, the transverse direction y is defined by the fact that they are both for Longitudinal x of the straight pipe sections and the pipe block stacking direction z is perpendicular.
  • Fig. 3b shows an alternative possibility for the design of the reverse bend portion 3 after a main bending operation.
  • the main bending process is performed around the bending axis A only before the offset is realized by further bending operations about a bending axis B3.
  • the main bending axis A extends at the predeterminable angle ⁇ in the limits of 13 ° ⁇ ⁇ 67 ° to the tube longitudinal extension.
  • the two pipe sections are bent in each case around the bending axis 3 according to the arrows inwards. According to the illustration in FIG.
  • the distance d between the flat tubes is realized by a limitation, realized in the illustrated example by a delimiting strip with the width d, wherein in the illustrated example the bending axis B3 is realized by an upper end of the delimiting strip.
  • the illustrated flat tube sections 2a and 2b lie in different parallel planes and include a diaper of 2 ⁇ . After the additional bending operations, the two flat pipe sections 2a and 2b are parallel to each other in the different parallel planes, as shown in Fig. 2a, so that the other already described forming steps can be performed to achieve that the two flat pipe sections 2a, 2b in parallel with the distance d lie in a common plane (see Fig. 2b to 2c).
  • FIG. 4 and 5 show an application for the flat tube type of Fig. 1 and 2 in the form of a tube / rib block 9 of an evaporator 10, as it is particularly useful in automotive air conditioning systems.
  • the heat exchanger shown in some sections can also be used for any other heat transfer purposes, for example as a gas cooler, depending on the design.
  • this includes Evaporator 10 between two end cover plates 11, 12 a stack of several flat tubes 1 of FIG. 1 and 2 with intermediate, thermally conductive corrugated fins 8.
  • the height of the heat-conducting ribs 8 corresponds approximately to the height c of the flat-tube reverse arc sections 3 and is thus significantly smaller than the flat tube width b.
  • a tube-fin block 9 having in depth, i. formed in the y-direction, two-part structure, wherein in each of the two block parts in each case the pipe sections with the same flow direction in the stacking direction z are superimposed. Between the two block parts a distance d of the two straight tube sections 2a, 2b of each flat tube 1 corresponding gap is formed.
  • the corrugated fins 8 extend in the illustrated embodiment in one piece over the entire flat tube depth and thus also across this gap, where they are on both sides, i. At the front and at the back of the block, can survive as needed. But it is also possible to use multi-part, in particular two-part corrugated fins 8.
  • the block front side is in this case defined by the fact that it is from a second tempering medium routed on the outside over the evaporator surfaces, e.g. supply air to be cooled for a vehicle interior, in the tube transverse direction y, i. in the block depth direction, is flown.
  • a second tempering medium routed on the outside over the evaporator surfaces, e.g. supply air to be cooled for a vehicle interior, in the tube transverse direction y, i. in the block depth direction, is flown.
  • the transverse extent of the flat tube mouth ends is smaller than the flat tube width b due to their twisting.
  • the flat tube ends of about 90 ° even only needs to be slightly larger than the flat tube thickness. It is therefore easily possible, two manifolds on the relevant side of the tube block side by side in the stacking direction z running to arrange to receive each one of the two ends of each flat tube 1.
  • a common manifold for both rows of stacking pipe ends 6a, 6b may be provided, which is divided by a longitudinal partition in the two required, separate collection channels.
  • the evaporator 10 can be realized with the thus formed tube / rib block 9 in a compact design and very pressure stable and thereby has a high heat transfer efficiency.
  • By bending the flat tubes to two offset in the block depth pipe sections 2a, 2b can be achieved with relatively narrow flat tubes heat transfer performance for the otherwise at least about twice as wide, not bent flat tubes would be required.
  • At the same time is achieved by the one-time Flachrohrumlenkung that the passing through the inside of the tube temperature control on one and the same side of the tube block can be supplied and removed, which is advantageous in some applications.
  • FIG. 5 an embodiment is shown in serpentine construction.
  • 5 shows a plurality of serpentine flat tubes 13, which are stacked one above the other in any desired number to form the local serpentine tube block.
  • the serpentine flat tube 13 used for this purpose is largely identical to that of FIGS. 1 and 2, with the exception that on both sides of the same to that of FIGS. 1 and 2 reverse arc section 3 not only a straight, single-layer pipe section, but a multiple serpentine wound tube coil section 12 connects, which in turn are offset in block depth direction by a corresponding gap.
  • the serpentine turns 12 of the respective tube coil section 13 are formed as usual by bending the flat tube at the relevant point about the local pipe transverse axis by an angle of 180 °.
  • each corrugated fin row for each of the two offset in the block depth direction tube block rows, in which case, the gap between the two rows of blocks can remain free.
  • any other number of corrugated fins and / or corrugated fins having different widths can be inserted across the tube block depth, eg a first, extending over two thirds of the tube block depth and a second, over the remaining third of the tube block depth extending corrugated fin.
  • the gap promotes the condensation of the evaporator.
  • the height of the heat-conducting ribs 8 and thus the stack spacing of adjacent straight-line flat pipe sections also corresponds within a serpentine flat tube 13 and between two adjacent serpentine flat tubes 13 approximately in relation to FIG Flat tube width b significantly lower height c of the reverse arc section 3 '.
  • the twisting of the flat tube ends 6 of 90 ° which in turn opens on the same block side, does not collide with this small stack height, since the serpentine flat tubes 13, due to their tube coil sections 12, each have a greater height than the flat tube width in the stacking direction z.
  • the orthogonal twisting of the ends 6 by 90 ° allows, as mentioned, the use of particularly narrow collecting ducts or these forming headers.
  • a front-side manifold 7 is shown, in which the front row of the flat tube ends 6 opens.
  • the serpentine flat tubes 13 with the flat tube 1 of Figs. 1 and 2 are combined.
  • the flat tube may have two or more reverse arc sections and corresponding deflections.
  • serpentine flat tube 13 of FIG. 5 can be modified such that the respective flat tube end 6 comes to rest on at least one further serpentine turn in one and / or in the other serpentine tube section on the block side opposite the reverse bend section 3.
  • a serpentine flat tube 13 of the type shown in FIG. 5, but with one or more additional reverse bend sections 3, can be provided so as to build up a block block at least three-part tube block for a serpentine heat exchanger.
  • the flat tube ends 6 can also be left untraded.
  • a two-chamber manifold can be used, which already in the manufacturing stage two separate, longitudinal Has hollow chambers. It is made of an extruded profile and integrally includes two separate longitudinal chambers, which form the collecting channels for the relevant heat exchanger. For this purpose, as in the other Samelrohraus exchangeen, introduce appropriate peripheral slots in the manifold 7, in which the flat tube ends 6 are tightly inserted.
  • manifolds which contain a plurality of collecting ducts which are separated from one another in the block vertical direction z by means of corresponding transverse walls.
  • This will be the flat tubes in the tube block to several groups summarized such that the tubes of a group in parallel and the various tube groups are flowed through serially.
  • a supplied tempering medium flows from an inlet-side collecting channel into the group of flat tubes which open out there and then arrives at the other end in a collecting channel functioning as a deflection space, into which a second flat tube group opens adjacent to this first group, into which the temperature control medium is then deflected.
  • This can be continued by appropriate positioning of the transverse walls in one or both headers in any way up to an exit-side collecting duct, via which the tempering then leaves the tube block.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachrohr-Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Flachrohr eines gattungsgemäßen Wärmeübertragers mit einem Umkehrbogenabschnitt und ein solcher Wärmeübertrager mit einem aus diesem Flachrohrtyp aufgebauten Rohrblock sind in der Offenlegungsschrift DE 198 30 863 A1 beschrieben. Zur Herstellung des dortigen Flachrohres mit Umkehrbogenabschnitt, wird das Flachrohr derart umgebogen, dass seine beiden daran anschließenden, planen Rohrabschnitte in Längsrichtung mit entgegengesetzten Durchströmungsrichtungen und mit gegeneinander mindestens in Querrichtung versetzten Längsachsen verlaufen.
  • Die Offenlegungsschrift EP 0 659 500 A1 beschreibt ebenfalls ein Flachrohr mit Umkehrbogenabschnitt und einen Wärmeübertrager mit einem aus diesem Flachrohrtyp aufgebauten Rohrblock. Zur Herstellung des dortigen Flachrohres wird ein geradliniger Flachrohr-Rohling zunächst U-förmig aus der Flachrohrebene herausgebogen, bis die Flachrohrschenkel zueinander parallel verlaufen, wonach letztere um jeweils 90° gegenüber dem U-Bogenbereich tordiert werden. Das dadurch entstehende Flachrohr besitzt somit zwei in einer Ebene liegende, plane Rohrabschnitte, deren Mündungsenden auf der gleichen, dem Umkehrbogenabschnitt entgegengesetzten Seite liegen. Der Winkel, den die Flachrohrquerachse entlang des Umkehrbogenabschnitts mit der Ebene einschließt, in welcher die geradlinigen Rohrschenkel liegen, nimmt zunächst über den einen Torsionsbereich hinweg von null auf den am Kopfende des Umkehrbogenabschnitts vorliegenden Wert von 90° zu, um dann über den anderen Torsionsbereich hinweg wieder auf 0° abzunehmen. Als nachteilig kann bei dem beschriebenen Umkehrbogenabschnitt angesehen werden, dass die Ausdehnung des Flachrohrs senkrecht zur Ebene der planen Rohrschenkel im Kopfbereich des Umkehrbogenabschnitts immer einer Flachrohrbreite entspricht und bei Bedarf deshalb nicht verkleinert werden kann, so dass die Abmessungen des zugehörigen Wärmeübertragerrvhrblocks in der Richtung senkrecht zur Ebene der geradlinigen Flachrohrschenkel nicht beeinflußt werden kann.
  • Die JP-4-187990 offenbart einen Wärmeübertrager, bei welchem die Rohre in der Mitte abgewinkelt sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flachrohr mit einem Umkehrbogenabschnitt bereitzustellen, welches sich relativ einfach herstellen läßt und sich zum Aufbau sehr druckstabiler Wärmeübertrager mit geringem Bauraum eignet, sowie einen aus solchen Flachrohren aufgebauten Wärmeübertrager anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Flachrohres mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, einen Umkehrbogenabschnitt dergestalt auszubilden, dass eine Hauptbiegeachse parallel zur Flachrohrebene und unter einem vorgebbaren Winkel zur Rohrlängserstrekkung verläuft, wobei die Flachrohrebene durch die Längen- und Breitenerstreckung des Flachrohrs bestimmt wird. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der vorgebbare Winkel 90°, d.h. die Hauptbiegeachse verläuft dann senkrecht zur Rohrlängserstreckung.
  • Das erfindungsgemäße Flachrohr wird bei der Umformung im Bereich des Umkehrbogenabschnitts in der Flachrohrebene parallel zur Rohrerstreckung um einen Weg s verschoben, wobei der Weg s sich aus einer Flachrohrbreite b und aus einem gewünschten Abstand d zwischen den Flachrohrabschnitten nach der Umformung zusammensetzt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Flachrohr ist ein Winkel α mit dem die Flachrohrabschnitte in den Umkehrbogenabschnitt übergehen bei der Umformung der Flachrohre frei wählbar und liegt bei einer vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung im Bereich von 13° < α < 67°.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flachrohrs wird der Winkel α und/oder der Weg s durch mindestens einen Biegevorgang um mindestens eine Biegeachse (B) erreicht, die senkrecht zur Flachrohrebene verläuft.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flachrohre wird die Verschiebung des Flachrohrs durch zwei Biegevorgänge um zwei Biegeachsen erreicht, die vor oder nach dem Hauptbiegevorgang um die erste Biegeachse durchgeführt werden, wobei die erste Biegeachse in der Mitte des Versatzbereiches verläuft, wobei der Versatzbereich ungefähr doppelt so lang ist als der Umkehrbogenabschnitt. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Hauptbiegevorgang um eine Hauptbiegeachse durchgeführt wird, die senkrecht zur Rohrerstreckung verläuft.
  • Bei dem bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Flachrohr sind die beiden planen an den Umkehrbogenabschnitt anschließenden Rohrabschnitte nach dem Umformvorgang in zueinander seitlich versetzten parallelen Ebenen senkrecht zur Stapelrichtung z liegend angeordnet, bevorzugt mit einem Abstand d in Querrichtung y zwischen 0,2 mm und 20 mm. Bei einer Verwendung von einmalig dergestalt umgebogenen Flachrohren läßt sich, wenn die Richtung des Versatzes bei jeder Umlenkung gewechselt wird, ein Rohrblock in Serpentinenbauweise bilden, bei dem die Serpentinen seitlich versetzt verlaufen. Der so gebildete Rohrblock hat eine Tiefe von der doppelten Flachrohrbreite zuzüglich des besagten Abstandes d zwischen den planen Rohrabschnitten. Mit mehrmals in die gleiche Richtung versetzt umgebogenen Flachrohren erhöht sich die Rohrblocktiefe pro Umkehrbogenabschnitt um die Flachrohrbreite zuzüglich des besagten Querabstands d der planen Rohrabschnitte. Durch den Querabstand bilden sich zwischen den Flachrohrabschnitten entsprechende Spalte in einem mit solchen Flachrohren aufgebauten Rohrblock, was die Kondenswasserabscheidung erleichtert, z.B. im Anwendungsfall des Rohrblocks in einem Verdampfers einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage.
  • Um zu erreichen, dass die Flachrohre in einer gemeinsamen Ebene liegen, wird in einem weiteren Umformungsschritt der Umkehrbogenabschnitt so umgeformt, dass die beiden Rohrabschnitte nebeneinander und parallel mit dem Abstand d in einer gemeinsamen Ebene liegen. Dies kann durch eine symmetrische oder unsymmetrische Umformung des Umkehrbogenabschnitts erfolgen.
  • Durch einen Wechsel zwischen den Umkehrbogenabschnitten, bei denen die Flachrohrabschnitte in der gleichen Ebene liegen - nachfolgend als erste Umkehrbogenabschnitte bezeichnet - und den Umkehrbogenabschnitten, bei denen die Flachrohre in unterschiedlichen Ebenen liegen - nachfolgend als zweite Umkehrbogenabschnitte bezeichnet - , läßt sich ein Rohrblock in Serpentinenbauweise realisieren, dessen Tiefe von der Anzahl von hintereinander gebildeten ersten Umkehrbogenabschnitten abhängig ist. Durch einen ständigen Wechsel von ersten und zweiten Umkehrbogenabschnitten, bei denen die Richtung des Versatzes ebenfalls entgegengesetzt ausgeführt ist, läßt-sich beispielsweise ein Rohrblock in Serpentinenbauweise mit einer Tiefe von der doppelten Flachrohrbreite zuzüglich des besagten Abstandes d zwischen den planen Rohrabschnitten realisieren, bei dem ein Temperiermedium, beispielsweise ein Kältemittel oder ein Kühlmittel, zuerst durch die Flachrohrabschnitte fließt, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, und dann auf durch die Flachrohrabschnitte fließt, die in Stapelrichtung oder entgegen der Stapelrichtung in der nächsten gemeinsamen Ebene liegen.
  • Zudem ist aber auch möglich, eine Serpentinenbauform dadurch zu erreichen, dass eine Anzahl von zweiten Umkehrbogenabschnitten ohne seitlichen Versatz ausgeführt werden - nachfolgend als dritte Umkehrbogenabschnitt bezeichnet - , beispielsweise in Stapelrichtung und das anschließend ein erster Umkehrbogenabschnitt gebildet wird, dem sich eine Anzahl von zweiten Umkehrbogenabschnitten anschließen. Anstelle des ersten Umkehrbogenabschnitts kann selbstverständlich auch ein zweiter Umkehrbogenabschnitt angeordnet werden. Bei einer solchen Rohrblock werden zuerst alle Flachrohrabschnitte, die übereinander in einem vorderen Bereich liegen, d.h. in einem der Luft zugewandten Bereich, von dem Temperiermedium durchströmt und anschließend werden nach einem ersten oder einem zweiten Umkehrbogenabschnitt alle in einem hinteren Bereich liegenden Flachrohrabschnitte durchströmt, wobei die Reihenfolge der Durchströmung auch entgegengesetzt sein kann, d.h. es wird zuerst der hintere Bereich und dann der vordere Bereich durchströmt, wobei die Durchströmung je nach Ariwendungsfall von oben nach unter oder von unten nach ober erfolgen kann.
  • Bei einem alternativen Vorgehen zur Gestaltung des Umkehrbogenabschnitts, wird der Hauptbiegevorgang um die Hauptbiegeachse unter einem vorgebbaren Winkel zur Rohrlängserstreckung durchgeführt, wobei der vorgebbare Winkel im Wesentlichen dem Winkel α entspricht, mit dem die Flachrohrabschnitte in den Umkehrbogenabschnitt übergehen. Nach dem Hauptbiegevorgang liegen die beiden Flachrohrabschnitte in zwei zueinander parallelen Ebenen, wobei die beiden Flachrohrabschnitte einen Winkel mit einem Wert von 2α einschließen. Um parallele Rohrschenkel zu erhalten, werden die beiden Rohrschenkel jeweils mit einem weiteren Biegevorgang um eine Biegeachse, die senkrecht zur Flachrohrebene verläuft, so umgeformt, dass sie jeweils unter dem Winkel α in den Umkehrbogenabschnitt übergehen. Die beschriebene Vorgehensweise liefert auf eine andere Art den benötigten bereits beschriebenen Versatz des Flachrohrs.
  • Die weiteren Umformungsschritte werden analog zu den bereits beschrieben durchgeführt, um zu erreichen, dass die beiden Flachrohrabschnitte nebeneinander und parallel mit dem Abstand d in einer gemeinsamen Ebene liegen. Dies kann, wie bereits ausgeführt, durch eine symmetrische oder unsymmetrische Umformung des Umkehrbogenabschnitts erfolgen.
  • Grundsätzlich ist es aber auch möglich die Reihenfolge der Umformungsschritte umzukehren und durch eine symmetrische oder unsymmetrische Umformung des Umkehrbogenabschnitts die beiden Rohrabschnitte erst so umzuformen, dass sie in einer gemeinsamen Ebene liegen und den Winkel von 2α einschließen und anschließend die beiden oben beschriebenen Biegevorgänge durchzuführen, um zu erreichen, dass die beiden Rohrabschnitte parallel nebeneinander mit dem Abstand d in der gemeinsamen Ebene liegen.
  • Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Umkehrbogenabschnitts erreicht, dass dessen Ausdehnung in Stapelrichtung deutlich kleiner als die Flachrohrbreite gehalten werden kann. Dementsprechend brauchen die Zwischenräume zwischen benachbarten Flachrohren beim stapelförmigen Aufbau eines Rohrblocks aus diesen Flachrohren nicht so groß bzw. nicht größer als die Flachrohrbreite gehalten werden, sondern können deutlich enger sein, was die Herstellung eines kompakten und druckstabilen Wärmeübertragers begünstigt. Zudem läßt sich der Umkehrbogenabschnitt durch relativ einfache Rohrbiegevorgänge realisieren. Das Flachrohr kann dabei einmal oder mehrmals in dieser Weise umgebogen sein, wobei sich seine Tiefenausdehnung, d.h. seine Ausdehnung in der wie oben definierten Querrichtung, mit jeder Umbiegung vergrößert, wenn der seitliche Versatz immer in die gleiche Richtung erfolgt. Dadurch läßt sich mit verhältnismäßig schmalen, druckstabilen Flachrohren ein beliebig tiefer, d.h. sich in der Querrichtung ausdehnender Rohrblock bilden, wobei diese Quer- oder Tiefenrichtung üblicherweise diejenige Richtung darstellt, in welcher ein zu kühlendes oder erwärmendes Medium außen an den Flachrohrflächen vorbei durch den Wärmeübertrager hindurchgeleitet wird. Dabei sind meist zusätzliche Wärmeleitrippen zwischen den in Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Rohrblockabschnitten zur Verbesserung der Wärmeübertragung vorgesehen. Da wie gesagt die Rohrzwischenräume sehr eng gehalten werden können, lassen sich auch entsprechend niedrige wärmeleitende Wellrippen einsetzen, was gleichfalls die Kompaktheit und Stabilität eines so gebildeten Rohr-Rippenblocks verbessert.
  • Zur Herstellung eines Flachrohr-Wärmeübertragers für Kraftfahrzeugklimaanlagen werden mehrere erfindungsgemäße Flachrohre in Stapelrichtung z zu einem Rohrblock übereinandergestapelt. Die Flachrohre münden mit je einem Ende in mindestens einen seitlich angeordneten in Stapelrichtung des Rohrblocks verlaufenden Sammelkanal, wobei mindestens einer der beiden, über den Umkehrbogenabschnitt miteinander verbundenen Rohrabschnitte eine in Stapelrichtung z gewundene Rohrserpentine bilden kann, und wobei die beiden Flachrohrenden auf derselben oder auf gegenüberliegenden Seiten liegen und wenigstens eines der beiden Rohrenden um einen Winkel zwischen 0° und 90° tordiert sein kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Flachrohre mit einer 180° Umlenkung in Strömungsrichtung, ist es möglich einen kleineren Bauraum für die Wärmeübertrager wie beispielsweise einen Gaskühler oder einen Verdampfer zu realisieren, da engere Abstände in Stapelrichtung und/oder zwischen den Rohren realisiert werden können. Zudem wird eine Auffederung der Flachrohrschenkel nahezu vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die mit den erfindungsgemäßen Flachrohren aufgebauten Wärmeübertrager eine steifere Konstruktion mit engeren Toleranzen aufweisen.
  • Bei der vorliegenden Gaskühlervariante wird das Kältemittel in einem Flachrohr im Kreuz-Gegenstrom zur Luft geführt. Am gegenüberliegenden Blokkende erfolgt eine Umlenkung um 180°, d. h. das Flachrohr läuft in der gleichen Ebene wie auf dem Hinweg zurück, allerdings um einen Weg s seitlich versetzt, so dass der hinführende Abschnitt des Flachrohrs vom zurückführenden Abschnitt um einen Abstand d distanziert ist. Die beiden Flachrohrabschnitte liegen in der gleichen Ebene, die durch die Längs- und Breitenerstreckung der Flachrohre in ihren geraden Abschnitten bestimmt wird. Die Umformung wird vorzugsweise in drei Stufen durchgeführt. In der ersten Stufe erfährt das Flachrohr vom gestreckten Zustand aus einen seitlichen Versatz. Der Betrag des Versatzes s entspricht der Summe aus Flachrohrbreite b und Abstand d. Anschließend erfolgt eine Biegung mit einem Radius r um eine Hauptbiegeachse A parallel zur Flachrohrebene und senkrecht zur Rohrerstreckung, wobei r der Innenradius der Biegung ist. Die Hauptbiegeachse A liegt ungefähr in der Mitte des Versatzbereiches. Die Abschnitte des Flachrohres liegen anschließend parallel zueinander in verschiedenen Ebenen. In einem dritten Schritt wird der Umkehrbogenabschnitt so umgeformt, dass die Flachrohrabschnitte wieder in einer gemeinsamen Ebene liegen. Der umgeformte Umkehrbogenabschnitt kann entweder vollständig unterhalb oder oberhalb bezüglich der gemeinsamen Flachrohrebene liegen oder symmetrisch bezüglich dieser gemeinsamen Ebene liegen. Zudem sind beliebige asymmetrische Lagen des Umkehrbogenabschnitts zu der gemeinsamen Ebene möglich. Alternativ zu der beschriebenen Umformungsreihenfolge, können die Umformungsschritte auch vertauscht werden.
  • Für den Versatz des Flachrohrs in der Ebene lassen sich folgende geometrische Beziehungen aufstellen: Der Winkel α in dem das Flachrohr im Versatzbereich abweichend von der ursprünglichen Rohrerstreckung verläuft ergibt sich aus α=arctan (b +d/U). Mit b: Flachrohrbreite, d: Abstand zwischen den Flachrohren, U: Versatzbereich.
  • Für den Versatzbereich U ergibt sich folgende Abschätzung: U = 2 Π r, wobei r der Innenradius des 180° Bogens ist. Für den maximalen Innenradius r max gilt: (hr-dFR)/2, wobei hr eine Rippenhöhe und dFR eine Flachrohrdicke ist. Als sinnvolle unterer Grenzwert für r min erscheint die Flachrohrdicke dFR. Gemäß dieser Formeln liegt ein sinnvoller Wert für α in den Grenzen 13° < α < 67°
  • Bei einer vorteilhafte Ausführungsform bildet das erfindungsgemäße Flachrohr ein Serpentinenflachrohr, indem mindestens der eine der beiden über einen Umkehrbogenabschnitt verbundenen Flachrohrabschnitte in der Stapelrichtung zu einer Rohrserpentine gebogen ist, d.h. er besteht aus in Stapelrichtung aufeinanderfolgenden dritten Umkehrbogenabschnitten mit den entsprechenden planen Rohrabschnitte. Mit so gestalteten Flachrohren läßt sich ein sogenannter Serpentinen-Wärmeübertrager mit einer beliebigen Anzahl an in Tiefenrichtung aufeinanderfolgenden Serpentinenblockteilen aufbauen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flachrohrs liegen die Mündungsenden auf der gleichen oder auf gegenüberliegenden Seiten, wobei wenigstens ein Ende, vorzugsweise beide Enden gegenüber dem anschließenden Mittenbereich tordiert sind. Durch diese Tordierung wird die Flachrohrquerachse in Richtung Mündungsende zur Stapelrichtung hin gedreht, so daß die Ausdehnung der Flachrohrenden in der Querrichtung kleiner als die Flachrohrbreite gehalten werden kann. Maximal erfolgt die Tordierung um 90°, so daß dann bei senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden planen Rohrabschnitten die Rohrenden parallel zur Stapelrichtung liegen und ihre Ausdehnung in der Querrichtung nur noch so groß wie die Flachrohrdicke ist. Dies ermöglicht eine in Tiefenrichtung eines damit aufgebauten Rohrblocks vergleichsweise enge Anordnung zugehöriger, sich an der betreffenden Rohrblockseite in Stapelrichtung erstreckender Sammel- und Verteilerkanäle.
  • Ein Wärmeübertrager ist durch die Verwendung eines oder mehrerer der erfindungsgemäßen Flachrohre im Aufbau eines entsprechenden Rohrblocks charakterisiert, mit den oben erwähnten Eigenschaften und Vorteilen eines solchen Rohrblockaufbaus. Insbesondere läßt sich in dieser Weise ein kompakter, hoch druckstabiler Verdampfer mit relativ niedrigem Gewicht, geringem innerem Volumen und guter Kondenswasserabscheidung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges realisieren, wobei vorzugsweise Mehrkammer-Flachrohre eingesetzt werden. Der Wärmeüberträger ist sowohl in einlagiger Bauweise, bei denen die Flachrohrabschnitte zwischen zwei Umkehrbogenabschnitten bzw. zwischen einem Umkehrbogenabschnitt und einem Flachrohrende aus einem planen, geradlinigen Rohrabschnitt bestehen, als auch in Serpentinenbäuweise ausführbar, bei welcher diese Flachrohrabschnitte zu einer Rohrschlange gebogen sind.
  • Bei einem weitergebildeten Wärmeübertrager befinden sich die Rohrenden der verwendeten Flachrohre und damit auch die zugehörigen Sammel- und Verteilerkanäle, nachfolgend der Einfachheit halber einheitlich als Sammelkanäle bezeichnet, auf gegenüberliegenden Rohrblockseiten. Die Sammelkanäle können dann von je einem Sammelkasten oder Sammelrohr gebildet sein, die an der betreffenden Rohrblockseite entlang der Stapelrichtung, auch als Blockhochrichtung bezeichnet verlaufen und der parallelen Zuführung bzw. Abführung des durch das Rohrinnere geleiteten Temperiermediums zu den bzw. aus den einzelnen Flachrohren dienen.
  • In einer dazu alternativen Weiterbildung der Erfindung münden die Flachrohrenden sämtlich auf derselben Rohrblockseite. Bedingt durch die Gestaltung der Flachrohre sind dabei die beiden Rohrenden eines jeden Flachrohres zueinander in der Blocktiefenrichtung versetzt, so daß ihnen zwei entsprechend in Blocktiefenrichtung nebeneinanderliegende Sammelkanäle zugeordnet werden können. Dementsprechend erfolgen Zu- und Abführung des durch das Rohrinnere geleitete Temperiermediums an derselben Wärmeübertragerseite.
  • In weiterer Ausgestaltung dieses Wärmeübertragertyps mit zwei nebeneinanderliegenden Sammelkanälen auf derselben Rohrblockseite ist vorgesehen, diese Sammelkanäle durch zwei getrennte Sammelrohre bzw. Sammelkästen, nachfolgend der Einfachheit halber einheitlich als Sammelrohre bezeichnet, oder durch ein gemeinsames Sammelrohr zu bilden. Letzteres läßt sich dadurch realisieren, daß ein zunächst einheitlicher Sammelrohrinnenraum mit einer Längstrennwand in die beiden Sammelkanäle abgeteilt wird, oder dadurch, daß das Sammelrohr als extrudiertes Rohrprofil mit zwei getrennten, die Sammelkanäle bildenden Hohlkammern gefertigt wird.
  • Bei einem weitergebildeten Wärmeübertrager ist wenigstens eines der beiden Sammelrohre bzw. wenigstens eine der beiden Hohlkammern eines längsgeteilten Sammelrohres durch Quertrennwände in mehrere, in Blockhochrichtung voneinander getrennte Sammelkanäle unterteilt. Dadurch wird eine gruppenweise serielle Durchströmung der Flachrohre im Rohrblock erzielt, indem das dem Rohrblock über einen ersten Sammelkanal des quergeteilten Sammelrohres bzw. der quergeteilten Hohlkammer zugeführte Temperiermedium zunächst nur in den dort mündenden Teil aller Flachrohre eingespeist wird. Der Sammelkanal, in den dieser Teil der Flachrohre mit dem anderen Rohrende mündet, fungiert dann als Umlenkkanal, in welchem das Temperiermedium von den dort mündenden Flachrohren in einen weiteren, ebenfalls dort mit einem Ende mündenden Teil aller Flachrohre umgelenkt wird. Anzahl und Lage der Quertrennwände bestimmen die Einteilung der Flachrohre in nacheinander durchströmte Gruppen von parallel durchströmten Flachrohren.
  • Bei einem erfindungsgemäß hergestellten Flachrohr bleibt die Anordnung der Flachrohre bezüglich eines Luftstromes trotz des Umkehrbogenabschnitts unverändert, d. h. eine der Luft zugewandte Seite des Flachrohrs ist auch nach dem Umkehrbogenabschnitt weiterhin der Luft zugewandt und eine der Luft abgewandte Seite des Flachrohr ist auch nach dem Umkehrbogenabschnitt weiterhin von der Luft abgewandt.
  • Im Gegensatz dazu, wird eine Lage der Rohrunter- bzw. Rohroberseite durch den Umkehrbogenabschnitt verändert, d. h. die Rohrunterseite des Flachrohrs wird zur Rohroberseite des Flachrohrs und eine Rohroberseite des Flachrohrs wird zur Rohrunterseite des Flachrohrs.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
  • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein Flachrohr mit einem Umkehrbogenabschnitt und tordierten Rohrenden;
    Fig. 2a
    Seitenansicht längs des Pfeils I in Fig. 1 eines Flachrohrs mit einem zweiten Umkehrbogenabschnitt;
    2b bis 2d
    Seitenansichten längs des Pfeils I von Fig. 1 von Flachrohren mit verschieden ausgeführten ersten Umkehrbogenabschnitten;
    Fig. 3a
    eine Draufsicht auf ein Flachrohr vor einem Biegevorgang um eine Hauptbiegeachse A;
    Fig. 3b
    eine Draufsicht auf ein Flachrohr nach einem Biegevorgang um eine Hauptbiegeachse A;
    Fig. 4
    eine ausschnittsweise Seitenansicht eines aus Flachrohren gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebauten Rohr-/Rippenblocks eines Wärmeübertragers,
    Fig. 5
    eine ausschnittsweise Seitenansicht eines Rohr-/Rippenblocks eines Wärmeübertragers mit serpentinenförmigen Flachrohren,
  • Das in Fig. 1 in einer Draufsicht gezeigte Flachrohr 1 ist einstückig aus einem geradlinigen Mehrkammerprofil unter Verwendung geeigneter Biegevorgänge gefertigt. Es beinhaltet zwei plane, geradlinige Rohrabschnitte 2a, 2b, die über einen Umkehrbogenabschnitt 3 miteinander verbunden sind und entgegengesetzte Durchströmungsrichtungen für ein durch die mehreren parallelen Kammern im Inneren des Flachrohres 1 hindurchgeleitetes Temperiermedium, z.B. ein Kältemittel einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, aufweisen. Einer der beiden möglichen Strömungsverläufe ist in Fig. 1 durch entsprechende Strömungspfeile 4a, 4b dargestellt. Die parallel zu den Durchströmungsrichtungen 4a, 4b verlaufenden Längsachsen 5a, 5b der beiden planen, geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b definieren eine Längsrichtung x und sind in einer dazu senkrechten Querrichtung y gegeneinander versetzt. Wie insbesondere aus den Seitenansichten von Fig. 2b bis 2c ersichtlich ist, liegen die beiden planen Rohrabschnitte 2a, 2b mit einem ersten Umkehrbogenabschnitt 3 in einer gemeinsamen x-y-Ebene, die senkrecht zu einer Stapelrichtung z ist, in welcher mehrere solche Flachrohre zur Bildung eines Wärmeübertrager-Rohrblocks aufeinandergestapelt werden, wie unten anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert wird. Zur besseren Orientierung sind in den Fig. 1 bis 5 jeweils die entsprechenden Koordinatenachsen x, y, z eingezeichnet.
  • Der Umkehrbogenabschnitt 3 wird dadurch erhalten, daß das anfängliche, geradlinige Flachrohrprofil einer gewünschten Breite b im Bereich eines Versatzbereiches U wie in Fig. 3a dargestellt in der Flachrohrebene parallel zur Rohrerstreckung um einen Weg s verschoben wird, der sich aus der Rohrbreite b und dem gewünschten Abstand d zusammensetzt. Die Verschiebung bzw. der Versatz kann dabei in positiver y-Richtung oder entgegengesetzt in negativer y-Richtung erfolgen. Der Übergang zwischen den Flachrohrabschnitten 2a, 2b und dem Umkehrbogenabschnitt 3 erfolgt unter einem vorgebbaren Winkel α. Der Winkel α und/oder der Weg s werden dabei durch mindestens einen Biegevorgang um mindestens eine Biegeachse B1, B2 erreicht, die senkrecht zur Flachrohrebene verläuft. Vorzugsweise wird der beschriebene Versatz um den Weg s durch zwei Biegevorgänge um die in Fig. 3a dargestellten Biegeachsen B1 und B2 erreicht, wobei diese beiden Biegevorgänge vorzugsweise vor dem Biegevorgang um die Hauptbiegeachse A durchgeführt werden. Die Hauptbiegeachse A verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mitte des Versatzbereiches U, wobei der Versatzbereich U ungefähr doppelt so lang ist als der Umkehrbogenabschnitt 3.
  • Auf die beschriebene Weise erhält man die beiden geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b des Flachrohres 1. Nach dem Versatz des Flachrohres 1 und dem Hauptbiegevorgang liegen die beiden geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b wie in Fig. 2a dargestellt versetzt in zueinander parallelen Ebenen mit einem wählbaren Abstand 2r in z-Richtung und in dem wählbaren Abstand d in y-Richtung, wobei für den maximalen Innenradius r gilt: (hr-dFR)/2, wobei hr die Rippenhöhe und dFR die Flachrohrdicke ist, daraus ergibt sich als sinnvoller unterer Grenzwert für r die Flachrohrdicke dFR. Gemäß dieser Formeln liegt ein sinnvoller Wert für den Winkel α in den Grenzen 13° < α < 67°. Der wählbare Abstand beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,2mm und 20mm, während die Flachrohrbreite b typischerweise zwischen einem und einigen wenigen Zentimetern beträgt.
  • Während die geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b auf der einen Seite über den Umkehrbogenabschnitt 3 miteinander verbunden sind, laufen sie beide auf der gegenüberliegenden Seite in Form von tordierten Rohrenden 6a, 6b aus. Die Tordierung erfolgt um die jeweilige Längsmittelachse 5a, 5b, alternativ auch um eine dazu parallele Längsachse, d.h. mit einem Querversatz bezüglich der Längsmittelachse, um einen beliebigen Winkel zwischen 0° und 90°, wobei im gezeigten Fall der Torsionswinkel ca. 90° beträgt.
  • Aus Fig. 2 wird deutlich, daß aufgrund der geschilderten Bildung des Umkehrbogenabschnitts 3 die Höhe c des Umkehrbogenabschnitts 3 und damit die Ausdehnung in der Stapelrichtung z gering ist und abhängig vom Biegeradius wählbar ist. Insbesondere bleibt diese Höhe c des Umkehrbogenabschnitts 3 deutlich kleiner als die Flachrohrbreite b. Dadurch können mehrere solche Flachrohre in einem Wärmeübertrager-Rohrblock mit einer Stapelhöhe übereinandergeschichtet werden, die deutlich kleiner gehalten werden kann als die Flachrohrbreite, wie die nachfolgend beschriebenen Wärmeübertragerbeispiele zeigen. Eine weitere Modifikation des Flachrohres der Fig. 1 und 2 kann darin bestehen, daß die beiden planen Rohrabschnitte 2a, 2b wie in Fig. 2a gezeigt in zwei zueinander versetzten x-y-Ebenen liegen. In diesem Fall ist die Querrichtung y dadurch definiert, daß sie sowohl zur Längsrichtung x der geradlinigen Rohrabschnitte als auch zur Rohrblock-Stapelrichtung z senkrecht ist.
  • Die Fig. 3b zeigt eine alternative Möglichkeit zur Gestaltung des Umkehrbogenabschnitts 3 nach einem Hauptbiegevorgang. Wie aus Fig. 3b ersichtlich ist wird hier erst der Hauptbiegevorgang um die Biegeachse A durchgeführt, bevor der Versatz durch weitere Biegevorgänge um eine Biegeachse B3 realisiert wird. Die Hauptbiegeachse A verläuft dabei unter dem vorgebbaren Winkel α in den Grenzen 13° < α < 67° zur Rohrlängserstreckung. Nach dem Hauptbiegevorgang werden die beiden Rohrabschnitte jeweils um die Biegeachse 3 gemäß den Pfeilen nach innen gebogen. Gemäß der Darstellung in Fig. 3b wird der Abstand d zwischen den Flachrohren durch eine Begrenzung realisiert, im dargestellten Beispiel durch eine Begrenzungsleiste mit der Breite d realisiert, wobei im dargestellten Beispiel durch ein oberes Ende der Begrenzungsleiste die Biegeachse B3 realisiert ist. Die dargestellten Flachrohrabschnitte 2a und 2b liegen in unterschiedlichen parallelen Ebenen und schließen einen Windel von 2α ein. Nach den zusätzlichen Biegevorgängen liegen die beiden Flachrohrabschnitte 2a und 2b parallel zueinander in den unterschiedlichen parallelen Ebenen, wie in Fig. 2a dargestellt, so dass die weiteren bereits beschriebenen Umformungsschritte durchgeführt werden können, um zu erreichen, dass die beiden Flachrohrabschnitte 2a, 2b parallel mit dem Abstand d in einer gemeinsamen Ebene liegen (siehe Fig. 2b bis 2c).
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Anwendungsfall für den Flachrohrtyp der Fig. 1 und 2 in Form eines Rohr-/Rippenblocks 9 eines Verdampfers 10, wie er insbesondere in Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendbar ist. Es versteht sich, daß sich der ausschnittsweise gezeigte Wärmeübertrager je nach Auslegung auch für beliebige andere Wärmeübertragungszwecke einsetzen läßt, beispielsweise als Gaskühler. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, beinhaltet dieser Verdampfer 10 zwischen zwei endseitigen Deckblechen 11, 12 einen Stapel mehrerer Flachrohre 1 gemäß Fig. 1 und 2 mit zwischenliegenden, wärmeleitfähigen Wellrippen 8. Die Höhe der Wärmeleitrippen 8 entspricht ungefähr der Höhe c der Flachrohr-Umkehrbogenabschnitte 3 und ist damit deutlich kleiner als die Flachrohrbreite b.
  • Durch die Verwendung des Flachrohres 1 der Fig. 1 und 2 wird ein Rohr-Rippenblock 9 mit in der Tiefe, d.h. in y-Richtung, zweiteiliger Struktur gebildet, wobei in jedem der beiden Blockteile jeweils die Rohrabschnitte mit gleicher Durchströmungsrichtung in der Stapelrichtung z übereinanderliegen. Zwischen den beiden Blockteilen ist ein dem Abstand d der beiden geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b eines jeden Flachrohres 1 entsprechender Spalt gebildet. Die Wellrippen 8 erstrecken sich im dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig über die gesamte Flachrohrtiefe und damit auch über diesen Spalt hinweg, wobei sie zu beiden Seiten, d.h. an der Vorder- und an der Rückseite des Blocks, nach Bedarf überstehen können. Es ist aber auch möglich mehrteilige, insbesondere zweiteilige Wellrippen 8 zu verwenden. Die Blockvorderseite ist hierbei dadurch definiert, daß sie von einem außenseitig über die Verdampferoberflächen hinweggeleiteten, zweiten Temperiermedium, z.B. zu kühlende Zuluft für einen Fahrzeuginnenraum, in der Rohrquerrichtung y, d.h. in Blocktiefenrichtung, angeströmt wird.
  • Die Quererstreckung der Flachrohrmündungsenden ist aufgrund ihrer Tordierung geringer als die Flachrohrbreite b. Dies erleichtert den Anschluß zweier zugehöriger, in der Fig. 4 nicht gezeigter Sammelkanäle, die jeweils von einem Sammelkasten bzw. Sammelrohr gebildet sein können, dessen Quererstreckung in y-Richtung nicht größer als die Flachrohrbreite b zu sein braucht und in seinem Durchmesser bei einem Torsionswinkel der Flachrohrenden von ca. 90° sogar nur noch wenig größer als die Flachrohrdicke zu sein braucht. Es ist daher problemlos möglich, zwei Sammelrohre auf der betreffenden Rohrblockseite nebeneinanderliegend in Stapelrichtung z verlaufend anzuordnen, um jeweils eines der beiden Enden jedes Flachrohres 1 aufzunehmen. Alternativ kann ein gemeinsames Sammelrohr für beide Stapelreihen der Rohrenden 6a, 6b vorgesehen sein, das mittels einer Längstrennwand in die zwei benötigten, getrennten Sammelkanäle unterteilt ist.
  • Es zeigt sich, daß der Verdampfer 10 mit dem so gebildeten Rohr-/Rippenblock 9 in kompakter Bauform und sehr druckstabil realisierbar ist und dabei einen hohen Wärmeübertragungs-Wirkungsgrad aufweist. Durch das Umbiegen der Flachrohre zu zwei in der Blocktiefe versetzten Rohrabschnitten 2a, 2b kann mit relativ schmalen Flachrohren eine Wärmeübertragungsleistung erzielt werden, für die ansonsten mindestens etwa doppelt so breite, nicht gebogene Flachrohre erforderlich wären. Gleichzeitig wird durch die einmalige Flachrohrumlenkung erreicht, daß das durch das Rohrinnere hindurchzuführende Temperiermedium auf ein und derselben Rohrblockseite zu- und abgeführt werden kann, was in manchen Anwendungsfällen vorteilhaft ist.
  • In den Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel in Serpentinenbauweise gezeigt. Die Ausschnittsansicht von Fig. 5 zeigt dabei mehrere Serpentinen-Flachrohre 13, die zur Bildung des dortigen Serpentinenrohrblocks in beliebiger, gewünschter Anzahl übereinandergestapelt sind. Das hierfür verwendete Serpentinen-Flachrohr 13 ist weitgehend baugleich mit demjenigen der Fig. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß sich beidseitig des zu demjenigen der Fig. 1 und 2 gleichartigen Umkehrbogenabschnitts 3 jeweils nicht nur ein geradliniger, einlagiger Rohrabschnitt, sondern ein mehrfach serpentinenförmig gewundener Rohrschlangenabschnitt 12 anschließt, die sich somit wiederum in Blocktiefenrichtung um einen entsprechenden Spalt versetzt gegenüberstehen. Die Serpentinenwindungen 12 des jeweiligen Rohrschlangenabschnitts 13 sind wie üblich durch Umbiegen des Flachrohrs an der betreffenden Stelle um die dortige Rohrquerachse um einen Winkel von 180° gebildet. Zwischen den einzelnen Rohrschlangenwindungen 13 sowie zwischen aufeinanderfolgenden Serpentinen-Flachrohren 12 sind wärmeleitfähige Wellrippen 8 durchgehend von der Blockvorderseite bis zur Blockrückseite mit optionalem Überstand eingebracht. Es versteht sich, daß hier wie auch im Beispiel der Fig. 4 und 5 stattdessen je eine Wellrippenreihe für jeden der beiden in Blocktiefenrichtung versetzten Rohrblockreihen vorgesehen sein kann, wobei in diesem Fall auch der Spalt zwischen den beiden Blockreihen frei bleiben kann. Statt dieser hälftigen Teilung.mit zwei gleich breiten Wellrippen können über die Rohrblocktiefe hinweg in jeder Wellrippenschicht selbstverständlich eine beliebige andere Anzahl von Wellrippen und/oder Wellrippen mit unterschiedlicher Breite eingesetzt werden, z.B. eine erste, sich über zwei Drittel der Rohrblocktiefe erstreckende und eine zweite, sich über das restliche Drittel der Rohrblocktiefe erstreckende Wellrippe. In jedem Fall begünstigt der Spalt die Kondenswasserabscheidung des Verdampfers.
  • Wie aus den Fig. 4 und 5 zu erkennen, entspricht auch in diesem Beispiel die Höhe der Wärmeleitrippen 8 und damit der Stapelabstand benachbarter, geradliniger Flachrohrabschnitte sowohl innerhalb eines Serpentinen-Flachrohres 13 als auch zwischen zwei benachbarten Serpentinen-Flachrohren 13 in etwa der gegenüber der Flachrohrbreite b deutlich geringeren Höhe c des Umkehrbogenabschnitts 3'. Die in diesem Fall gewählte Tordierung der wiederum auf derselben Blockseite mündenden Flachrohrenden 6 von 90° kollidiert mit dieser geringen Stapelhöhe nicht, da die Serpentinen-Flachrohre 13 aufgrund ihrer Rohrschlangenabschnitte 12 insgesamt jeweils eine gegenüber der Flachrohrbreite größere Höhe in Stapelrichtung z aufweisen. Die rechtwinklige Tordierung der Enden 6 um 90° ermöglicht, wie erwähnt, die Verwendung besonders schmaler Sammelkanäle bzw. diese bildende Sammelrohre. In Fig. 5 ist ein solches vorderseitiges Sammelrohr 7 dargestellt, in das die vordere Reihe der Flachrohrenden 6 einmündet. Zudem können wie in Fig. 5 dargestellt die Serpentinen-Flachrohre 13 mit dem Flachrohr 1 der Fig. 1 und 2 kombiniert werden.
  • Zu den beiden gezeigten Flachrohrgestaltungen sind zahlreiche weitere Alternativen möglich. So kann das Flachrohr zwei oder mehr Umkehrbogenabschnitte und dementsprechende Umlenkungen aufweisen.
  • Zudem kann das Serpentinen-Flachrohr 13 von Fig. 5 dahingehend modifiziert werden, daß durch mindestens eine weitere Serpentinenwindung im einen und/oder im anderen Serpentinenrohrabschnitt das betreffende Flachrohrende 6 auf der dem Umkehrbogenabschnitt 3 gegenüberliegenden Blockseite zu liegen kommt. In einer weiteren Realisierung kann ein Serpentinen-Flachrohr 13 der Art von Fig. 5, jedoch mit einem oder mehreren zusätzlichen Umkehrbogenabschnitten 3 vorgesehen sein, um damit einen in Blocktiefenrichtung mindestens dreiteiligen Rohrblock für einen Serpentinen-Wärmeübertrager aufzubauen. Je nach Anwendungsfall können die Flachrohrenden 6 auch untordiert belassen werden.
  • In denjenigen Ausführungsbeispielen, in denen die Flachrohrenden 6 auf derselben Blockseite ausmünden, kann statt zweier Sammelrohre 7 oder eines gemeinsamen Sammelrohrs, in das bei der Herstellung eine Längstrennwand separat eingebracht wird, ein Zweikammer-Sammelrohr verwendet werden, welches bereits im Fertigungsstadium zwei getrennte, längsverlaufende Hohlkammern aufweist. Es ist aus einem extrudierten Profil gefertigt und beinhaltet integral zwei voneinander getrennte Längskammern, welche die Sammelkanäle für den betreffenden Wärmeübertrager bilden. Dazu sind, wie auch in den anderen Samelrohrausführungen, geeignete umfangsseitige Schlitze in das Sammelrohr 7 einzubringen, in welche die Flachrohrenden 6 dicht eingefügt werden.
  • Je nach Wärmeübertragertyp können zudem Sammelrohre verwendet werden, die mittels entsprechender Querwände mehrere, in der Blockhochrichtung z voneinander getrennte Sammelkanäle beinhalten. Dadurch werden die Flachrohre im Rohrblock zu mehreren Gruppen derart zusammengefaßt, daß die Rohre einer Gruppe parallel und die verschiedenen Rohrgruppen seriell durchströmt werden. Ein zugeführtes Temperiermedium strömt von einem eintrittsseitigen Sammelkanal in die Gruppe der dort mündenden Flachrohre und gelangt dann an deren anderem Ende in einen als Umlenkraum fungierenden Sammelkanal, in den neben dieser ersten Gruppe eine zweite Flachrohrgruppe einmündet, in die das Temperiermedium dann umgelenkt wird. Dies kann durch entsprechende Positionierung der Querwände in einem oder beiden Sammelrohren in beliebiger Weise bis zu einem austrittsseitigen Sammelkanal fortgesetzt werden, über den das Temperiermedium dann den Rohrblock verläßt.
  • Die obige Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele zeigt, daß sich mit den erfindungsgemäßen Flachrohren sehr kompakte, druckstabile Flachrohrblöcke in einlagiger Bauweise oder Serpentinenbauweise mit hohem Wärmeübertragungsvermögen herstellen lassen. Damit hergestellte Wärmeübertrager eignen sich z.B. auch für mit vergleichsweise hohem Druck arbeitende CO2-Klimaanlagen, wie sie zunehmend für Kraftfahrzeuge in Betracht gezogen werden.

Claims (14)

  1. Flachrohr-Wärmeübertrager für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit einem Rohrblock (9) mit einem oder mehreren in einer Stapelrichtung (z) übereinandergestapelten Flachrohren (1), wobei seitlich am Rohrblock (9) entlang der Stapelrichtung (z) verlaufende Sammelkanäle (7) angeordnet sind, in welche die Flachrohre (1) mit je einem Ende (6) münden, wobei das Flachrohr mit einem Umkehrbogenabschnitt (3) versehen ist, in welchem das Flachrohr (1) derart umgebogen ist, dass seine beiden daran anschließenden, planen Rohrabschnitte (2a, 2b) in Längsrichtung mit entgegengesetzten Durchströmungsrichtungen (4a, 4b) parallel zueinander verlaufen und in der gleichen Ebene oder in parallel versetzten x-y-Ebenen liegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrbogenabschnitt (3) dadurch erhalten wird, dass das anfängliche geradlinige Flachrohrprofil der Breite b im Bereich eines Versatzbereichs U in der Flachrohrebene parallel zur Rohrerstreckung um einen Weg s verschoben wird, der sich aus der Rohrbreite b und einem gewünschten Abstand d zwischen den Flachrohrabschnitten (2a, 2b) nach der Umformung zusammensetzt, wobei der Übergang zwischen den Flachrohrabschnitten (2a,2b) und dem Umkehrbogenabschnitt (3) unter einem vorgebbaren Winkel (α) erfolgt.
  2. Flachrohr-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Winkel 90° ist.
  3. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) und/oder der Weg (s) durch mindestens einen Biegevorgang um mindestens eine Biegeachse (B) erreicht ist, die senkrecht zur Flachrohrebene verläuft.
  4. Flachrohr-Wärmeübertrager nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Flachrohrs (1) durch zwei Biegevorgänge um zwei Biegeachsen (B1, B2) erreicht ist, die vor oder nach dem Hauptbiegevorgang um die erste Biegeachse (A) durchgeführt sind, wobei die erste Biegeachse (A) in der Mitte eines Versatzbereiches (U) verläuft.
  5. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, an den Umkehrbogenabschnitt (3) anschließenden, planen Rohrabschnitte (2a, 2b) in zueinander parallelen Ebenen senkrecht zur Stapelrichtung (z) liegend mit einem Abstand (d) angeordnet sind,
  6. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Umformungsschritt der Umkehrbogenabschnitt (3) so umgeformt ist, dass die beiden Rohrschenkel (2a, 2b) nebeneinander und parallel mit dem Abstand (d) in einer gleichen Ebene liegen.
  7. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrbogenabschnitt (3) symmetrisch oder unsymmetrisch umgeformt wird.
  8. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) in Querrichtung (y) zwischen 0,2 mm und 20 mm ist.
  9. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Umkehrbogenabschnitt (3) eine der Luft zugewandte Seite des Flachrohrabschnitts (2a) zu einer der Luft zugewandten Seite des Flachrohrabschnitts (2b) wird und eine der Luft abgewandte Seite des Flachrohrabschnitts (2a) zu einer der Luft abgewandten Seite des Flachrohrabschnitts (2b) wird.
  10. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Umkehrbogenabschnitt (3) eine Rohrunterseite des Rohrabschnitts (2a) zur Rohroberseite des Rohrabschnitts (2b) wird und eine Rohroberseite des Rohrabschnitts (2a) zur Rohrunterseite des Rohrabschnitts (2b) wird.
  11. Fiachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flachrohrenden (6) auf derselben oder auf gegenüberliegenden Seiten liegen und wenigstens eines der beiden Rohrenden (6a, 6b) um einen Winkel zwischen 0° und 90° tordiert ist.
  12. Flachrohr-Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden, über den Umkehrbogenabschnitt (3) miteinander verbundenen Rohrabschnitte (2a, 2b) eine in Stapelrichtung (z) gewundene Rohrserpentine (12) bildet.
  13. Flachrohr-Wärmeübertrager (10) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager ein Gaskühler ist.
  14. Flachrohr-Wärmeübertrager (10) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager ein Verdampfer ist.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006018688B4 (de) * 2006-04-13 2009-08-27 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Verfahren zum Biegen von Multiportrohren für Wärmeübertrager
US20080302518A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Joseph Durdel Flat tube heat exchanger
WO2010072221A2 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Noise Limit Aps Cooling device with bended flat tube and related manufacturing method
DE602009001094D1 (de) * 2009-02-17 2011-05-26 Abengoa Solar New Tech Sa Fahnenwärmetauscher
CN101850391B (zh) * 2009-03-31 2012-07-04 三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司 扁管加工方法及扁管、热交换器加工方法及热交换器
DE102009047620C5 (de) * 2009-12-08 2023-01-19 Hanon Systems Wärmeübertrager mit Rohrbündel
CN101846465B (zh) * 2010-04-13 2011-11-09 三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司 换热器
CN101936672B (zh) * 2010-09-15 2012-09-19 三花控股集团有限公司 具有改善的表面空气流场分布均匀性的换热器
CN201945091U (zh) * 2010-11-18 2011-08-24 三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司 一种换热器
CN103644685A (zh) * 2013-12-26 2014-03-19 杭州三花微通道换热器有限公司 换热器和具有该换热器的多制冷***空调
KR20170087920A (ko) * 2014-11-25 2017-07-31 사파 에이에스 멀티 포트 압출 튜브 구성
US20160363387A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Phase-change material heat exchanger
CN113654394A (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 浙江酷灵信息技术有限公司 换热器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2209325C3 (de) * 1970-05-18 1978-08-03 Noranda Metal Industries Inc., Bellingham, Wash. (V.St.A.) Wärmeaustauschrohr
JP3043051B2 (ja) * 1990-11-22 2000-05-22 昭和アルミニウム株式会社 熱交換装置
JP3305460B2 (ja) * 1993-11-24 2002-07-22 昭和電工株式会社 熱交換器
IT1272091B (it) * 1993-12-20 1997-06-11 Borletti Climatizzazione Procedimento per la piegatura di un tubo a sezione trasversale oblunga e scambiatore di calore con tubi a sezione oblunga piegati a u
DE19830863A1 (de) * 1998-07-10 2000-01-13 Behr Gmbh & Co Flachrohr mit Querversatz-Umkehrbogenabschnitt und damit aufgebauter Wärmeübertrager
US20030102113A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-05 Stephen Memory Heat exchanger for providing supercritical cooling of a working fluid in a transcritical cooling cycle

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