WO2003054466A1 - Wärmeübertrager, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2003054466A1
WO2003054466A1 PCT/EP2002/014581 EP0214581W WO03054466A1 WO 2003054466 A1 WO2003054466 A1 WO 2003054466A1 EP 0214581 W EP0214581 W EP 0214581W WO 03054466 A1 WO03054466 A1 WO 03054466A1
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heat exchanger
refrigerant
openings
plate
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Walter Demuth
Martin Kotsch
Michael Kranich
Hans Joachim Krauss
Hagen Mittelstrass
Karl-Heinz Staffa
Christoph Walter
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Behr Gmbh & Co.
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    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts

Definitions

  • Heat exchangers in particular for a motor vehicle
  • the invention relates to a heat exchanger with tubes and with an end piece, which has a tube sheet consisting of plates.
  • Such a heat exchanger is described for example in EP 0 563 471 A1.
  • the heat exchanger there is designed as a two-row flat tube evaporator, through which two-flow flows. Corrugated fins are located between the flat tubes, and ambient air flows over them. The refrigerant flows through the
  • the main flow direction of the air is seen from the rear flat tube row first from top to bottom and is then collected and deflected by means of a deflection device against the flow direction of the air, enters the first, ie front, flat tube row and flows through it from bottom to top.
  • the refrigerant is thus deflected “in the depth”, ie counter to the direction of flow of the air.
  • the flow paths for the refrigerant each comprise two sections, each section corresponding to a pipe length.
  • the refrigerant is distributed and collected by a collector and distribution device, which is formed by a multiplicity of layers, soldered plates is formed.
  • This is essentially a base plate, an overlying distributor plate with a longitudinally extending partition and a cover plate with an inlet and outlet opening for the refrigerant.
  • disposed on "the opposite side of the deflection device is constructed from individual plates. This results in a low overall height for this evaporator.
  • a so-called stop plate is optionally provided, which is in each case placed on the bottom plate and forms a stop for the tube ends.
  • the disadvantage of this type of evaporator is that the refrigerant is due to the fact that over the entire width of the
  • Evaporator extending distribution or collection chamber is distributed unevenly on the individual tubes.
  • the double-row design requires increased assembly effort.
  • EP 0 634 615 A1 has proposed a so-called divider plate with individual openings for distributing the refrigerant to the individual tubes. This results in a more even distribution of the refrigerant on the pipes, but this is paid for by an increased number of plates and thus higher material and assembly costs.
  • No. 5,242,016 describes an evaporator with a refrigerant distribution through channels in a multiplicity of plates, which likewise contribute to a more uniform distribution of the refrigerant on heat exchanger tubes.
  • this is a very big one
  • This evaporator is designed in a single row, with multi-chamber flat tubes, which are flowed through both upwards and downwards, which is made possible by a deflection device located at the lower end of the tube.
  • a disadvantage of this ⁇ evaporator construction is the high number of plates having relatively narrow channels, which means on the one hand additional weight and on the other hand involves the risk that the channels of the collector case run during soldering, ie blocked by solder.
  • EP 1 221 580 A2 describes an evaporator for a fuel cell system which comprises a head piece which has a base plate and a cover plate fastened thereon. Fuel reaches a fuel distribution chamber via a connecting part, from there into guide channels and through openings in the base plate into heat-receiving channels of the evaporator.
  • the plates of this fuel vaporizer are
  • the number of headers is small, but very expensive to manufacture.
  • the heat absorption channels are exposed to fuel very unevenly.
  • the object of the invention is to provide a heat exchanger in which a simple and / or light construction and, if appropriate, at the same time a uniform distribution of a medium over several flow paths and / or a pressure-stable construction of the heat exchanger can be realized.
  • This is detailed in the tubes of heat transfer passages through which the first medium can be conducted, wherein a single tube either a 'Wärmeübertragungskarnal "barren Kammersrohr as a s-called Meh more adjacent heat transfer channels having.
  • the pipes can thereby have a circular, an oval, a substantially rectangular or have any other cross-section, for example the tubes are designed as flat tubes.
  • fins in particular corrugated fins, may be arranged between the tubes, the tubes and the fins being in particular solderable to one another.
  • the heat exchanger for example as an evaporator of a refrigerant circuit, in particular a motor vehicle air conditioning system.
  • the first medium is a refrigerant, for example R134a or R744
  • the second medium is air, heat being transferred from the air to the refrigerant.
  • the heat exchanger is also suitable for other media, where appropriate the heat can also be transferred from the first to the second medium.
  • the first medium being able to be conducted from a first to a second collecting chamber.
  • the first medium can be conducted along one or more flow paths, which may consist of several sections.
  • a flow path section in the sense of the invention is to be understood as meaning one or more heat transmission channels which run from one side of the heat exchanger to an opposite side and are hydraulically connected in parallel to one another.
  • Heat transfer channels of a flow path section are For example, arranged in a single tube, an arrangement of the heat transfer channels distributed over several tubes
  • the heat exchanger has an end piece with a tube sheet, which consists of adjacent plates, namely a base plate, a deflection plate and a cover plate.
  • the base plate can be connected to ends of the tubes, in that the base plate has cutouts, for example, into which the tube ends can be received.
  • Base plate conceivable, for example by extensions on the edges of recesses in the base plate, so that the tubes can be plugged onto the extensions.
  • Recesses in the deflection plate serve to form through-channels and / or deflection channels which can be closed in a fluid-tight manner with respect to the surroundings of the heat exchanger with a cover plate.
  • the plate structure of the tube sheet enables a very pressure-stable construction of the end piece and the entire heat exchanger.
  • a first basic idea of the invention is to provide the end piece comprising the tube sheet with a collecting box which has at least one collecting chamber for the first medium in a housing.
  • flow path sections are connected to one another by means of deflection channels in the deflection plate.
  • the connection of the flow path sections to one or more hydraulically parallel flow paths can then be designed according to any requirements by using a single plate, namely the Deflection plate is configured according to the required flow path connection. Thanks to its modular design, the heat exchanger can be flexibly assembled for various applications.
  • a tube is inserted into the tube sheet up to a predetermined stop in order to achieve increased manufacturing reliability and thus simplified manufacture.
  • the stop is realized by a web between two recesses in the base plate, which can be received in a recess in a pipe end, the web being essentially as wide as that
  • the recess is advantageously somewhat wider than the web in order to facilitate insertion of the tube into the base plate.
  • the insertion depth of the pipe is given by the height of the recess in the pipe end.
  • the cut-out is particularly advantageously higher than the web, as a result of which the risk of undesired blockage of one or more heat transmission channels by solder located on the base plate during a soldering process is reduced.
  • the height difference is, for example, 1 mm or more, on the other hand should be less than the thickness of the deflection plate, since the tube would otherwise abut the cover plate.
  • a height difference that is approximately half the thickness of the deflection plate is advantageous.
  • Another basic idea of the invention is to design several plates of the tube sheet in one piece in order to reduce the number of manufacturing and, if appropriate, the material expenditure. Under certain circumstances, the tube sheet then only consists of a plate in which the base plate, the deflection plate and the cover plate are integrated.
  • the cost of materials for the tube sheet and thus also for the heat exchanger is reduced by adding one or more, preferably all, plates of the tube sheet Have recesses between feed-through and / or deflection channels, which are designed, for example, as openings or lateral notches.
  • the plates are advantageously severed between pass-through and / or deflecting channels, as a result of which the plates may disintegrate into many small partial plates. This enables a particularly light construction, which has an equally positive effect on the material costs and weight of the heat exchanger.
  • Pipes are simply or repeatedly formed to an even simpler design. This saves two tube-bottom connections and possibly a deflection channel in the area of the U-shaped forming. If U-tubes are used exclusively, it is even possible to save an end piece if all deflections are realized by tube forming on one side of the heat exchanger. In this case, the ends of a tube can be connected to the same base plate.
  • Another idea of the invention is the heat exchanger with exactly one.
  • end piece in which in particular a collecting box with two collecting chambers is integrated.
  • U-tubes By any conceivable hydraulic connection of tubes on one side of the heat exchanger opposite the exactly one end piece, for example by fitting suitably constructed caps onto several, in particular two, tubes.
  • a header box optionally integrated in the end piece, is soldered or welded to the cover plate in a fluid-tight manner.
  • the collecting box is formed in one piece with the cover plate, which simplifies production.
  • a particularly light construction is achieved by a tubular design of the collecting tank according to a further embodiment of the invention.
  • the cover plate has extensions on the edges of openings, which engage in openings in a housing of the collecting box.
  • the through-openings which are formed by the openings in the cover plate and in the header box housing which are aligned with one another have different flow cross sections. This enables the distribution of the first medium to be easily adapted to the flow conditions in the associated collecting chamber. In particular, a uniform distribution over several flow paths is desirable, but a deliberately uneven distribution is also conceivable, for example in the case of an uneven mass flow of the second medium over an end face of the heat exchanger.
  • the passage openings with different flow cross sections are arranged upstream of the heat transfer channels, as a result of which the flow in the flow paths is particularly easy to equalize.
  • the through openings on the outlet side can be made larger, for example with a flow cross section that corresponds to the flow cross section of the respective flow path.
  • the heat exchanger is used, for example, as an evaporator in a refrigerant circuit, the pressure conditions along the circuit are more advantageous for the " performance of the heat exchanger if flow cross sections are narrowed before the refrigerant is heated than if the flow cross sections were narrowed after the heating.
  • the flow cross sections of the passage openings are according to one
  • the flow cross sections can be adapted to a density distribution of the first medium within the relevant collection chamber.
  • the density of a medium in the sense of the invention is to be understood as the physical density in the case of single-phase media, while in the case of multi-phase media, for example in the case of media which are partly liquid and partly gaseous, a density averaged over the respective volume in question is to be understood.
  • the cross-sectional areas of the first and second collecting chambers are different from one another in a preferred embodiment.
  • the cross-sectional areas of the collecting chambers are particularly preferably adaptable to the density ratios of the first medium in the chambers.
  • Main flow direction of the second medium are arranged side by side.
  • the interconnected flow path sections are aligned in the main flow direction of the second medium.
  • two flow path sections within a tube are connected to one another by a deflection channel. This means that the first medium flows through the tube in one direction and flows back through the same tube in the opposite direction.
  • the number of sections of at least one flow path can be divided by two. This means that a two-row arrangement of the flow path sections is easily interconnectable, in that the first half of the sections of a flow path are arranged in a first row and connected to one another by deflections in width, whereas the second half of the sections are arranged in a second row and also by
  • Deflections in width are interconnected, the two Halves of the flow path are connected by a deflection in the depth.
  • This deflection in depth takes place, for example, in a deflection channel of a deflection plate of a tube sheet on the side of the heat exchanger opposite the collecting chambers.
  • the number of sections of the flow path is particularly preferably divisible by four. This means that in a two-row arrangement of the flow path sections with the circuit described above, the deflection occurs in depth on the side of the heat exchanger on which the collection chambers are also located. This means that only one deflector plate of the heat exchanger needs to be configured if the heat exchanger is designed for specified requirements, while other components are adopted unchanged.
  • the first and last flow path sections within one or more rows of pipes are not acted upon as hydraulically first sections of flow paths, since the flow and / or pressure conditions of the first medium are unfavorable for exposure in the edge region of collecting chambers, which are usually arranged along rows of pipes of flow paths are.
  • two adjacent flow paths are mirror-symmetrical to one another.
  • Deflecting channels particularly preferably communicate at least two flow paths. This causes an additional compensation of the through-flow within the flow paths.
  • communication of the then possibly adjacent deflection channels is particularly easy to accomplish, for example by omitting a web which may otherwise be present between two deflection channels.
  • a flow cross section of a flow path changes during its course. This is very easy to achieve, for example, by connecting flow path sections with a few heat transfer channels via appropriately configured deflection channels to flow path sections with many heat transfer channels. It is particularly preferred to adapt the flow cross section of a flow path to a density of the first medium that changes along the flow path.
  • An embodiment is advantageous in which all sections of at least one flow path are aligned with one another in the main flow direction of the second medium. All flow paths of the heat exchanger are particularly advantageously designed in this way, which enables a purely counterflow design of the heat exchanger in a simple manner, namely by means of appropriately configured deflection channels in a deflection plate.
  • the heat exchanger consists of flat tubes through which a liquid and / or vaporous refrigerant flows, corrugated fins arranged between the flat tubes and exposed to ambient air, a collecting and distributing device for the supply and removal of the refrigerant, the collecting and distributor consists of a plurality of stacked, perforated plates, whereby refrigerant channels are formed, the ends of the
  • Flat tubes are held in receiving openings in a base plate and a deflection device for deflecting the refrigerant in the direction of flow of the ambient air, and the heat exchanger consists of a series of flat tubes, one flat tube each having two parallel ones
  • each flat tube has a groove at the end between the two flow sections in the middle of the flat tube end and that the base plate has webs between the receiving openings, the dimensions of which correspond in terms of height and width to the grooves " and one with each of the grooves
  • the deflection device is particularly preferably formed by a further base plate with receiving openings and webs which form a joint connection with the end groove of the flat tubes.
  • the deflection device additionally has a channel plate with continuous slits and a closed cover plate.
  • the collecting and distribution device particularly preferably has a duct plate with duct openings and webs between the duct openings, a cover plate with refrigerant inlet and outlet openings and a refrigerant supply and a refrigerant discharge duct, which are arranged parallel to one another and in the longitudinal direction of the heat exchanger , wherein the bottom plate, the channel plate and the cover plate are arranged one above the other such that the openings in the plates are flush with the flat tube ends.
  • the refrigerant inlet openings are particularly preferred as calibrated
  • the diameter of the bores is particularly variable.
  • the cover plate and the refrigerant supply and discharge channels are also preferably formed in one piece.
  • the heat exchanger which can be used in particular as an evaporator for motor vehicle air conditioning systems is, from flat tubes, which are flowed through by a liquid and / or vaporous refrigerant, arranged between the flat tubes, corrugated fins acted upon by ambient air, a collecting and distributing device for the supply and removal of the refrigerant, the collecting and distributing device consisting of a plurality " consists of ' stacked, perforated plates, whereby refrigerant channels are formed, the ends of the flat tubes are held in receiving openings of a base plate, and a deflection device for deflecting the refrigerant in the direction of flow of the ambient air.
  • the heat exchanger consists of a series of flat tubes , wherein in each case a flat tube has two parallel flow sections which can be flowed through in succession and are connected via the deflection device, and wherein the collecting and distributing device has a calibration device a. arranged between the refrigerant inlet and outlet uf, which is designed as a cover plate with calibration openings for the refrigerant distribution.
  • the calibration openings are preferably arranged on the refrigerant inlet side.
  • the calibration openings have different flow cross sections.
  • Flow cross-sections of the calibration openings in the direction of the pressure drop of the refrigerant in the supply channel are larger.
  • the flow cross sections of the calibration openings are particularly preferably variable as a function of the specific volume of the refrigerant or its vapor content.
  • the flat tubes are designed as serpentine segments and the deflection device is arranged in the collecting and distributing device.
  • Distribution device a channel plate with through channel openings for Deflection of the refrigerant and channel openings with webs, a cover plate with refrigerant inlet and outlet openings and a refrigerant supply and a refrigerant discharge channel.
  • the channel openings with webs are each aligned with the first flat tube end of the serpentine segment, whereas the continuous channel openings are aligned with the second flat tube end of the serpentine segment, the refrigerant inlet and outlet openings being aligned with the channel openings and the continuous channel openings being covered by the cover plate ,
  • the serpentine segments preferably have two or three deflections in width.
  • the flat tubes are designed as U-tubes, that is, each with a deflection (in width).
  • two U-tubes are connected in series on the refrigerant side, and two adjacent channel openings, which are assigned to a U-tube outlet and a U-tube inlet, are in refrigerant connection with one another through a transverse channel in the channel plate.
  • the width b of the channel openings in the channel plate is preferably greater than the width a of the receiving openings in the base plate.
  • the depth of the groove in the flat tube ends is also advantageously greater than the thickness of the base plate.
  • Width 200 to 360 mm, in particular. 260 to 315 mm
  • Pipe height 1 to 2.5 mm, in particular 1.4 to 1.8 mm
  • Heat transfer area 3 to 8 m 2 , in particular 4 to 6 m 2 lamella density with corrugated fins: 400 to 1000 m “1 , in particular 650 m " 1
  • Channel height 4 to 10 mm, especially 6 to 8 mm
  • Slat slot length 4 to 10 mm, in particular 6.6 mm
  • Thickness of the base plate 1 to 3 mm, in particular 1, 5 or 2 or 2.5 mm thickness of the deflection plate: 2.5 to 6 mm, in particular 3 or 3.5 or 4 mm
  • Cover plate thickness 1 to 3 mm, especially 1, 5 or 2 or 2.5 mm
  • Collection box diameter 4 to 10 mm, in particular 6 to 8 mm housing wall thickness of a collection box:
  • 1 is a parallel flow evaporator in an exploded view
  • 2 an evaporator with a serpentine segment (deflection in width)
  • FIG. 4 shows a section IV-IV through the evaporator according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a section V-V through evaporator according to FIG. 3,
  • 24 is a partial view of a heat exchanger
  • Fig. 25 is a tube sheet in a partial view.
  • Fig. 1 shows as a first embodiment an evaporator for a
  • This evaporator 1 is designed as a single-row flat tube evaporator and has a large number of flat tubes, of which only two flat tubes 2, 3 are shown.
  • These flat tubes 2, 3 5 are designed as extruded multi-chamber flat tubes which have a multiplicity of flow channels 4. All flat tubes 2, 3 have the same length I and the same depth t.
  • a groove 5, 6 is machined symmetrically to the central axis 2c in the flat tube 2.
  • Corrugated ribs 7 are continuous in the depth direction, but can also be interrupted, for example in the middle of the depth t, in order to ensure a better condensate drain and / or a thermal separation.
  • a base plate 8 is shown, in which a first row of slot-shaped openings 9a
  • openings 9a and 10a, 9b and 10b etc. lie one behind the other in the depth direction (air flow direction L) and leave webs 11a, 11b-11f between them. These webs 11a-11f correspond to the width of the width in the depth direction
  • deflection plate 12 In the drawing above the base plate 8, a so-called deflection plate 12 is shown, in which two rows of openings 13a -
  • the arrangement of the openings 13a-f and 14a-f corresponds to the arrangement of the openings 9a-9f and 10a-10f, however, with regard to their width b and depth, the openings 13a-f and 14a-f are larger than the corresponding dimensions of the openings 9a - 9f or 10a - 10f, each only one
  • cover plate 16 which has a first row of refrigerant inlet openings 17a-17f and a second row of refrigerant outlet openings 18a-18f.
  • - 17f u. 18a-18f are preferably designed as circular bores and adapted in terms of their diameter to the desired refrigerant distribution or flow rate.
  • the cover plate 16 there is a - collecting box 19 with a housing and in each case one collecting chamber 20, 21 for the supply and removal of the refrigerant.
  • the collection box has openings 22a-f and 23a-f on its underside for the two collection chambers, shown in dashed lines, which correspond in position and size to the openings 17a-f and 18a-f.
  • a further base plate 24 is shown, which, like the first base plate 8, has two rows of slot-shaped openings 25a-f and 26a-f. Between the openings 25a and 26a to 25f and 26f there are also webs 27a-f (partially covered), these webs corresponding in terms of their width in the depth direction to the width of the recess 6 in the end of the flat tube 2.
  • a further deflection plate 28 is shown, which has continuous deflection channels 29a-29f. These deflection channels 29a-f extend over the entire depth t of the flat tubes 2, 3.
  • cover plate 30 is shown in the drawing below, which has no openings, but rather closes the deflection channels 29a-29f with respect to the surroundings of the heat exchanger.
  • the individual parts of the evaporator 1 described above are assembled as follows: the base plate 8 is placed on the flat tube ends 2a, etc., so that the webs 11a-11f come to rest in the recesses 5 of the flat tube ends. The deflection plate 12, the cover plate 16 and the collecting box 19 with the collecting chambers are then via the base plate 8
  • the bottom plate 24 is on the Flat tube ends 2b pushed so that the webs 27a - 27f come to rest in the recesses 6; then the channel plate 28 and the cover plate 29 are added.
  • the evaporator 1 is soldered into a solid block in the soldering furnace.
  • the plates are held in their position relative to one another by a positive or non-positive bracing.
  • the course of the refrigerant flow is shown by way of example using a series of arrows V1-V5 on the front of the evaporator, by the deflection arrow U in the deflection channel 29c and the arrows R1, R2 and R3 on the rear of the evaporator 1.
  • the refrigerant in this case C0 2 , thus flows through the evaporator first on the front from top to bottom, in the front section 2d of the flat tube 2, in the lower tube plate consisting of the plates 24, 28, 30 in depth deflected and flows on the back of the evaporator 1, ie in the rear flow section 2e of the flat tube 2 from bottom to top, according to the arrows R1, R2 and R3 into the collecting chamber 21.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the invention, namely an evaporator 40, in which the aforementioned flat tubes are designed as serpentine segments 41.
  • a serpentine segment 41 consists of four flat tube legs 42, 43, 44 u. 45, which are connected to one another by three deflection arches 46, 47, 48.
  • Corrugated fins 49 are arranged between the individual flat tube legs 42-45.
  • the other parts of the evaporator are also shown in an exploded view, ie a base plate 50, a deflection plate 51, a cover plate 52 and collecting chambers 53, 54 for a refrigerant supply or removal.
  • the bottom plate 50 has a front row of slot-shaped openings 55a, 55b u.
  • a breakthrough 59b then follows adjacent to the deflection channel 61 and corresponds in size to the breakthrough 59a. It corresponds to the next flat tube serpentine segment, which is not shown here.
  • the cover plate 52 Above the deflection plate 51 is the cover plate 52, which has two refrigerant supply openings 62, 63 in the front row and two refrigerant outlet openings 64 u in the rear row. 65 has. The size and position of the latter correspond to the openings shown in dashed lines in the collecting chambers 53, 54 (without reference number).
  • the refrigerant flow path is illustrated by arrows: First, the refrigerant leaves the collecting chamber 53 via the arrow E1, then follows the arrows E2, E3, E4 and reaches the front flow section of the flat tube leg 42 and flows through the entire serpentine segment 41 on its front side and enters E6 from the last leg 45, enters the deflection channel 61, where it is deflected in depth in accordance with arrow U and then, following arrow R1, flows through the back of the serpentine segment, that is to say in the opposite direction to that on the front. Finally, this refrigerant flow arrives in the collecting chamber 54 via the arrow R2, ie through the opening 64.
  • This design means that the refrigerant is deflected across the width of the evaporator, i.e. transversely to the main flow direction of the air, first in the drawing from right to left on the front, and then from left to right on the back.
  • the serpentine segment section 41 shown in the drawing is followed by one or more serpentine segment sections, not shown.
  • Serpentine segment section 41 shown. Contrary to the above description, the width of the next one following this serpentine segment section 41 can also be flowed through in the opposite direction, i. H. in the drawing from left to right or from outside to inside. With a view of the front face of the evaporator, it would flow symmetrically from the outside inwards on the front, in the middle both refrigerant flows - in a common deflection channel, which then acts as a mixing chamber - can be brought together, diverted in depth and on the back again flow from the inside out.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, namely an evaporator 70, the flat tubes of which are formed from individual U-tubes 71 a, 71 b, 71 c, etc. It is therefore a serpentine segment section with a deflection and two legs 72 u. 73. The ends of these flat tube leg 72 u. 73 are fastened in an analogous manner, ie as described above, in a base plate 74 with corresponding receptacles.
  • a deflection plate 75 is arranged above the base plate 74, which alternately has two slot-shaped openings 76, 77 one behind the other in the depth direction, leaving a web 78, and a deflection channel 79 which is continuous in the depth direction.
  • the cover plate - analogous to the exemplary embodiments described above - is omitted in this illustration.
  • the refrigerant flows according to the arrows, i.e. the
  • Refrigerant enters the front flow section of the U-tube 71a at E, initially flows downward, is deflected below, then flows upward and arrives in the deflection channel 79, where it is deflected in accordance with the arrow U, then flows in on the rear below, is diverted there and then flows up again in order to pass through the opening 77 via the arrow A.
  • the supply and discharge of the refrigerant is described with reference to the following figure, corresponding to the sections IV - IV and V - V.
  • FIG. 4 shows a section along the line IV-IV through the evaporator according to FIG. 3, in an enlarged representation and supplemented by a cover plate 80 and a collecting box 81 and a collecting box 82.
  • the other parts are given the same reference numbers as in FIG. 3, ie the deflection plate 75, the base plate 74 and the flat tube leg 71c.
  • the deflection plate 75 has two openings 76c and 77c, which are separated from one another by the web 78c.
  • a refrigerant inlet opening 83 is provided, which is arranged with an aligned refrigerant opening 84 in the collecting box 81.
  • the header 82 there is a refrigerant outlet opening 85 in the cover plate 80 and an aligned refrigerant aperture 86 in the header 82 arranged.
  • the collecting boxes 81, 82 are soldered tightly and pressure-tight to the cover plate 80, as are the other parts 80, 75, 74 and 71 c.
  • Fig. 5 shows a further section along the line V - V in Fig. 3, i.e. through the deflection channel 79d.
  • the same parts are again designated with the same reference numbers. It can be seen that the refrigerant, represented by the arrows, in the left flat tube section flowing from bottom to top in the deflection channel 79d is deflected to the right and enters the right or rear section of the flat tube leg 71 c in order to flow there from top to bottom ,
  • FIG. 6 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, an evaporator 90, which in turn is constructed from U-tubes 91a, 91b, 91c, etc.
  • the ends of the U-tube legs are in turn - which is not shown in the drawing - received in a base plate 92, above which a deflection plate 93 is located.
  • the baffle plate 93 has a configuration of openings, in which each after two U-tubes, ie z. B. 91 a and 91 b, a pattern repeated. This pattern is described below, starting at the top left in the drawing: there are two openings 94 and 95 arranged one behind the other in the depth direction, and close in the width direction
  • the course of the refrigerant is represented by arrows: the refrigerant enters the front part of the left leg of the U-tube 91a at A and flows downward, is deflected, flows upward again and is in the baffle plate 93 via the transverse channel 101, ie the Arrow B following deflected into the next U-tube 91 b. There it flows downwards, is deflected, flows upwards again and arrives in the deflection channel 102, is deflected there in depth, following the arrow C, and then flows through the rear part of the two flat tube legs 91b and 91a, finally at D to resign.
  • the cover plate and the refrigerant supply and discharge are omitted here for the purpose of better illustration of the refrigerant flow.
  • each U-tube leg is accommodated in the base plate, so that a pressure-stable construction results.
  • a four or multiple deflection in width can also be realized according to this pattern, for which purpose only U-shaped flat tubes are required. The upper deflection therefore takes place in the channel plate 93.
  • FIG. 1 shows collecting chambers 20 and 21 and in FIG. 4 collecting boxes 81 and 82 for the supply and removal of refrigerant.
  • a distribution device according to DE 33 11 579 A1, i.e. to use a coiled profile body, or according to the applicant's DE 31 36 374 A1, a so-called insert body, so that a uniform refrigerant distribution and thus also a uniform temperature distribution on the evaporator is achieved. It can be advantageous if several, for example four, neighboring ones
  • Refrigerant inlet openings are supplied via a common chamber become; this makes it possible for a profile body with five channels, for example, to be supplied with four times five equal to 20 refrigerant inlet openings with refrigerant.
  • the (five) channels which initially run parallel to the axis, are each wound behind a group of refrigerant inlet openings (by approximately 72 °), so that " the adjacent chamber comes into contact with the next group of refrigerant inlet openings.
  • Fig. 7 shows a cross section of a heat exchanger 110 with an end piece 120, the bottom plate 130, a baffle plate 140, a
  • Cover plate 150 and header boxes 160, 170 A tube 180 is received in two openings 190, 200 in the base plate 130, a recess 210 in one end of the tube 180 abutting a web 220 of the base plate 130.
  • the recess 210 is somewhat higher than the web 220, so that the pipe end protrudes slightly beyond the base plate 130.
  • Heat transfer channels (not shown) in the pipe 180 communicate with through-channels 230, 240 in the deflection plate 140.
  • the through-channels 230, 240 are in turn via recesses 250, 260 in the cover plate 150 and recesses 270, 280 in the housings 290, 300 of the header boxes 160, 170 connected to collecting chambers 310, 320.
  • the edges of the recesses 250, 260 are provided with extensions 330, 340, which engage in the recesses 270, 280, whereby the header boxes 160, 170 are aligned with respect to the cover plate 150 such that the recesses 250 and 260 in of the cover plate 150 are aligned with the cutouts 270 and 280 in the header box housings 290, 300.
  • Fig. 8 shows a development of the heat exchanger from Fig. 6. Die
  • Configuration of deflection channels also has a pattern in the heat exchanger 410 that is repeated after every two U-tubes 420 and that has a flow path through the heat exchanger 410 equivalent.
  • two adjacent flow paths are arranged mirror-symmetrically to one another. This means that either the passage channels 430, 440 of a flow path 450 come to lie next to the passage channels 460, 470 of an adjacent flow path 480 or a deflection channel 490 of a flow path 500 lies next to a deflection channel 510 of an adjacent flow path 520.
  • Edge of the heat exchanger is particularly effective, since the flow conditions there may otherwise be particularly unfavorable for the
  • a heat exchanger is also possible to mix the first medium by means of a connecting channel between two adjacent deflection channels.
  • the flow paths 450, 480, 485, 500, 520, 550, 560 consist of eight sections each, whereas the flow path 445 consists of only four sections to reduce a pressure drop along the flow path 445, also because of the unfavorable flow conditions in the edge regions of a heat exchanger, in which case mixing with the adjacent flow path 450 is also appropriate.
  • FIG. 9 shows a further example of an interconnection pattern of flow path sections of a heat exchanger 610.
  • Flow path sections 620 on the inlet side 630 of the heat exchanger 610 have a smaller flow cross section than the flow path sections 640 on the outlet side 650.
  • this asymmetry serves to adapt the flow cross sections to the density of the first medium along the flow paths 660.
  • 10 shows a further example of an interconnection pattern of flow path sections of a heat exchanger 710, which is accomplished by configuring through-flow and deflection channels of a deflection plate 720.
  • the flow paths 730 and 740 are each aligned such that an entry and an exit of the first medium, given by feed-through channels 750, 760 or 770, 780, as far as possible from the edges 790 or 800 of the heat exchanger 710.
  • FIG. 11 shows a further example of an interconnection pattern of flow path sections of a heat exchanger 810, which is brought about by a configuration of pass-through and deflection channels 812, 814 of a deflection plate 820.
  • the flow path sections are in the order 1 (down) - 2 (up) - 3 (down) - 4 (up) - 5 (down) - 6
  • FIG. 12 shows a tube sheet 1010 with a cover plate 1020 and a plate 1030, which is formed by an integral configuration of a deflection plate with a base plate.
  • the cover plate 1020 has cutouts
  • FIGS. 13 and 14 show the tube sheet from FIG. 12 in a cross section or in a longitudinal section, in each case in the installed state with a tube 1070.
  • deflection channels 1140 are arranged for a deflection in depth.
  • the deflection plate is formed in one piece with the cover plate, as a result of which a plate 1220 is created.
  • the plate has a deflection channel 1230 for a deflection in depth, which is given by a curvature.
  • the base plate 1240 is also curved, so that the tube 1260 received in the recess 1250 of the base plate 1240 is held more firmly and thus more pressure-stable.
  • the tube 1260 abuts the edge 1270, 1280 of the deflection channel 1230, since the curvature in the plate 1220 is not as wide as the curvature in the plate 1240.
  • FIG. 17 shows a heat exchanger 1310 in a purely counterflow design.
  • the pure counterflow design is characterized in that
  • the heat exchanger 1310 has flow paths 1320, each with a deflection in depth and accordingly with two flow path sections that are aligned with one another in the main flow direction of the second medium.
  • the upper end piece 1330 has a tube plate 1340 and two collecting boxes, not shown for a better overview.
  • the tube sheet consists of a base plate 1350, a deflection plate 1360, which in this case only serves to pass the first medium, and a cover plate 1370 with openings 1380 for connection to the header boxes.
  • the lower end piece 1390 consists of only one plate 1400, in which a base plate, a deflection plate and a cover plate are integrated.
  • the structure of the plate 1400 is explained with the aid of the following FIGS. 18 and 19.
  • FIG. 18 shows a cross section
  • FIG. 19 shows a broken oblique view of the plate 1400 from FIG. 17.
  • a tube 1410 is received in a recess 1420, which also serves as a deflection channel for the first medium, the deflection channel passing through the area 1430 of the area Plate 1400 is closed.
  • the recess 1420 has edges 1440, 1450 which serve as a stop for the tube 1410. In this way, a one-piece tube sheet with a very simple construction and high pressure stability is provided.
  • the tube 1410 serves to represent two sections (downward 1460 and upward 1470) of one
  • FIG. 20 shows a similarly constructed tube sheet 1800, which is also constructed in one piece and has openings 1810 in the region of the cover plate in addition to the deflection channels 1820 and the tube stops 1830, in order to be able to be connected to one or two header boxes.
  • the invention enables a heat exchanger consisting of a series of tubes (for the realization of heat transfer channels), two plates (the tube sheets) and two
  • Figures 21 to 24 show design examples of a tube sheet with little material and thus associated with low material costs and low weight.
  • the tube sheet 2010 in FIG. 21 has cutouts formed as openings 2040 between the tube receiving cutouts 2020 with the tube stop edges 2030 for material savings.
  • the tube sheet 2110 in FIG lateral notches 2120 provided recesses.
  • the tube sheet 2210 in FIGS. 23 and 24 is completely severed between the tube receptacle cutouts 2220. In this case, the tubes 2230 may only be stabilized by the corrugated fins 2240.
  • FIG. 25 shows a further example of an interconnection pattern of flow path sections of a heat exchanger 2310, which is accomplished by configuring through-flow and deflection channels 2320, 2330 of a deflection plate 2340.
  • the flow path sections are in the order 1 (down) - 2 (up) - 3 (down) - 4 (up) - 5 (down) - 6 (up) interconnected.
  • a pipe for each flow path section.
  • a pipe preferably contains two or more flow path sections, for example the flow path sections 1, 4 and 5 or the flow path sections 2, 3 and 6.
  • flat pipes are particularly suitable for this purpose. Any further connection patterns of flow path sections are also conceivable via the shown.
  • the present invention has been partially described using the example of an evaporator. However, it is pointed out that the heat exchanger according to the invention is also suitable for other uses.

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Abstract

Wärmeübertrager mit Rohren (1) und zumindest einem Endstück, das einem Rohrboden aufweist, der eine Bodenplatte (8), eine Umlenkplatte (12) und eine Abdeckplatte (16) umfasst.

Description

Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit Rohren und mit einem Endstück, das einen aus Platten bestehenden Rohrboden aufweist.
Ein solcher Wärmeübertrager ist beispielsweise in der EP 0 563 471 A1 beschrieben. Der dortige Wärmeübertrager ist als zweireihiger Flachrohrverdampfer ausgebildet, der zweiflutig durchströmt wird. Zwischen den Flachrohren befinden sich Wellrippen, die von Umgebungsluft überströmt werden. Das Kältemittel durchströmt die in
Hauptströmungsrichtung der Luft gesehen hintere Flachrohrreihe zunächst von oben nach unten und wird dann gesammelt und mittels einer Umlenkeinrichtung entgegen der Strömungsrichtung der Luft umgelenkt, tritt in die erste, d. h. vordere Flachrohrreihe ein und durchströmt diese von unten nach oben. Bei dieser Bauart wird somit das Kältemittel „in der Tiefe", d. h. entgegen der Strömungsrichtung der Luft umgelenkt. Dadurch umfassen die Strömungspfade für das Kältemittel jeweils zwei Abschnitte, wobei jeder Abschnitt einer Rohrlänge entspricht. Die Verteilung und Sammlung des Kältemittels erfolgt durch eine Sammel- und Verteileinrichtung, die durch eine Vielzahl von aufeinander geschichteten, miteinander verlöteten Platten gebildet ist. Dabei handelt es sich im wesentlichen um eine Bodenplatte, eine darüberliegende Verteilerplatte mit einer in Längsrichtung verlaufenden Trennwand sowie einer Abdeckplatte mit Zu- und Abführöffnung für das Kältemittel. In ähnlicher Weise ist die auf " der entgegengesetzten Seite angeordnete Umlenkeinrichtung aus einzelnen Platten aufgebaut. Dadurch ergibt sich eine niedrige Bauhöhe für diesen Verdampfer. Zusätzlich ist optional eine sogenannte Anschlagplatte vorgesehen, die jeweils auf die Bodenplatte aufgelegt wird und einen Anschlag für die Rohrenden bildet. Nachteilig bei dieser Verdampferbauart ist, daß das Kältemittel aufgrund der sich über die gesamte Breite des
Verdampfers erstreckenden Verteil- bzw. Sammelkammer ungleichmäßig auf die einzelnen Rohre verteilt wird. Darüber hinaus erfordert die zweireihige Bauweise einen erhöhten Montageaufwand.
Man hat für einen ähnlichen Verdampfer in der EP 0 634 615 A1 eine sogenannte Teilerplatte mit einzelnen Öffnungen für die Verteilung des Kältemittels auf die einzelnen Rohre vorgeschlagen. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Verteilung des Kältemittels auf die Rohre erreicht, was jedoch durch eine vergrößerte Plattenanzahl und damit höheren Material- und Montageaufwand erkauft wird.
. In der US 5,242,016 wird ein Verdampfer mit einer Kältemittelverteilung durch Kanäle in einer Vielzahl von Platten beschrieben, die ebenfalls zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Kältemittels auf Wärmeübertragerrohre beitragen. Dafür ist jedoch eine sehr große
Plattenanzahl und ein hoher Herstellungsaufwand notwendig.
Durch die DE 100 20 763 A1 wurde eine weitere Verdampferbauart bekannt, die für einen Betrieb mit C02 als Kältemittel bestimmt ist und bei der ein druckfestes Sammlergehäuse dadurch erreicht werden soll, daß eine
Vielzahl von mit Durchbrechungen versehenen Platten aufeinander gestapelt und miteinander verlötet sind. Dieser Verdampfer ist einreihig ausgebildet, und zwar mit Mehrkammerflachrohren, die sowohl nach oben als auch nach unten durchströmt werden, was durch eine am unteren Rohrende befindliche Umlenkeinrichtung ermöglicht wird. Nachteilig bei dieser ~ Verdampferbauweise ist die hohe Anzahl an Platten mit relativ schmalen Kanälen, was einerseits zusätzliches Gewicht bedeutet und andererseits die Gefahr beinhaltet, daß die Kanäle des Sammlergehäuses beim Verlöten zulaufen, d. h. durch Lot verstopft werden.
In der EP 1 221 580 A2 ist ein Verdampfer für ein Brennstoffzellensystem beschrieben, der ein Kopfstück umfaßt, das eine Bodenplatte und eine daran befestigte Abdeckplatte aufweist. Brennstoff gelangt über ein Anschlußteil in eine Brennstoffverteilerkammer, von dort in Leitkanäle und über Durchbrüche in der Bodenplatte in Wärmeaufnahmekanäle des Verdampfers. Bei diesem Brennstoffverdampfer sind die Platten des
Kopfstücks in ihrer Anzahl gering, in ihrer Fertigung jedoch sehr aufwendig. Außerdem werden die Wärmeaufnahmekanäle je nach Druckverteilung in der Brennstoffverteilerkammer und in den Leitkanälen sehr ungleichmäßig mit Brennstoff beaufschlagt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager bereitzustellen, bei dem eine einfache und/oder leichte Bauweise und gegebenenfalls gleichzeitig eine gleichmäßige Verteilung eines Mediums auf mehrere Strömungspfade und/oder ein druckstabiler Aufbau des Wärmeübertragers realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen eines der nebengeordneten Ansprüche 1 , 14, 26, 29, 31 , 33 oder 36 gelöst.
Gemäß dieser Ansprüche weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager
Rohre auf, die von einem ersten Medium durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, so daß durch Wandungen der Rohre Wärme von dem ersten auf das zweite Medium oder umgekehrt übertragbar ist. Hierzu befinden sich in den Rohren Wärmeübertragungskanäle, durch die das erste Medium leitbar ist, wobei ein einzelnes Rohr entweder einen ' Wärmeübertragungskänal" öder als s genanntes Meh kammerrohr mehrere nebeneinanderliegende Wärmeübertragungskanäle aufweist. Die Rohre können dabei einen kreisförmigen, einen ovalen, einen im wesentlichen rechteckförmigen oder einen beliebigen anderen Querschnitt besitzen. Beispielsweise sind die Rohre als Flachrohre ausgebildet. Für eine Erhöhung des Wärmeübertrags sind gegebenenfalls Rippen, insbesondere Wellrippen, zwischen den Rohren angeordnet, wobei die Rohre und die Rippen insbesondere miteinander verlötbar sind.
Für den Wärmeübertrager sind verschiedene Verwendungen denkbar, beispielsweise als Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere einer Kraftfahrzeugklimaanlage. In diesem Fall ist das erste Medium ein Kältemittel, beispielsweise R134a oder R744, und das zweite Medium Luft, wobei Wärme von der Luft auf das Kältemittel übertragen wird. Der Wärmeübertrager ist aber auch für andere Medien geeignet, wobei gegebenenfalls die Wärme auch von dem ersten auf das zweite Medium übertragbar ist.
Gegebenenfalls sind zumindest zwei Sammelkammern vorhanden, wobei das erste Medium von einer ersten zu einer zweiten Sammelkammer leitbar ist. Das erste Medium ist entlang eines oder mehrerer Strömungspfade leitbar, die gegebenenfalls aus mehreren Abschnitten bestehen. Unter einem Strömungspfadabschnitt im Sinne der Erfindung ist ein oder mehrere Wärmeübertragungskanäle zu verstehen, die von einer Seite des Wärmeübertragers zu einer gegenüberliegenden Seite verlaufen und hydraulisch parallel zueinander geschaltet sind. Die
Wärmeübertragungskanäle eines Strömungspfadabschnittes sind beispielsweise in einem einzigen Rohr angeordnet, eine auf mehrere Rohre verteilte Anordnung der Wärmeübertragungskanäle eines
Strömungspfadabschnittes ist jedoch ebenso denkbar.
Desweiteren weist der Wärmeübertrager ein Endstück mit einem Rohrboden auf, der aus aneinanderliegenden Platten, nämlich einer Bodenplatte, einer Umlenkplatte und einer Abdeckplatte besteht. Die Bodenplatte ist mit Enden der Rohre verbindbar, indem die Bodenplatte beispielsweise Aussparungen aufweist, in die die Rohrenden aufnehmbar sind. Im Rahmen der Erfindung sind auch andere Arten der Verbindung zwischen Rohren und der
Bodenplatte denkbar, zum Beispiel durch Fortsätze an den Rändern von Aussparungen in der Bodenplatte, so daß die Rohre auf die Fortsätze aufsteckbar sind. Aussparungen in der Umlenkplatte dienen der Bildung von Durchleitkanälen und/oder von Umlenkkanälen, die gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers mit einer Abdeckplatte fluiddicht verschließbar sind. Durch die Plattenstruktur des Rohrbodens ist eine sehr druckstabile Bauweise des Endstücks und des gesamten Wärmeübertragers möglich.
Ein erster Grundgedanke der Erfindung ist es, das den Rohrboden umfassende Endstück mit einem Sammelkasten zu versehen, der in einem Gehäuse zumindest eine Sammelkammer für das erste Medium aufweist. Dadurch wird ein gegebenenfalls ohnehin notwendiges Bauteil in das Endstück integriert und eine kompakte und damit einfache Bauweise des Wärmeübertragers gewährleistet.
Gemäß eines zweiten Grundgedankens der Erfindung werden Strömungspfadabschnitte mittels Umlenkkanälen in der Umlenkplatte miteinander verbunden. Die Verschaltung der Strömungspfadabschnitte zu einem oder mehreren hydraulisch parallelen Strömungspfaden ist dann nach beliebigen Anforderungen auslegbar, indem eine einzige Platte, nämlich die Umlenkplatte, entsprechend der erforderlichen Strömungspfadverschaltung konfiguriert wird. Somit ist der Wärmeübertrager durch seine modulare Bauweise für verschiedene Anwendungen flexibel aufbaubar.
Nach einem anderen Grundgedanken der Erfindung wird ein Rohr bis zu einem vorgegebenem Anschlag in den Rohrboden eingeführt, um eine erhöhte Fertigungssicherheit und damit eine vereinfachte Herstellung zu erzielen. Der Anschlag wird durch einen Steg zwischen zwei Aussparungen in der Bodenplatte verwirklicht, der in eine Aussparung in einem Rohrende aufnehmbar ist, wobei der Steg im wesentlichen genauso breit ist wie die
Aussparung in dem Rohrende. Vorteilhafterweise ist die Aussparung etwas breiter als der Steg, um ein Einstecken des Rohres in die Bodenplatte zu erleichtern. Die Einstecktiefe des Rohres ist durch die Höhe der Aussparung in dem Rohrende gegeben. Besonders vorteilhaft ist die Aussparung höher als der Steg, wodurch die Gefahr einer ungewünschten Verstopfung eines oder mehrerer Wärmeübertragungskanäle durch auf der Bodenplatte befindliches Lot während eines Lötprozesses verringert wird. Der Höhenunterschied ist beispielsweise 1 mm oder mehr, sollte andererseits geringer sein als die Dicke der Umlenkplatte, da das Rohr sonst an die Abdeckplatte anstößt. Vorteilhaft ist ein Höhenunterschied, der in etwa halb so groß ist wie die Dicke der Umlenkplatte.
Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist es, mehrere Platten des Rohrbodens einstückig zu gestalten, um die Anzahl den Fertigungs- und gegebenenfalls den Materialaufwand zu reduzieren. Unter Umständen besteht der Rohrboden dann nur aus einer Platte, in die die Bodenplatte, die Umlenkplatte und die Abdeckplatte integriert sind.
Gemäß eines weiteren Erfindungsgedankens wird der Materialaufwand für den Rohrboden und damit auch für den Wärmeübertrager reduziert, indem eine oder mehrere, bevorzugt alle Platten des Rohrbodens zusätzliche Aussparungen zwischen Durchleit- und/oder Umlenkkanälen aufweisen, die beispielsweise als Durchbrüche oder seitliche Einkerbungen ausgebildet sind. Vorteilhaft sind die Platten zwischen Durchleit- und/oder Umlenkkanälen durchtrennt, wodurch die Platten unter Umständen in viele kleine Teilplatten zerfallen. Dadurch wird eine besonders leichte Bauweise ermöglicht, die sich auf Materialkosten und Gewicht des Wärmeübertragers gleichermaßen positiv auswirkt.
Eine vereinfachte Bauweise wird nach einem weiteren Grundgedanken der Erfindung auch durch U-förmig umgeformte Rohre ermöglicht, wobei die
Rohre einfach oder zu einer noch einfacheren Bauweise mehrfach umgeformt sind. Dadurch wird im Bereich der U-förmigen Umformung zwei Rohr-Boden-Verbindungen und gegebenenfalls ein Umlenkkanal eingespart. Bei ausschließlicher Verwendung von U-Rohren ist es sogar möglich, ein Endstück einzusparen, wenn auf einer Seite des Wärmeübertragers sämtliche Umlenkungen durch Rohrumformungen verwirklicht sind. In diesem Fall sind die Enden jeweils eines Rohres mit derselben Bodenplatte verbindbar.
Ein weiterer Erfindungsgedanke ist es, den Wärmeübertrager mit genau einem . Endstück zu versehen, in das insbesondere ein Sammelkasten mit zwei Sammelkammern integriert ist. Dies ist außer durch Verwendung von U- Rohren durch jede denkbare hydraulische Verbindung von Rohren auf einer dem genau einen Endstück gegenüberliegenden Seite des Wärmeübertragers möglich, beispielsweise durch Aufsetzen von geeignet aufgebauten Kappen auf jeweils mehrere, insbesondere zwei Rohre.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein gegebenenfalls in das Endstück integrierter Sammelkasten mit der Abdeckplatte fluiddicht verlötet oder verschweißt. Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Sammelkasten mit der Abdeckplatte einstückig ausgebildet, wodurch die Fertigung vereinfacht wird. Eine besonders leichte Bauweise wird durch eine rohrförmige Ausbildung des Sammelkastens gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erreicht. Besonders bevorzugt weist die Abdeckplatte an Rändern von Durchbrüchen Fortsätze auf, die in Durchbrüche eines Gehäuses des Sammelkastens eingreifen. Umgekehrt ist es nach einer weiteren Ausführungsform möglich, Durchbrüche des Sammelkastengehäuses mit Fortsätzen zu versehen, die in Durchbrüche der Abdeckplatte eingreifen. In beiden Fällen ist die Fertigungssicherheit durch eine Ausrichtung der miteinander fluchtenden Durchbrüche in der Abdeckplatte und in dem Sammelkastengehäuse erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Durchtrittsöffnungen, die durch die miteinander fluchtenden Durchbrüche in der Abdeckplatte und in dem Sammelkastengehäuse gebildet werden, unterschiedliche Strömungsquerschnitte auf. Dadurch wird auf einfache Weise eine Anpassung der Verteilung des ersten Mediums an die Strömungsverhältnisse in der zugehörigen Sammelkammer ermöglicht. Insbesondere eine gleichmäßige Verteilung auf mehrere Strömungspfade ist dabei erstrebenswert, wobei aber auch eine bewußt ungleichmäßige Verteilung denkbar ist, beispielsweise bei ungleichmäßigem Massenstrom des zweiten Mediums über eine Stirnfläche des Wärmeübertragers.
Vorteilhafterweise sind die Durchtrittsöffnungen mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten stromaufwärts der Wärmeübertragungskanäle angeordnet, wodurch die Strömung in den Strömungspfaden besonders einfach ausgleichbar ist. Wenn Durchströmmengen durch die Strömungspfade auf einer Eintrittsseite für das erste Medium geregelt werden, sind die Durchtrittsöffnungen auf der Austrittsseite größer gestaltbar, beispielsweise mit einem Strömungsquerschnitt, der dem Strömungsquerschnitt des jeweiligen Strömungspfades entspricht. Wird der Wärmeübertrager beispielsweise als Verdampfer in einem Kältemittelkreislauf verwendet, sind die Druckverhältnisse entlang des Kreislaufs vorteilhafter für die "Leistungsfähigkeit des Wärmeübertragers, wenn Strömungsquerschnitte vor einer Erwärmung des Kältemittels eingeengt sind, als bei einer Einengung der Strömungsquerschnitte nach der Erwärmung.
Die Strömungsquerschnitte der Durchtrittsöffnungen sind gemäß einer
Ausgestaltung an eine Druckverteilung des ersten Mediums innerhalb der betreffenden Sammelkammer anpaßbar. Bei einer anderen Ausgestaltung sind die Strömungsquerschnitte an eine Dichteverteilung des ersten Mediums innerhalb der betreffenden Sammelkammer anpaßbar. Unter der Dichte eines Mediums im Sinne der Erfindung ist bei einphasigen Medien die physikalische Dichte zu verstehen, während bei mehrphasigen Medien, beispielsweise bei Medien, die teilweise flüssig und teilweise gasförmig vorliegen, eine über das jeweils betreffende Volumen gemittelte Dichte zu verstehen ist.
Aus ähnlichen Gründen sind die Querschnittsflächen der ersten und der zweiten Sammelkammer bei einer bevorzugten Ausführung voneinander verschieden. Besonders bevorzugt sind die Querschnittsflächen der Sammelkammern an die Dichteverhältnisse des ersten Mediums in den Kammern anpaßbar.
Weitere Ausführungformen des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers beziehen sich auf die Verschaltung der Strömungspfadabschnitte mittels Umlenkkanälen in der Umlenkplatte. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden durch einen Umlenkkanal Strömungspfadabschnitte miteinander verbunden, die in
Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums nebeneinander angeordnet sind. Man spricht dann von einer Umlenkung in der Breite. Dadurch ist es möglich, mehrere oder eventuell alle Strömungspfadabschnitte innerhalb einer Reihe beziehungsweise innerhalb einer Rohrreihe miteinander zu einem Strömungspfad zu verbinden. Dies führt zu einer zumindest teilweisen Serpentinenbauweise des Wärmeübertragers. Bei einer anderen Ausgestaltung fluchten die miteinander verbundenen Strömungspfadabschnitte in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums.
Man spricht dann von einer Umlenkung in der Tiefe. Dadurch ist es möglich, Strömungspfade für das erste Medium parallel oder antiparallel zur Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums zu verschalten. Dies führt zu einer zumindest teilweisen Gegenstrombauweise des Wärmeübertragers.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden durch einen Umlenkkanal zwei Strömungspfadabschnitte innerhalb eines Rohres miteinander verbunden. Das bedeutet, daß das erste Medium in einer Richtung durch das Rohr strömt und in Gegenrichtung durch dasselbe Rohr zurückströmt. Durch eine Verwendung von Rohren mit vielen Wärmeübertragungskanälen wird so die Gesamtanzahl der Rohre und damit der Fertigungsaufwand verringert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzahl der Abschnitte zumindest eines Strömungspfades durch zwei teilbar. Dies bedeutet, daß eine zweireihige Anordnung der Strömungspfadabschnitte einfach verschaltbar ist, indem die erste Hälfte der Abschnitte eines Strömungspfades in einer ersten Reihe angeordnet und durch Umlenkungen in der Breite miteinander verbunden ist, wohingegen die zweite Hälfte der Abschnitte in einer zweiten Reihe angeordnet und ebenfalls durch
Umlenkungen in der Breite miteinander verbunden ist, wobei die beiden Hälften des Strömungspfades durch eine Umlenkung in der Tiefe verbunden sind. Diese Umlenkung in der Tiefe geschieht beispielsweise in einem Umlenkkanal einer Umlenkplatte eines Rohrbodens auf der den Sammelkammern gegenüberliegenden Seite des Wärmeübertragers. Besonders bevorzugt ist die Anzahl der Abschnitte des Strömungspfades durch vier teilbar. Dies bedeutet, daß bei einer zweireihigen Anordnung der Strömungspfadabschnitte mit der oben beschriebenen Verschaltung die Umlenkung in der Tiefe auf der Seite des Wärmeübertragers geschieht, auf der sich auch die Sammelkammern befinden. Dadurch ist nur eine Umlenkplatte des Wärmeübertragers zu konfigurieren, wenn der Wärmeübertrager für vorgegebene Anforderungen ausgelegt wird, während andere Bauteile unverändert übernommen werden.
Bei einer Ausgestaltung werden die ersten und letzten Strömungspfadabschnitte innerhalb einer oder mehrerer Rohrreihen nicht als hydraulisch erste Abschnitte von Strömungspfaden beaufschlagt, da im Randbereich von Sammelkammern, die üblicherweise entlang Rohrreihen angeordnet sind, die Strömungs- und/oder Druckverhältnisse des ersten Mediums ungünstig für eine Beaufschlagung von Strömungspfaden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung verlaufen zwei benachbarte Strömungspfade spiegelsymmetrisch zueinander. Besonders bevorzugt kommunizieren Umlenkkanäle zumindest zweier Strömungspfade. Dadurch wird innerhalb der Strömungspfade ein zusätzlicher Ausgleich der Durchströmung bewirkt. Bei einem spiegelsymmetrischen Verlauf der miteinander kommunizierenden Strömungspfade ist eine Kommunikation der dann gegebenenfalls benachbarten Umlenkkanäle besonders einfach zu bewerkstelligen, beispielsweise durch ein Weglassen eines Steges, der unter Umständen ansonsten zwischen zwei Umlenkkanälen vorhanden ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ändert sich ein Strömungsquerschnitt eines Strömungspfades während seines Verlaufes. Dies ist sehr einfach zu verwirklichen, indem beispielsweise Strömungspfadabschnitte mit wenigen Wärmeübertragungskanälen über entsprechend konfigurierte Umlenkkanäle mit Strömungspfadäbschnitten mit vielen Wärmeübertragungskanälen verbunden werden. Besonders bevorzugt ist eine Anpassung des Strömungsquerschnitts eines Strömungspfades an eine sich entlang des Strömungspfades ändernde Dichte des ersten Mediums.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der alle Abschnitte zumindest eines Strömungspfades in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums miteinander fluchten. Besonders vorteilhaft sind alle Strömungspfade des Wärmeübertragers in dieser Weise ausgebildet, wodurch eine reine Gegenstrombauweise des Wärmeübertragers auf einfache Weise, nämlich durch entsprechend konfigurierte Umlenkkanäle in einer Umlenkplatte, ermöglicht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Wärmeübertrager aus Flachrohren, die von einem flüssigen und/oder dampfförmigen Kältemittel durchströmt werden, zwischen den Flachrohren angeordneten, von Umgebungsluft beaufschlagten Wellrippen, einer Sammel- und Verteileinrichtung für die Zufuhr und die Abfuhr des Kältemittels, wobei die Sammel- und Verteileinrichtung aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten, durchbrochenen Platten besteht, wodurch Kältemittelkanäle gebildet werden, wobei die Enden der
Flachrohre in Aufnahmeöffnungen einer Bodenplatte gehalten sind und einer Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Kältemittels in Strömungsrichtung der Umgebungsluft, und wobei der Wärmeübertrager aus einer Reihe von Flachrohren besteht, wobei jeweils ein Flachrohr zwei parallel verlaufende
Strömungsabschnitte, die nacheinander durchströmt und über die Umlenkeinrichtung verbunden sind, aufweist, wobei jedes Flachrohr endseitig eine Nut zwischen den beiden Strömungsabschnitten in der Mitte des Flachrohrendes aufweist und daß die Bodenplatte zwischen den Aufnahmeöffnungen Stege aufweist, die in ihren Abmessungen bezüglich Höhe und Breite den Nuten" entsprechen und mit den Nuten jeweils eine
Fügeverbindung bilden.
Besonders bevorzugt wird die Umlenkeinrichtung durch eine weitere Bodenplatte mit Aufnahmeöffnungen und Stegen gebildet, die mit der endseitigen Nut der Flachrohre eine Fügeverbindung bilden.
Besonders bevorzugt weist die Umlenkeinrichtung zusätzlich eine Kanalplatte mit durchgehenden Schlitzen und eine geschlossene Abdeckplatte auf.
Besonders bevorzugt weist die Sammel- und Verteileinrichtung eine Kanalplatte mit Kanalöffnungen und Stegen zwischen den Kanalöffnungen, eine Abdeckplatte mit Kältemitteleintritts- und -austrittsöffnungen und einen Kältemittel-Zufuhr- und einen Kältemittel-Abfuhrkanal, die parallel zueinander und in Längsrichtung des Wärmeübertragers angeordnet sind, auf, wobei die Bodenplatte, die Kanalplatte und die Abdeckplatte derart übereinander angeordnet sind, daß die Öffnungen in den Platten mit den Flachrohrenden fluchten.
Besonders bevorzugt sind die Kältemitteleintrittsöffnungen als kalibrierte
Bohrungen ausgebildet, wobei der Durchmesser der Bohrungen insbesondere variabel ist. Ebenfalls bevorzugt sind die Abdeckplatte sowie die Kältemittelzufuhr- und -abfuhrkanäle einstückig ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform besteht der Wärmeübertrager, der insbesondere als Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen verwendbar ist, aus Flachrohren, die von einem flüssigen und/oder dampfförmigen Kältemittel durchströmt werden, zwischen den Flachrohren angeordneten, von Umgebungsluft beaufschlagten Wellrippen, einer Sammel- und Verteileinrichtung für die Zufuhr und die Abfuhr des Kältemittels, wobei die Sammel- und Verteileinrichtung aus einer Mehrzahl " von' übereinander geschichteten, durchbrochenen Platten besteht, wodurch Kältemittel-Kanäle gebildet werden, wobei die Enden der Flachrohre in Aufnahmeöffnungen einer Bodenplatte gehalten sind, und einer Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Kältemittels in Strömungsrichtung der Umgebungsluft. Der Wärmeübertrager besteht dabei aus einer Reihe von Flachrohren, wobei jeweils ein Flachrohr zwei parallel verlaufende Strömungsabschnitte, die nacheinander durchströmbar und über die Umlenkeinrichtung verbunden sind, aufweist und wobei die Sammel- und Verteileinrichtung eine zwischen Kältemitteleintritt und -austritt angeordnete Kalibriereinrichtung aufweist, die als Abdeckplatte mit Kalibrieröffnungen für die Kältemittelverteilung ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Kalibrieröffnungen auf der Kältemitteleintrittsseite angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Kalibrieröffnungen unterschiedliche Strömungsquerschnitte auf. Bevorzugt werden die
Strömungsquerschnitte der Kalibrieröffnungen in Richtung des Druckabfalles des Kältemittels im Zufuhrkanal größer. Besonders bevorzugt sind die Strömungsquerschnitte der Kalibrieröffnungen in Abhängigkeit vom spezifischen Volumen des Kältemittels bzw. dessen Dampfgehalt variabel.
Bei einer anderen Ausführungsform des Wärmeübertragers sind die Flachrohre als Serpentinensegmente ausgebildet und die Umlenkeinrichtung in der Sammel- und Verteileinrichtung angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Sammel- und
Verteileinrichtung eine Kanalplatte mit durchgehenden Kanalöffnungen zur Umlenkung des Kältemittels und Kanalöffnungen mit Stegen, eine Abdeckplatte mit Kältemitteleintitts- und Austrittsöffnungen und einen Kältemittelzufuhr- und einen Kältemittelabfuhrkanal auf. Die Kanalöffnungen mit Stegen sind dabei jeweils mit dem ersten Flachrohrende des Serpentinensegments fluchtend angeordnet, wohingegen die durchgehenden Kanalöffnungen mit dem zweiten Flachrohrende des Serpentinensegments fluchtend angeordnet sind, wobei die Kältemittelein- und -austrittsöffnungen mit den Kanalöffnungen fluchten und die durchgehenden Kanalöffnungen durch die Abdeckplatte abgedeckt sind. Bevorzugt weisen die Serpentinensegmente zwei oder drei Umlenkungen in der Breite auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Wärmeübertragers sind die Flachrohre als U-Rohre, das heißt mit je einer Umlenkung (in der Breite) ausgebildet. Besonders bevorzugt sind jeweils zwei U-Rohre kältemittelseitig hintereinander geschaltet, und jeweils zwei benachbarte Kanalöffnungen, die einem U-Rohrauslaß und einem U-Rohreinlaß zugeordnet sind, stehen durch einen Querkanal in der Kanalplatte miteinander in Kältemittelverbindung.
Bevorzugt ist die Breite b der Kanalöffnungen in der Kanalplatte größer als die Breite a der Aufnahmeöffnungen in der Bodenplatte. Ebenfalls vorteilhaft ist die Tiefe der Nut in den Flachrohrenden größer als die Dicke der Bodenplatte.
Vorteilhafterweise treffen auf den Wärmeübertrager eine oder mehrere der folgenden Maßangaben zu:
Breite: 200 bis 360 mm, insbesond. 260 bis 315 mm
Höhe: 180 bis 280 mm, insbesond. 200 bis 250 mm
Tiefe: 30 bis 80 mm, vorzugsweise 35 bis 65 mm Volumen: 0,003 bis 0,006 m3, insbesond. 0,0046 m3
Rohranzahl pro Kältemittelpfad: 1 bis 8, bevorzugt 2 bis 4 Durchmesser der Wärmeübertragungskanäle:
0,6 bis 2 mm, insbesondere 1 bis 1 ,4 mm Mittenabstand der Wärmeübertragungskanäle in Tiefenrichtung: 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm
Querteilung: 6 bis 12 mm, insbesondere 10 mm
Rohrhöhe: 1 bis 2,5 mm, insbesondere 1 ,4 bis 1 ,8 mm
Stirnfläche SF in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums:
0,04 bis 0,1 m2, insbes. 0,045 bis 0,07 m2 Freier Strömungsquerschnitt BF für das zweite Medium:
0,03 bis 0,06 m2, insbesondere 0,053 m2 Verhältnis BF/SF: 0,5 bis 0,9, insbesondere 0,75
Wärmeübertragende Fläche: 3 bis 8 m2, insbesondere 4 bis 6 m2 Lamellendichte bei Wellrippen: 400 bis 1000 m"1, insbesondere 650 m"1
Kanalhöhe: 4 bis 10 mm, insbesondere 6 bis 8 mm
Lamellenschlitzlänge: 4 bis 10 mm, insbesondere 6,6 mm
Lamellenschlitzhöhe: 0,2 bis 0,4 mm, insbesondere 0,26 mm
Dicke der Bodenplatte: 1 bis 3 mm, insbes. 1 ,5 oder 2 oder 2,5 mm Dicke der Umlenkplatte: 2,5 bis 6 mm, insbes. 3 oder 3,5 oder 4 mm
Dicke der Abdeckplatte: 1 bis 3 mm, insbes. 1 ,5 oder 2 oder 2,5 mm
Sammelkastendurchmesser: 4 bis 10 mm, insbesondere 6 bis 8 mm Gehäusewandstärke eines Sammelkastens:
1 bis 3 mm, insbesondere 1 ,5 bis 2 mm
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Parallelstromverdampfer in Explosivdarstellung, Fig. 2 einen Verdampfer mit Serpentinensegment (Umlenkung in der Breite),
Fig. 3 einen Verdampfer mit U-Rohren,
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch Verdampfer gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt V-V durch Verdampfer gemäß Fig. 3,
Fig. 6 einen Verdampfer mit hintereinandergeschalteten U-Rohren (Umlenkung in der Breite),
Fig. 7 einen Wärmeübertrager in Querschnittsdarstellung,
Fig. 8 einen Wärmeübertrager in einer Teilansicht,
Fig. 9 einen Wärmeübertrager in einer Teilansicht,
Fig. 10 eine Umlenkplatte,
Fig. 11 einen Rohrboden in einer Teilansicht,
Fig. 12 einen Rohrboden in Explosivdarstellung,
Fig. 13 einen Rohrboden in Querschnittsdarstellung,
Fig. 14 einen Rohrboden in Längsschnittsdarstellung,
Fig. 15 einen Rohrboden,
Fig. 16 einen Rohrboden in Querschnittsdarstellung, Fig. 17 einen Wärmeübertrager in einer Teilansicht,
Fig. 18 einen Rohrboden in Querschnittsdarstellung,
"5
Fig. 19 einen Rohrboden,
Fig. 20 einen Rohrboden,
0 Fig. 21 einen Rohrboden,
Fig. 22 einen Rohrboden,
Fig. 23 einen Rohrboden, 5
Fig. 24 einen Wärmeübertrager in einer Teilansicht und
Fig. 25 einen Rohrboden in einer Teilansicht.
0 Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel einen Verdampfer für eine mit
C02 als Kältemittel betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage, und zwar in Explosivdarstellung. Dieser Verdampfer 1 ist als einreihiger Flachrohrverdampfer ausgebildet und weist eine Vielzahl von Flachrohren auf, von denen lediglich zwei Flachrohre 2, 3 dargestellt sind. Diese Flachrohre 2, 3 5 sind als extrudierte Mehrkammerflachrohre ausgebildet, welche eine Vielzahl von Strömungskanälen 4 aufweisen. Sämtliche Flachrohre 2, 3 weisen die selbe Länge I sowie die selbe Tiefe t auf. An jedem Rohrende 2a, 2b ist eine Nut 5, 6 symmetrisch zur Mittelachse 2c in das Flachrohr 2 eingearbeitet. Zwischen den einzelnen Flachrohren 2, 3 befinden sich Wellrippen 7, die von 0 Umgebungsluft in Richtung des Pfeiles L beaufschlagt werden. Die
Wellrippen 7 sind in Tiefenrichtung durchgehend, können aber auch unterbrochen sein, beispielsweise in der Mitte der Tiefe t, um einen besseren Kondensatablauf und/oder eine thermische Trennung zu gewährleisten.
In der Zeichnung oberhalb der Flachrohre 2, 3 ist eine Bodenplatte 8 dargestellt, in welcher eine erste Reihe von schlitzförmigen Durchbrüchen 9a
- 9f und eine zweite Reihe von ebensolchen Durchbrüchen 10a - 10f angeordnet sind. Die Öffnungen 9a und 10a, 9b und 10b usw. liegen in Richtung der Tiefe (Luftströmungsrichtung L) hintereinander und belassen zwischen sich jeweils Stege 11a, 11 b - 11 f. Diese Stege 11 a - 11f entsprechen hinsichtlich ihrer Breite in Tiefenrichtung der Breite der
Aussparung 5 der Rohrenden 2a. Die Zahl der Öffnungen 9a - 9f bzw. 10a - 10f entspricht der Zahl der Flachrohre 2, 3.
In der Zeichnung oberhalb der Bodenplatte 8 ist eine sogenannte Umlenkplatte 12 dargestellt, in welcher zwei Reihen von Durchbrüchen 13a -
13f und 14a - 14f (teilweise verdeckt) angeordnet sind. Die Anordnung der Durchbrüche 13a - f und 14a - f entspricht der Anordnung der Durchbrüche 9a - 9f bzw. 10a - 10f, allerdings sind die Durchbrüche 13a - f und 14a - f hinsichtlich ihrer Breite b und Tiefe größer als die entsprechenden Abmessungen der Durchbrüche 9a - 9f bzw. 10a - 10f, die jeweils nur eine
Breite von a aufweisen, welche der Dicke der Flachrohre 2, 3 entspricht. Zwischen den Durchbrüchen 13a, 14a, 13b, 14b - 13f u. 14f sind jeweils Stege 15a - 15f belassen. Diese Stege 15a - 15f sind hinsichtlich ihren Abmessungen in Tiefenrichtung kleiner als die entsprechenden Abmessungen der Stege 11a - 11f der Bodenplatte 8.
In der Zeichnung oberhalb der Umlenkplatte 12 ist eine sogenannte Abdeckplatte 16 dargestellt, die eine erste Reihe von Kältemittel- eintrittsdurchbrüchen 17a - 17f und eine zweite Reihe von Kältemittelaustrittsdurchbrüchen 18a - 18f aufweist. Diese Durchbrüche 17a
- 17f u. 18a - 18f sind vorzugsweise als kreisförmige Bohrungen ausgebildet und hinsichtlich ihres Durchmessers an die gewünschte Kältemittelverteilung bzw.-strömungsmenge angepaßt.
Schließlich befindet sich in der Zeichnung oberhalb der Abdeckplatte 16 ein - Sammelkasten 19 mit einem Gehäuse und jeweils einer Sammelkammer 20, 21 für die Zufuhr und die Abfuhr des Kältemittels. Der Sammelkasten weist für beide Sammelkammern an ihrer Unterseite, gestrichelt dargestellt, Durchbrüche 22a - f und 23a - f auf, die hinsichtlich Lage und Größe mit den Durchbrüchen 17a - f und 18a - f korrespondieren.
In der Zeichnung unterhalb der Flachrohre 2, 3 ist eine weitere Bodenplatte 24 dargestellt, die analog zu der ersten Bodenplatte 8 zwei Reihen von schlitzförmigen Durchbrüchen 25a - f und 26a - f aufweist. Zwischen den Durchbrüchen 25a und 26a bis 25f und 26f befinden sich ebenfalls Stege 27a - f (teilweise verdeckt), wobei diese Stege hinsichtlich ihrer Breite in Tiefenrichtung der Breite der Aussparung 6 in dem Ende des Flachrohres 2 entsprechen. In der Zeichnung unterhalb der zweiten Bodenplatte 24 ist eine weitere Umlenkplatte 28 dargestellt, die durchgehende Umlenkkanäle 29a - 29f aufweist. Diese Umlenkkanäle 29a - f erstrecken sich über die gesamte Tiefe t der Flachrohre 2, 3.
Schließlich ist in der Zeichnung unten eine Abdeckplatte 30 dargestellt, die keine Durchbrüche aufweist, sondern die Umlenkkanäle 29a - 29f gegenüber der Umgebung des Wärmeübertragers verschließt.
Die oben beschriebenen Einzelteile des Verdampfers 1 werden wie folgt montiert: Auf die Flachrohrenden 2a usw. wird die Bodenplatte 8 aufgesetzt, so daß die Stege 11 a - 11f in den Aussparungen 5 der Flachrohrenden zu liegen kommen. Über die Bodenplatte 8 werden dann die Umlenkplatte 12, die Abdeckplatte 16 sowie der Sammelkasten 19 mit den Sammelkammern
20, 21 gestapelt. In analoger Weise wird die untere Bodenplatte 24 auf die Flachrohrenden 2b geschoben, so daß die Stege 27a - 27f in den Aussparungen 6 zu liegen kommen; danach werden die Kanalplatte 28 und die Abdeckplatte 29 angefügt. Nachdem der Verdampfer 1 somit zusammengefügt ist, wird er im Lötofen zu einem festen Block verlötet. Während des Lötprozesses werden die Platten durch eine form- oder kraftschlüssige Verspannung in ihrer Position zueinander gehalten. Es ist aber auch möglich, zuerst das Endstück aus Bodenplatte, Umlenkplatte und Abdeckplatte zu montieren und anschließend mit Flachrohren zu verbinden.
Der Verlauf der Kältemittelströmung ist exemplarisch anhand einer Reihe von Pfeilen V1 - V5 auf der Vorderseite des Verdampfers, durch den Umlenkpfeil U in dem Umlenkkanal 29c und die Pfeile R1 , R2 und R3 auf der Rückseite des Verdampfers 1 dargestellt. Das Kältemittel, hier also C02, durchströmt den Verdampfer somit zunächst auf der Vorderseite von oben nach unten, und zwar in dem vorderen Abschnitt 2d des Flachrohres 2, wird in dem unteren, aus den Platten 24, 28, 30 bestehenden Rohrboden in der Tiefe umgelenkt und strömt auf der Rückseite des Verdampfers 1 , d. h. in dem rückwärtigen Strömungsabschnitt 2e des Flachrohres 2 von unten nach oben, entsprechend den Pfeilen R1 , R2 und R3 bis in die Sammelkammer 21 .
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar einen Verdampfer 40, bei welchem die zuvor erwähnten Flachrohre als Serpentinensegmente 41 ausgebildet sind. Ein solches Serpentinen- segment 41 besteht aus vier Flachrohrschenkeln 42, 43, 44 u. 45, die durch drei Umlenkbögen 46, 47, 48 miteinander verbunden sind. Zwischen den einzelnen Flachrohrschenkeln 42 - 45 sind Wellrippen 49 angeordnet. Die weiteren Teile des Verdampfers sind ebenfalls in Explosivdarstellung gezeigt, d. h. eine Bodenplatte 50, eine Umlenkplatte 51 , eine Abdeckplatte 52 sowie Sammelkammern 53, 54 für eine Kältemittelzufuhr beziehungsweise -abfuhr. Die Bodenplatte 50 weist eine vordere Reihe von schlitzförmigen Durchbrüchen 55a, 55b u. 55c auf, hinter der sich eine zweite Reihe (teilweise verdeckt) von entsprechenden Durchbrüchen befindet. Zwischen beiden Reihen von Durchbrüchen sind wiederum Stege 56a, 56b u. 56c belassen, die mit Aussparungen 57 u. 58 in den Enden 42a u. 45a des Serpentinensegmentes - 41 korrespondieren. Diese
Flachrohrenden werden somit durch die Durchbrüche in der Bodenplatte gesteckt, wobei die Stege in den Aussparungen zu liegen kommen. Oberhalb der Bodenplatte 50 folgt die Umlenkplatte 51 , die einen mit dem Durchbruch 55a der Bodenplatte 50 fluchtenden Durchbruch 59a aufweist. In Tiefenrichtung hinter dem Durchbruch 59a befindet sich (teilweise verdeckt) ein entsprechender Durchbruch, der durch einen Steg 60a von dem Durchbruch 59a getrennt ist. Dieser Steg 60a ist wiederum kleiner als die Aussparung 58 des Flachrohrschenkels 42. Benachbart zu dem Durchbruch 59a und in einem Abstand, der dem der Flachrohrenden 42a - 45a entspricht, ist eine Umlenkkanal 61 angeordnet, die sich über die gesamte Tiefe des Flachrohrschenkels 45 erstreckt. Benachbart zu dem Umlenkkanal 61 folgt dann ein Durchbruch 59b, der hinsichtlich seiner Größe dem Durchbruch 59a entspricht. Er korrespondiert mit dem nächsten Flachrohrserpentinensegment, welches hier nicht dargestellt ist. Oberhalb der Umlenkplatte 51 liegt die Abdeckplatte 52, die in der vorderen Reihe zwei Kältemittelzufuhrdurchbrüche 62, 63 und in der rückwärtigen Reihe zwei Kältemittelaustrittsdurchbrüche 64 u. 65 aufweist. Letztere korrespondieren hinsichtlich Größe und Lage mit den bei den Sammelkammern 53, 54 gestrichelt eingezeichneten Öffnungen (ohne Bezugszahl).
Der Kältemittelströmungsweg ist durch Pfeile verdeutlicht: Zunächst verläßt das Kältemittel über den Pfeil E1 die Sammelkammer 53, folgt dann entsprechend den Pfeilen E2, E3, E4 und gelangt in den vorderen Strömungsabschnitt des Flachrohrschenkels 42 und durchströmt das gesamte Serpentinensegment 41 auf seiner Vorderseite und tritt bei E6 aus dem letzten Schenkel 45 aus, gelangt in den Umlenkkanal 61 , wo es entsprechend dem Pfeil U in der Tiefe umgelenkt wird, um dann, dem Pfeil R1 folgend, die Rückseite des Serpentinensegmentes zu durchströmen, also in der entgegengesetzten Richtung, wie auf der Vorderseite. Schließlich gelangt dieser Kältemittelstrom über den Pfeil R2, d. h. durch den Durchbruch 64 in die Sammelkammer 54.
Durch diese Bauweise wird also eine Umlenkung des Kältemittels in der Breite des Verdampfers, d.h. quer zur Hauptströmungsrichtung der Luft erzielt, und zwar zunächst in der Zeichnung von rechts nach links auf der Vorderseite, und dann von links nach rechts auf der Rückseite. Wie bereits oben erwähnt, schließen sich an den in der Zeichnung dargestellten Serpentinensegmentabschnitt 41 ein oder mehrere nicht dargestellte Serpentinensegmentabschnitte an.
In Fig. 2 ist nur ein in der Zeichnung rechts angeordneter
Serpentinensegmentabschnitt 41 dargestellt. Entgegen der obigen Beschreibung kann der nächste sich an diesem Serpentinensegmentabschnitt 41 anschließende auch in entgegengesetzter Richtung in der Breite durchströmt werden, d. h. in der Zeichnung von links nach rechts oder von außen nach innen. Mit Blick auf die Stirnfläche des Verdampfers würde dieser also auf der Vorderseite symmetrisch von außen nach innen durchströmt, in der Mitte können beide Kältemittelströme - in einem gemeinsamen Umlenkkanal, der dann als Mischraum fungiert - zusammengeführt, in der Tiefe umgelenkt werden und auf der Rückseite wieder von innen nach außen strömen.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar einen Verdampfer 70, dessen Flachrohre aus einzelnen U-Rohren 71 a, 71 b, 71 c usw. gebildet werden. Dabei handelt es sich also um einen Serpentinensegmentabschnitt mit einer Umlenkung und zwei Schenkeln 72 u. 73. Die hier in der Zeichnung nicht sichtbaren Enden dieser Flachrohr- schenkel 72 u. 73 sind in analoger Weise, d. h. wie oben beschrieben, in einer Bodenplatte 74 mit entsprechenden Aufnahmen befestigt. Über der Bodenplatte 74 ist eine Umlenkplatte 75 angeordnet, welche abwechselnd zwei in Tiefenrichtung hintereinander liegende schlitzförmige Durchbrüche 76, 77 unter Belassung eines Steges 78 sowie einen in Tiefenrichtung durchgehenden Umlenkkanal 79 aufweist. Die Abdeckplatte - analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen - ist bei dieser Darstellung weggelassen.
Die Strömung des Kältemittels erfolgt entsprechend den Pfeilen, d.h. das
Kältemittel tritt bei E in den vorderen Strömungsabschnitt des U-Rohres 71a ein, strömt zunächst nach unten, wird unten umgelenkt, strömt dann nach oben und gelangt in den Umlenkkanal 79, wo es dem Pfeil U entsprechend umgelenkt wird, strömt dann auf der Rückseite nach unten, wird dort umgelenkt und strömt dann wieder nach oben, um über den Pfeil A durch den Durchbruch 77 durchzutreten. Die Zu- und Abfuhr des Kältemittels wird anhand der folgenden Figur, entsprechend den Schnitten IV - IV und V - V beschrieben.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV - IV durch den Verdampfer gemäß Fig. 3, in vergrößerter Darstellung und ergänzt durch eine Abdeckplatte 80 sowie einen Sammelkasten 81 und einen Sammelkasten 82. Die übrigen Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3 bezeichnet, d.h. die Umlenkplatte 75, die Bodenplatte 74 und der Flachrohrschenkel 71c. Die Umlenkplatte 75 weist zwei Durchbrüche 76c und 77c auf, die durch den Steg 78c voneinander getrennt sind. In der Abdeckplatte 80 ist ein Kältemitteleintrittsdurchbruch 83 vorgesehen, der mit einem fluchtend angeordneten Kältemitteldurchbruch 84 im Sammelkasten 81 angeordnet ist. In ähnlicher Weise sind auf der Seite des Sammelkastens 82 ein Kältemittelaustrittsdurchbruch 85 in der Abdeckplatte 80 und ein fluchtend angeordneter Kältemitteldurchbruch 86 im Sammelkasten 82 angeordnet. Die Sammelkästen 81 , 82 sind dicht- und druckfest mit der Abdeckplatte 80 verlötet, ebenso wie die anderen Teile 80, 75, 74 und 71 c.
Fig. 5 zeigt einen weiteren Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 3, d.h. durch den Umlenkkanal 79d. Gleiche Teile sind wiederum -mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Man sieht, daß das Kältemittel, dargestellt durch die Pfeile, im linken Flachrohrabschnitt von unten nach oben strömend in dem Umlenkkanal 79d nach rechts umgelenkt wird und in den rechten bzw. hinteren Abschnitt des Flachrohrschenkels 71 c gelangt, um dort von oben nach unten zu strömen.
Diese Bauweise des Verdampfers gemäß Fig. 3, 4 und 5 mit einfachen U-Rohren erlaubt also jeweils eine einfache Umlenkung in der Breite und in der Tiefe.
Fig. 6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Verdampfer 90, der wiederum aus U-Rohren 91a, 91 b, 91c usw. aufgebaut ist. Die Enden der U-Rohrschenkel sind wiederum - was in der Zeichnung nicht dargestellt ist - in einer Bodenplatte 92 aufgenommen, über welcher sich eine Umlenkplatte 93 befindet. Die Umlenkplatte 93 weist eine Konfiguration von Durchbrüchen auf, bei welcher sich jeweils nach zwei U- Rohren, also z. B. 91 a und 91 b, ein Muster wiederholt. Im folgenden wird dieses Muster beschrieben, und zwar in der Zeichnung links oben beginnend: Dort befinden sich zwei in Tiefenrichtung hintereinander angeordnete Durchbrüche 94 und 95, in Breitenrichtung schließen sich die
Durchbrüche 96 und 97 sowie 98 und 99 an, wobei die Durchbrüche 96 und
98 in Breitenrichtung über einen Querkanal 101 und die Durchbrüche 97 und
99 über einen Querkanal 100 in Kältemittelverbindung stehen, so daß sich zwei H-förmige Durchbrüche ergeben. Den H-förmigen Durchbrüchen benachbart ist eine durchgehender Umlenkkanal 102 angeordnet. Danach wiederholt sich das soeben beschriebene Muster von Durchbrüchen 94 - 102. Durch diese Konfiguration von Durchbrüchen ist es möglich, jeweils zwei U-förmige Kältemittelrohre kältemittelseitig hintereinander zu schalten, also hier die U-Rohre 91 a und 91 b. Der Kältemittelverlauf ist durch Pfeile dargestellt: Das Kältemittel tritt bei A in den vorderen Teil des linken Schenkels des U-Rohres 91a ein und strömt nach unten, wird umgelenkt, strömt wieder nach oben und wird in der Umlenkplatte 93 über den Querkanal 101 , d. h. dem Pfeil B folgend in das nächste U-Rohr 91 b umgelenkt. Dort strömt es nach unten, wird umgelenkt, strömt wieder nach oben und gelangt in den Umlenkkanal 102, wird dort, dem Pfeil C folgend, in der Tiefe umgelenkt und durchströmt dann den rückwärtigen Teil der beiden Flachrohrschenkel 91 b und 91a, um schließlich bei D wieder auszutreten. Die Abdeckplatte und die Kältemittelzu- und -abführung und hier zwecks besserer Darstellung des Kältemittelflusses weggelassen. Durch diese Hintereinanderschaltung von zwei U-Rohren ist einerseits eine dreifache Umlenkung in der Breite möglich, andererseits ist jeder U-Rohrschenkel in der Bodenplatte aufgenommen, so daß sich eine druckstabile Bauweise ergibt. Natürlich kann nach diesem Muster auch eine vier- oder mehrfache Umlenkung in der Breite realisiert werden, wozu lediglich U-förmige Flachrohre benötigt werden. Die obere Umlenkung findet also jeweils in der Kanalplatte 93 statt.
In Fig. 1 sind Sammelkammern 20 und 21 und in Fig. 4 Sammelkästen 81 und 82 für die Zufuhr und Abfuhr von Kältemittel dargestellt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, insbesondere auf der jeweiligen Kältemitteleintrittsseite, eine Verteileinrichtung gemäß der DE 33 11 579 A1 , d.h. einen gewendelten Profilkörper, oder gemäß der DE 31 36 374 A1 der Anmelderin, einen sogenannten Einschubkörper, einzusetzen, so daß eine gleichmäßige Kältemittelverteilung und damit auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung am Verdampfer erreicht wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn jeweils mehrere, beispielsweise vier benachbarte
Kältemitteleintrittsdurchbrüche über eine gemeinsame Kammer versorgt werden; dadurch ist es möglich, daß bei einem Profilkörper mit beispielsweise fünf Kanälen vier mal fünf gleich 20 Kältemitteleintrittsdurchbrüchen mit Kältemittel versorgt werden können. Dazu werden die zunächst achsparallel verlaufenden (fünf) Kanäle jeweils hinter einer Gruppe von Kältemitteleintrittsdurchbrüchen gewendelt (um etwa 72°), so daß" die benachbarte Kammer in Verbindung mit der nächsten Gruppe von Kältemitteleintrittsdurchbrüchen kommt.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Wärmeübertragers 110 mit einem Endstück 120, das eine Bodenplatte 130, eine Umlenkplatte 140, eine
Abdeckplatte 150 und Sammelkästen 160, 170 aufweist. Ein Rohr 180 ist in zwei Durchbrüchen 190, 200 in der Bodenplatte 130 aufgenommen, wobei eine Aussparung 210 in einem Ende des Rohres 180 an einem Steg 220 der Bodenplatte 130 anliegt. Die Aussparung 210 ist etwas höher als der Steg 220, so daß das Rohrende etwas über die Bodenplatte 130 hinausragt. Nicht gezeigte Wärmeübertragungskanäle in dem Rohr 180 kommunizieren mit Durchleitkanälen 230, 240 in der Umlenkplatte 140. Die Durchleitkanäle 230, 240 sind wiederum über Aussparungen 250, 260 in der Abdeckplatte 150 und Aussparungen 270, 280 in den Gehäusen 290, 300 der Sammelkästen 160, 170 mit Sammelkammern 310, 320 verbunden. Für eine verbesserte
Fertigungssicherheit sind die Ränder der Aussparungen 250, 260 mit Fortsätzen 330, 340 versehen, die in die Aussparungen 270, 280 eingreifen, wodurch eine Ausrichtung der Sammelkästen 160, 170 in Bezug auf die Abdeckplatte 150 derart bewerkstelligt ist, daß die Aussparungen 250 beziehungsweise 260 in der Abdeckplatte 150 mit den Aussparungen 270 beziehungsweise 280 in den Sammelkastengehäusen 290, 300 fluchten.
Fig. 8 zeigt eine Weiterbildung des Wärmeübertragers aus Fig. 6. Die
Konfiguration von Umlenkkanälen weist bei dem Wärmeübertrager 410 ebenfalls ein Muster auf, das sich nach jeweils zwei U-Rohren 420 wiederholt, und das einem Strömungspfad durch den Wärmeübertrager 410 entspricht. Hier sind jedoch jeweils zwei benachbarte Strömungspfade spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Das bedeutet, daß entweder die Durchtrittskanäle 430, 440 eines Strömungspfades 450 neben den Durchtrittskanälen 460, 470 eines benachbarten Strömungspfades 480 oder ein Umlenkkanal 490 eines Strömungspfades 500 neben einem Umlenkkanal 510 eines benachbarten Strömungspfades 520 zu liegen kommt. In letzterem Fall ist es möglich, die benachbarten Umlenkkanäle 530, 540 mit einem Verbindungskanal 545 zu verbinden, so daß eine Mischung und ein Strömungsausgleich zwischen den beteiligten Strömungspfaden 550, 560 realisiert ist. Dies ist in einem Bereich des
Randes des Wärmeübertragers besonders effektiv, da gegebenenfalls dort die Strömungsverhältnisse ansonsten besonders ungünstig für die
Leistungsfähigkeit eines Wärmeübertragers sind. In anderen Bereichen des
" Wärmeübertagers ist eine Mischung des ersten Mediums mittels eines Verbindungskanals zwischen zwei benachbarten Umlenkkanälen ebenso möglich. Die Strömungspfade 450, 480, 485, 500, 520, 550, 560 bestehen aus jeweils acht Abschnitten, wohingegen der Strömungspfad 445 nur aus vier Abschnitten besteht, um einen Druckabfall entlang des Strömungspfades 445 zu verringern, ebenfalls wegen der ungünstigen Strömungsverhältnisse in den Randbereichen eines Wärmeübertragers. In diesem Fall ist eine Durchmischung mit dem benachbarten Strömungspfad 450 ebenfalls angebracht.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verschaltungsmuster von Strömungspfadäbschnitten eines Wärmeübertragers 610. Hier besitzen die
Strömungspfadabschnitte 620 auf der Eintrittsseite 630 des Wärmeübertragers 610 einen kleineren Strömungsquerschnitt als die Strömungspfadabschnitte 640 auf der Austrittsseite 650. Beispielsweise bei einer Verwendung des Wärmeübertragers 610 als Verdampfer dient diese Asymmetrie einer Anpassung der Strömungsquerschnitte an die Dichte des ersten Mediums entlang der Strömungspfade 660. Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verschaltungsmuster von Strömungspfadäbschnitten eines Wärmeübertragers 710, bewerkstelligt durch eine Konfiguration von Durchleit- und Umlenkkanälen einer Umlenkplatte 720. Hier sind die Strömungspfade 730 beziehungsweise 740 jeweils so ausgerichtet, daß ein Eintritt und ein Austritt des ersten Mediums, gegeben durch Durchleitkanäle 750, 760 beziehungsweise 770, 780, möglichst weit von Rändern 790 beziehungsweise 800 des Wärmeübertragers 710 entfernt angeordnet sind.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verschaltungsmuster von Strömungspfadäbschnitten eines Wärmeübertragers 810, bewerkstelligt durch eine Konfiguration von Durchleit- und Umlenkkanälen 812, 814 einer Umlenkplatte 820. Hier sind die Strömungspfadabschnitte in der Reihenfolge 1 (abwärts) - 2 (aufwärts) - 3 (abwärts) - 4 (aufwärts) - 5 (abwärts) - 6
(aufwärts) usw. miteinander verschaltet.
Fig. 12 zeigt einen Rohrboden 1010 mit einer Abdeckplatte 1020 und einer Platte 1030, die durch eine einstückige Ausgestaltung einer Umlenkplatte mit einer Bodenplatte gebildet ist. Die Abdeckplatte 1020 weist Aussparungen
1040 für eine Verbindung zu zwei Sammelkammern auf, während in der Platte 1030 Durchleitkanäle 1050 der Umlenkplatte und darunter schmalere Rohraufnahmen 1060 in der Bodenplatte zu sehen sind.
Fig. 13 und Fig. 14 zeigen den Rohrboden aus Fig. 12 in einem Querschnitt beziehungsweise in einem Längsschnitt, jeweils in eingebautem Zustand mit einem Rohr 1070.
Fig. 15 zeigt einen ähnlichen Rohrboden 1110, dessen Abdeckplatte 1120 keine Aussparungen aufweist. In der die Umlenkplatte und die Bodenplatte umfassenden Platte 1130 sind Umlenkkanäle 1140 für eine Umlenkung in der Tiefe angeordnet.
Fig. 16 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung eines zweiteiligen Rohrbodens 1210. Hier ist die Umlenkplatte mit der Abdeckplatte einstückig ausgebildet, wodurch eine Platte 1220 entstanden ist. Die Platte weist einen Umlenkkanal 1230 für eine Umlenkung in der Tiefe auf, der durch eine Wölbung gegeben ist. Die Bodenplatte 1240 ist ebenfalls gewölbt, so daß das in der Aussparung 1250 der Bodenplatte 1240 aufgenommene Rohr 1260 fester und damit druckstabiler gehalten ist. Das Rohr 1260 stößt dabei an den Rand 1270, 1280 des Umlenkkanals 1230, da die Wölbung in der Platte 1220 nicht so breit ist wie die Wölbung in der Platte 1240.
Fig. 17 zeigt einen Wärmeübertrager 1310 in reiner Gegenstrombauweise. Die reine Gegenstrombauweise zeichnet sich dadurch aus, daß
Umlenkungen nur in der Tiefe, nicht aber in der Breite stattfinden. Dabei spielt es keine Rolle, aus wievielen Abschnitten die Strömungspfade bestehen. Die Strömungspfade können beispielsweise aus jeweils vier Abschnitten bestehen, wobei dann jeweils drei Umlenkungen in der Tiefe notwendig sind. Der Wärmeübertrager 1310 weist Strömungspfade 1320 mit jeweils einer Umlenkung in der Tiefe und demnach mit jeweils zwei Strömungspfadäbschnitten, die in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums miteinander fluchten, auf. Das obere Endstück 1330 weist einen Rohrboden 1340 und zwei zur besseren Übersicht nicht dargestellte Sammelkästen auf. Der Rohrboden besteht aus einer Bodenplatte 1350, einer Umlenkplatte 1360, die in diesem Fall nur einer Durchleitung des ersten Mediums dient, und einer Abdeckplatte 1370 mit Durchbrüchen 1380 zur Verbindung mit den Sammelkästen. Das untere Endstück 1390 besteht aus nur einer Platte 1400, in die eine Bodenplatte, eine Umlenkplatte und eine Abdeckplatte integriert ist. Der Aufbau der Platte 1400 wird anhand der folgenden Figuren 18 und 19 erläutert. Fig. 18 zeigt einen Querschnitt und Fig. 19 eine aufgebrochene Schrägansicht der Platte 1400 aus Fig. 17. Ein Rohr 1410 ist in eine Aussparung 1420 aufgenommen, die gleichzeitig als Umlenkkanal für das erste Medium dient, wobei der Umlenkkanal nach außen durclvden Bereich 1430 der Platte 1400 verschlossen ist. Durch eine Verjüngung weist die Aussparung 1420 Kanten 1440, 1450 auf, die dem Rohr 1410 als Anschlag dienen. Auf diese Weise ist ein einteiliger Rohrboden mit sehr einfacher Bauweise und hoher Druckstabilität gegeben. Das Rohr 1410 dient dabei der Darstellung zweier Abschnitte (abwärts 1460 und aufwärts 1470) eines
Strömungspfades.
Fig. 20 zeigt einen ähnlich aufgebauten Rohrboden 1800, der ebenfalls einstückig aufgebaut ist und über die Umlenkkanäle 1820 und die Rohranschläge 1830 hinaus Durchbrüche 1810 im Bereich der Abdeckplatte aufweist, um mit einem oder zwei Sammelkästen verbindbar zu sein.
Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung einen Wärmeübertrager, der aus einer Reihe von Rohren (zur Realisierung von Wärmeübertragungskanälen), zwei Platten (die Rohrböden) und zwei
Rohren (die Sammelkästen) besteht. Damit ist ein äußerst einfacher und darüberhinaus druckstabiler Aufbau des Wärmeübertragers realisierbar.
Die Figuren 21 bis 24 zeigen Ausgestaltungsbeispiele eines Rohrbodens mit wenig Materialaufwand und damit verbunden mit geringen Materialkosten und geringem Gewicht.
Der Rohrboden 2010 in Fig. 21 weist zwischen den Rohraufnahmeaussparungen 2020 mit den Rohranschlagskanten 2030 für eine Materialeinsparung als Durchbrüche 2040 ausgebildete Aussparungen auf. Aus dem gleichen Grund sind bei dem Rohrboden 2110 in Fig. 22 als seitliche Einkerbungen 2120 ausgebildete Aussparungen vorgesehen. Der Rohrboden 2210 in Fig. 23 und Fig. 24 ist zwischen den Rohraufnahmeaussparungen 2220 gänzlich durchtrennt. In diesem Fall werden die Rohre 2230 unter Umständen nur durch die Wellrippen 2240 stabilisiert.
Fig. 25 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verschaltungsmuster von Strömungspfadäbschnitten eines Wärmeübertragers 2310, bewerkstelligt durch eine Konfiguration von Durchleit- und Umlenkkanälen 2320, 2330 einer Umlenkplatte 2340. Hier sind die Strömungspfadabschnitte in der Reihenfolge 1 (abwärts) - 2 (aufwärts) - 3 (abwärts) - 4 (aufwärts) - 5 (abwärts) - 6 (aufwärts) miteinander verschaltet. Es ist möglich, für jeden Strömungspfadabschnitt ein Rohr vorzusehen. Bevorzugt jedoch beinhaltet ein Rohr zwei oder mehrere Strömungspfadabschnitte, beispielsweise die Strömungspfadabschnitte 1 , 4 und 5 beziehungsweise die Strömungspfadabschnitte 2, 3 und 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel eignen sich Flachrohre besonders gut zu diesem Zweck. Über die gezeigten sind auch noch beliebige weitere Verschaltungsmuster von Strömungspfadäbschnitten denkbar.
Die vorliegende Erfindung wurde teilweise am Beispiel eines Verdampfers beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Wärmeübertrager auch für andere Verwendungen geeignet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen 0 durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, wobei das erste Medium von einer ersten Sammelkammer zu einer zweiten Sammelkammer leitbar ist, und mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des 5 Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleitkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück einen Sammelkasten mit einem 0 Gehäuse und zumindest einer Sammelkammer umfaßt, wobei das
Gehäuse und die Abdeckplatte miteinander fluchtende Durchbrüche aufweisen, durch die hindurch die zumindest eine Sammelkammer mit dem zumindest einen Durchleitkanal kommuniziert.
5 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten mit der Abdeckplatte verlötet oder verschweißt ist.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten mit der Abdeckplatte einstückig ausgebildet o ist.
4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten rohrförmig ausgebildet ist.
5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte an Rändern von Durchbrüchen
Fortsätze aufweist, die in Durchbrüche des Sammelkastengehäuses eingreifen.
6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Sammelkastens an den
Rändern von Durchbrüchen Fortsätze aufweist, die in Durchbrüche der Abdeckplatte eingreifen.
7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils durch zwei fluchtende Durchbrüche gebildeten Durchtrittsöffnungen unterschiedliche
Strömungsquerschnitte aufweisen.
8. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten stromaufwärts der Wärmeübertragungskanäle angeordnet sind.
9. Wärmeübertrager nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte der Durchtrittsöffnungen in Richtung eines abnehmenden Druckes, den das erste Medium während eines
Betriebes des Wärmeübertragers innerhalb der Sammelkammer in einem Bereich der Durchtrittsöffnungen aufweist, zunehmen.
10. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte der
Durchtrittsöffnungen in Richtung einer abnehmenden Dichte, die das erste Medium während eines Betriebes des Wärmeübertragers innerhalb der Sammelkammer in einem Bereich der Durchtrittsöffnungen aufweist, zunehmen.
11. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsfläche der ersten Sammelkammer größer oder kleiner als eine Querschnittsfläche der zweiten Sammelkammer ist.
12. Wärmeübertrager nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis der Querschnittsflächen der Sammelkammern etwa so groß ist wie der Kehrwert eines Verhältnisses der Dichten, die das erste Medium während eines Betriebes des Wärmeübertragers innerhalb der Sammelkammern aufweist.
13. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Umlenkkanal, der durch eine Aussparung in der Umlenkplatte gebildet wird, die Wärmeübertragungskanäle zweier Strömungspfadabschnitte, die nacheinander von dem ersten Medium durchströmbar sind, miteinander verbindet, insbesondere nach vorgegebenen Kriterien.
14. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, wobei das erste Medium entlang zumindest eines aus mehreren Abschnitten zusammengesetzten Strömungspfads leitbar ist, und mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar ist, und wobei zumindest ein Umlenkkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Umlenkkanal die Wärmeübertragungskanäle zweier Strömungspfadabschnitte, die nacheinander von dem ersten Medium durchströmbar sind, miteinander verbindet, insbesondere nach vorgegebenen Kriterien.
15. Wärmeübertrager nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei miteinander verbundenen
Strömungspfadabschnitte in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums nebeneinander angeordnet sind.
16. Wärmeübertrager nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei miteinander verbundenen
Strömungspfadabschnitte in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums miteinander fluchten.
17. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei miteinander verbundenen
Strömungspfadabschnitte in einem einzigen Rohr angeordnet sind.
18. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abschnitte zumindest eines Strömungspfades durch zwei, insbesondere durch vier teilbar ist.
19. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Strömungspfad der hydraulisch erste Abschnitt in einem Rohr angeordnet ist, das innerhalb einer Rohrreihe auf zwei gegenüberliegenden Seiten von Rohren benachbart wird.
20. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Strömungspfade spiegelsymmetrisch zueinander verlaufen.
- 21. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1-3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Umlenkkanäle zumindest zweier Strömungspfade miteinander kommunizieren.
22. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Strömungsquerschnitt eines
Strömungspfads von einem Abschnitt zu einem hydraulisch nachfolgenden Abschnitt ändert.
23. Wärmeübertrager nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Strömungspfads in Richtung einer abnehmenden Dichte, die das erste Medium während eines Betriebes des Wärmeübertragers innerhalb des Strömungspfads aufweist, zunimmt.
24. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß alle Abschnitte zumindest eines Strömungspfades in Hauptströmungsrichtung des zweiten Mediums miteinander fluchten.
25. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr an einem Rohrende eine Aussparung und der Rohrboden eine Rohraufnahme mit einem Steg aufweist, wobei die Aussparung und der Steg eine gleiche Breite und insbesondere eine gleiche Höhe aufweisen.
26. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, und mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleit- und/oder Umlenkkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr an einem Rohrende eine Aussparung und eine Rohraufnahme der Bodenplatte einen Steg aufweist, wobei die Aussparung und der Steg eine gleiche Breite und insbesondere eine gleiche Höhe aufweisen.
27. Wärmeübertrager nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung eine größere Höhe aufweist als der Steg.
28. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkplatte mit der Bodenplatte und/oder mit der Abdeckplatte einstückig ausgebildet ist.
29. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, und mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleit- und/oder Umlenkkanal durch eine
Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkplatte mit der Bodenplatte und/oder mit der Abdeckplatte einstückig ausgebildet ist.
' 5 '
30. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte, die Umlenkplatte und/oder die Abdeckplatte in Bereichen zwischen Durchleit- und/oder Umlenkkanälen durchtrennt sind und/oder Aussparungen in Form von 0 , Durchbrüchen oder Einkerbungen aufweisen.
31. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind, und 5 mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden
Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleit- und/oder Umlenkkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und 0 mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des
Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte, die Umlenkplatte und/oder die Abdeckplatte in Bereichen zwischen Durchleit- und/oder Umlenkkanälen durchtrennt sind und/oder Aussparungen in Form von 5 Durchbrüchen oder Einkerbungen aufweisen.
32. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr einfach oder mehrfach in etwa U-förmig umgeformt ist. 0
33. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind und mit zumindest einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleit- und/oder Umlenkkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rohr einfach oder mehrfach in etwa U-förmig umgeformt ist.
34. Wärmeübertrager nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des zumindest einen umgeformten
Rohres mit derselben Bodenplatte verbindbar sind.
35. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager genau ein Endstück mit einem aus aneinanderliegenden Platten bestehenden
Rohrboden aufweist.
36. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem ersten Medium in Wärmeübertragungskanälen durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind und mit genau einem Endstück, das einen aus aneinanderliegenden Platten bestehenden Rohrboden umfaßt, wobei Enden der Rohre mit einer Bodenplatte des Rohrbodens verbindbar sind, und wobei zumindest ein Durchleit- und/oder Umlenkkanal durch eine Aussparung in einer Umlenkplatte des Rohrbodens gebildet wird und mit einer Abdeckplatte gegenüber einer Umgebung des Wärmeübertragers fluiddicht verschließbar ist.
37. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkplatte mit der Bodenplatte und/oder mit der Abdeckplatte verlötet oder verschweißt ist.
38. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte, die Umlenkplatte und/oder die Abdeckplatte an einem Rand zumindest eines
Durchbruchs einen Fortsatz aufweist, der in einen Durchbruch einer benachbarten Platte eingreift.
39. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre mit der Bodenplatte verlötet oder verschweißt sind.
40. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre als Flachrohre ausgebildet sind, insbesondere mit dazwischenliegenden Wellrippen.
41. Kältemittelwärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für eine Kfz- Klimaanlage, bestehend aus Flachrohren, die von einem flüssigen und/oder dampfförmigen Kältemittel durchströmt werden, aus zwischen den Flachrohren angeordneten, von Umgebungsluft beaufschlagten Wellrippen, aus einer Sammel- und Verteileinrichtung für die Zufuhr und die Abfuhr des Kältemittels, wobei die Sammel- und Verteileinrichtung aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten, durchbrochenen Platten besteht, wodurch Kältemittel- Kanäle gebildet werden, wobei die Enden der
Flachrohre in Aufnahmeöffnungen einer Bodenplatte gehalten sind und aus einer Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Kältemittels in Strömungsrichtung der Umgebungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager aus einer Reihe von Flachrohren (2, 3) besteht, wobei jeweils ein Flachrohr (2) zwei parallel verlaufende -Strömungsabschnitte (2d, 2e), die nacheinander durchströmt und über die Umlenkeinrichtung (28, 29c, 30) verbunden sind, aufweist, daß jedes Flachrohr (2) endseitig eine Nut (5, 6) zwischen den beiden Strömungsabschnitten (2d, 2e) in der Mitte des Flachrohrendes (2a, 2b) aufweist und daß die Bodenplatte (8) zwischen den Aufnahmeöffnungen (9a, 10a) Stege (11 a) aufweist, die in ihren
Abmessungen bezüglich Höhe und Breite den Nuten (5) entsprechen und mit den Nuten (5) jeweils eine Fügeverbindung bilden.
42. Kältemittelübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung durch eine weitere Bodenplatte (24) mit
Aufnahmeöffnungen (25f, 26f) und Stegen (27f) gebildet wird, die mit der endseitigen Nut (6) der Flachrohre (2) eine Fügeverbindung bilden.
43. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung zusätzlich eine Kanalplatte (28) mit durchgehenden Schlitzen (29a, b...)und eine geschlossene Abdeckplatte (30) aufweist.
44. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, daß die Sammel- und Verteileinrichtung eine Kanalplatte (12) mit Kanalöffnungen (13a, 14a) und Stegen (15a) zwischen den Kanalöffnungen (13a, 14a), eine Abdeckplatte (16) mit Kältemitteleintritts- und -austritts-öffnungen (17a, 18a) und einen Kältemittel-Zufuhr- und einen Kältemittel-Abfuhrkanal (20, 21), die parallel zueinander und in Längsrichtung des Wärmeübertragers (1) angeordnet sind, aufweist, wobei die Bodenplatte (8), die Kanalplatte (12) und die Abdeck-platte (16) derart übereinander angeordnet sind, daß die Öffnungen (9a, 10a; 13a, 14a; 17a, 18a) in den Platten mit den Flachrohrenden (2a) fluchten.
45. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältemitteleintrittsöffnungen als kalibrierte Bohrungen (17a, b, ...f) ausgebildet sind.
46. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrungen (17a, b, ...f) variabel ist.
47. Kältemittelwärmeübertrager nach einem der Ansprüche 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (16) sowie die
Kältemittelzufuhr- und -abfuhrkanäle (20, 21) einstückig ausgebildet sind.
48. Kältemittelwärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für Kraftfahr- zeugklimaanlagen, bestehend aus Flachrohren, die von einem flüssigen und/oder dampfförmigen Kältemittel durchströmt werden, aus zwischen den Flachrohren angeordneten, von Umgebungsluft beaufschlagten Wellrippen, aus einer Sammel- und Verteileinrichtung für die Zufuhr und die Abfuhr des Kältemittels, wobei die Sammel- und Verteileinrichtung aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten, durchbrochenen Platten besteht, wodurch Kältemittel- Kanäle gebildet werden, wobei die Enden der Flachrohre in Aufnahmeöffnungen einer Bodenplatte gehalten sind und aus einer Umlenkeinrichtung zur Umlenkung des Kältemittels in Strömungsrichtung der Umgebungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (1) aus einer Reihe von Flachrohren (2, 3) besteht, wobei jeweils ein Flachrohr (2) zwei parallel verlaufende Strömungsabschnitte (2d, 2e), die nacheinander durchströmt und über die Umlenkeinrichtung (29c) verbunden sind, aufweist und daß die Sammel- und Verteileinrichtung eine zwischen Kältemittel-einritt 5 und -austritt angeordnete Kalibriereinrichtung aufweist, die als
Abdeckplatte (16) mit Kalibrieröffnungen (17a, b, ...f; 18a, b, ...f) für die Kältemittelverteilung ausgebildet ist.
49. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 48, dadurch 0 gekennzeichnet, daß die Kalibrieröffnungen (17a, b, c, d, e, f) auf der
Kältemitteleintrittsseite (20) angeordnet sind.
50. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrieröffnungen (17a, b, ...f) 5 unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen.
51. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte der Kalibrieröffnungen (17a, b, ...f) in Richtung des Druckabfalles des o Kältemittels im Zufuhrkanal (20) größer werden.
52. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte der Kalibrieröffnungen (17a, b, c, d, e, f) in Abhängigkeit vom spezifischen 5 Volumen des Kältemittels bzw. dessen Dampfgehalt variabel sind.
53. Kältemittelwärmeübertrager nach einem der Ansprüche 41 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachrohre (42, 43, 44, 45) als Serpentinensegmente (41) ausgebildet sind und daß die 0 Umlenkeinrichtung (51 , 61) in der Sammel- und Verteileinrichtung angeordnet ist.
54. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammel- und Verteileinrichtung eine Kanalplatte (51) mit durchgehenden Kanalöffnungen (61) zur Umlenkung des Kältemittels und Kanalöffnungen (59a) mit Stegen
(60a), eine Abdeckplatte (52) mit Kältemitteleintitts- und Austrittsöffnungen (62, 63, 64, 65) und einen Kältemittelzufuhr- und einen Kältemittelabfuhrkanal (53, 54) aufweist, wobei die Kanalöffnungen (59a) mit Stegen (60a) jeweils mit dem ersten Flachrohrende (42a) des Serpentinensegments (42) fluchtend angeordnet und die durchgehenden Kanalöffnungen (61) mit dem zweiten Flachrohrende (45a) des Serpentinensegments (41) fluchtend angeordnet sind, wobei die Kältemittelein- und -austrittsöffnungen (62, 63, 64, 65) mit den Kanalöffnungen (59a, 59b) fluchten und die durchgehenden Kanalöffnungen (61) durch die Abdeckplatte (52) abgedeckt sind.
55. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Serpentinensegmente (41) zwei oder drei Umlenkungen (46, 47, 48) in der Breite aufweisen.
56. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachrohre als U-Rohre (71a, b, c...; 91 a, b, c...), d.h. mit je einer Umlenkung (in der Breite) ausgebildet sind.
57. Kältemittelwärmeübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei U-Rohre (91a, 91 b) kältemittelseitig hintereinander geschaltet sind, und daß jeweils zwei benachbarte Kanalöffnungen (96, 98; 97, 99), die einem U-Rohrauslaß und einem U-Rohreinlaß zugeordnet sind, durch einen Querkanal (101 ; 100) in der Kanalplatte (93) miteinander in Kältemittelverbindung stehen.
58. Kältemittelwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite b der Kanalöffnungen (13a, b, c.) in der Kanalplatte (12) größer als die Breite a der Aufnahmeöffnungen (9arb, c.) in der Bodenplatte (8) ist.
59. Kältemittelwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nut (5) in den Flachrohrenden (2a) größer als die Dicke der Bodenplatte (8) ist.
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