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热交换器的制作方法

  本发明涉及一种两相热交换器,尤其是蒸发器,热交换器具有两个集流器以及布置在集流器之间的矩阵,调温介质的流动路径引导通过该矩阵。本发明还涉及一种具有回路的系统,调温介质在回路中循环,并且这种热交换器被接入在该回路中。

  1、调温介质的流动路径引导通过热交换器。在运行中,借助调温介质传递热量,从而使调温介质与另外的流体进行热交换。这种热交换器典型地具有两个集流器以及在集流器之间延伸的通道组件,该通道组件在下文也被称为矩阵。调温介质经由其中一个集流器流动到热交换器中,并随后流动到矩阵中,然后经由另外的集流器从热交换器流出。

  2、这种热交换器例如由de 10 2014 011 150 a1已知。该热交换器具有两个集流器和布置在集流器之间的热交换器芯。给各自的换热器芯配属有遮板,其中,遮板具有不同的流出开口。

  3、由ep 792 582a1已知一种热交换器,该热交换器具有流入集流器熊猫体育平台官网和流出集流器。流入集流器具有流入开口,其用于使调温介质流入热交换器。在流入集流器的上游,热交换器具有经校准的喷嘴。

  4、kr 2009 0028965a描述了一种热交换器。该热交换器具有流入集流器以及流出集流器,它们对置地布置,其中,在集流器之间布置有矩阵并与集流器流体连接。流入集流器具有集流器开口,其用于使调温介质流入到热交换器中,并且流出集流器具有集流器开口,其用于使调温介质从热交换器流出。在各自的集流器中布置有具有中心开口的遮板。

  1、本发明的任务是为开头所述类型的热交换器以及为具有这种热交换器的系统说明若干改进的或至少是其他的实施方式,这些实施方式尤其消除了由现有技术已知的缺点。尤其地,本发明的任务是为热交换器和系统说明若干改进的或至少是其他的实施方式,这些实施方式的特征在于效率更高,同时实施廉价且应用范围广。

  2、根据本发明,该任务通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

  3、因此,本发明的总体构思在熊猫体育平台官网于,在具有两个集流器以及布置在集流器之间的通道组件的两相热交换器的至少一个集流器中布置有遮板,遮板具有多个开口,在运行中流动通过热交换器的流体(以下也被称为调温介质)流动通过这些开口。以该方式,使得液相的调温介质就在热交换器中、尤其是在通道组件中被均匀分配。液相的调温介质的均匀分配导致整个通道组件中的热传递的优化,从而提高热交换器的性能。因此导致热交换器的性能在体积和重量方面都有所提高。因此,热交换器的效率得到了改善。效率提升是借助遮板来实现的,从而使得效率的提升是以廉价的或不增加成本的方式实现的。此外,借助遮板实现的热交换器的效率提升不仅可以针对低质量流量(例如针对热泵模式)来实现,也可以针对高质量流量(例如高性能模式)来实现,从而使热交换器具有很广的应用领域。

  4、根据本发明的构思,调温介质的流动路径因此引导通过两相热交换器(其在下文也被称为热交换器)。热交换器具有两个在第一方向上相互间隔开的集流器,它们在下文被称为流入集流器和流出集流器。在集流器之间布置有通道组件并与集流器流体连接。通道组件在下文中也被称为矩阵。流入集流器具有用于使调温介质流入到热交换器中的集流器开口,其在下文也被称为流入集流器开口。流出集流器具有用于使调温介质从热交换器中流出的集流器开口,其在下文也被称之为流出集流器开口。因此,流动路径通过流入集流器开口引导到流入集流器中,从流入集流器引导到矩阵中,从矩阵引导到流出集流器中,并通过集流器流出开口从流出集流器引导出来。在其中至少一个集流器中布置有至少一个遮板,该遮板在横向于第一方向延伸的第二方向上与所属的集流器开口间隔开。各自的遮板具有遮板开口,这些遮板开口在第二方向上敞开,并且流动路径引导通过这些遮板开口。

  5、调温介质由流入集流器分配到矩阵中。因此,流入集流器也可以被称为分配器。调温介质从矩阵流动到流出集流器中并在那里被收集。

  6、在运行中,调温介质适宜地以混合相的形式流到流入集流器中,这意味着,气相中含有液态成分。

  7、这可以经由相应的回路设计来实现,在运行中,调温介质通过该回路进行循环,并且热交换器被接入在回路中,使得调温介质以液相形式流动通过流入集流器到热交换器中。下文也被称为冷却回路的回路和热交换器在此是系统的组成部分。

  8、热交换器和/或系统可以用于任意用途。尤其能设想到的是,热交换器和/或系统被用于机动车中。

  9、如果在其中一个集流器中布置有两个或更多个遮板,则这些遮板适宜地在第二方向上相互间隔开。

  10、热交换器优选是蒸发器,习惯上也被称为“冷却器”。有利地,热交换器是间接式热交换器,优选是间接式蒸发器。

  12、有利地,热交换器在运行中与调温介质流体分开地被另一种流体流经,从而在运行中在热交换器中、尤其是在通道组件中有调温介质和另一种流体进行热量传递。

  14、在优选的实施方式中,热交换器是板式热交换器。板式热交换器具有在第二方向上彼此相继的板,这些板形成了集流器和矩阵。

  16、在优选的实施方式中,至少一个遮板仅布置在流入集流器中。在此利用到如下认知,即,调温介质到矩阵中的分配经由流入集流器来实现,从而将至少一个遮板仅布置在流入集流器中就导致了使热交换器的制造成本更低,同时效率得到提高并且使用范围更广。

  18、优选地,至少一个遮板中至少有一个遮板布置在所属的流入集流器的流入区域中。

  19、原则上,各自的集流器开口可以关于所属的集流器被任意敞开和/或定向。优选的实施方式是,其中至少一个集流器开口,尤其是流入集流器开口,优选是两个集流器开口在第一方向上是敞开的。因此,实现了调温介质朝至少一个遮板的方向的直接流动。因此,导致调温介质中的压降降低,以及液相的调温介质更好地分配到矩阵中。因此,以该方式提高了热交换器的效率。

  21、优选的是,在至少一个具有至少一个遮板的集流器中,优选是在各自的具有至少一个遮板的集流器中布置有一至四个遮板。在此,如果在集流器中布置了两个或更多个遮板,则如上所述这些遮板将在第二方向上彼此间隔开。研究表明,在具有这么多数量的遮板的情况下,热交换器的效率得以提高,尤其是最大化。

  22、在此被认为优选的实施方式是,在至少一个具有至少一个遮板的集流器中,尤其是在各自的具有至少一个遮板的集流器中,只布置了唯一的遮板。因此,可以在简化且廉价的实现以及性能最大化之间实现最佳平衡。

  23、尤其地,只在所描述的流入集流器中布置有唯一的这样的遮板,而流出集流器没有这样的遮板。

  25、有利地,至少一个遮板中至少有一个遮板,优选是各自的遮板,具有至少四个遮板开口。优选地,至少一个遮板中至少有一个遮板,有利的是各自的遮板,具有四至二十三个遮板开口。通过详细的研究发现,在具有了这么多的遮板开口的情况下实现了液相的调温介质到矩阵中的最佳且均匀的分配。因此,以该方式提高了热交换器的效率。

  26、各自的集流器沿第一方向具有能被穿流的横截面,其在下文也被称为集流器穿流横截面。因此,集流器穿流横截面在第一方向上和横向于第一方向且横向于第二方向延伸的第三方向上延伸,并且在运行中在第二方向上被穿流。

  27、各自的遮板沿第一方向具有能被穿流的横截面,该横截面在下文也被称为遮板穿流横截面。遮板穿流横截面在此相当于遮板的集流器开口的横截面之和。因此,遮板穿流横截面在第一方向和第三方向上延伸,并在运行中在第二方向上被穿流。

  28、在优选的实施方式中,至少一个遮板中至少有一个遮板,优选是各自的遮板的遮板穿流截面相当于所属的集流器的集流器穿流横截面的8%至31%。借助详细研究发现,这样的遮板穿流横截面比例导致液相的调温介质在矩阵中的分配得以改善,尤其是优化且均匀。因此,热交换器的效率得到了进一步改善。

  30、被认为有利的实施方式是,各自的遮板开口具有介于2mm2与4mm2之间的,例如3.1mm2的横截面。详细研究表明,在这样的遮板开口的横截面的情况下,在液相的调温介质在矩阵中的均匀分配与降低调温介质中的压降之间实现了最佳平衡。因此,以该方式提高了热交换器的效率。

  31、各自的集流器具有在第二方向上延伸的长度,该长度在下文也被称为集流器高度。

  32、有利的是,各自的遮板在所属的集流器中布置在集流器高度的20%至80%之间的定位处,其中,该定位在下文也被称为遮板高度定位。这意味着,各自的遮板在第二方向上布置在介于所属的集流器的集流器高度的20%至80%之间的遮板高度定位处。优选地,至少一个遮板中至少有一个遮板、尤其是唯一的遮板,在第二方向上被居中地布置在所属的集流器中,即布置在相当于集流器高度的50%的遮板高度定位处。通过详细研究可以认识到,在该至少一个遮板的这种布置方式中实现了液相的调温介质在矩阵中的分配得到改善且更加均匀。这意味着,以该方式可以提高热交换器的效率。

  33、应理解的是,热交换器可以具有两个或更多个流入集流器和/或两个或更多个流出集流器,其中,在其中至少一个集流器中布置了至少一个这样的遮板。

  34、应理解的是,除了热交换器之外,具有热交换器的系统也属于本发明的范围。

  35、本发明另外的重要特征和优点由从属权利要求、附图和所属的参照附图进行的附图描述得出。

  36、应理解的是,上述和下文还将解释的特征不仅能以分别说明的组合方式使用,而且也能以其他组合方式使用或能单独使用,而不脱离本发明范围。

  技术研发人员:安德烈亚斯·德兰科,托比亚斯·伊泽迈尔,古斯塔沃·富加桑托斯,马库斯·韦斯纳,赵纪超

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