换热器制造技术

技术编号:18463022 阅读:28 留言:0更新日期:2018-07-18 14:31
本发明专利技术涉及一种换热器(10),包括换热器块(15),其具有空气流(12)能平行流过的多个空气管道(16)和冷却剂流(13)能够流过的多个冷却剂管道(17),多个空气管道(16)和多个冷却剂管道(17)以传热和介质分离的方式彼此连接,其中,空气管道(16)和冷却剂管道(17)根据交叉流动原理布置在换热器块(15)中。当在用于包括空气入口侧(20)的第一换热器级(18)和包括空气出口侧(21)的第二换热器级(19)的换热器块(15)内提供,空气管道(16)和冷却剂管道(17)被引导通过第一换热器级(18)和第二换热器级(19),使得它们以传热和介质分离的方式彼此联接在第一换热器级(18)和第二换热器级(19)中,且热电模块(22)仅在第二换热器级(19)中布置在空气管道(16)和冷却剂管道(17)之间时,能够实现特别紧凑的设计。

Heat exchanger

The invention relates to a heat exchanger (10), including a heat exchanger block (15), which has an air flow (12) a plurality of air pipes (16) and a coolant flow (13) capable of passing through a plurality of coolant pipes (17), a plurality of air pipes (16) and a plurality of coolant pipes (17) connected to each other in a heat transfer and medium separation, in which the air is connected to the air. The pipeline (16) and the coolant pipeline (17) are arranged in the heat exchanger block (15) according to the principle of cross flow. The air pipe (16) and the coolant pipe (17) are guided through the first heat exchanger level (18) and second heat exchanger level (19), so that they are heat transfer and dielectric separation, when used in the heat exchanger block (15) for the first heat exchanger level (18) and the air outlet side (21) including the air inlet side (20) and the air outlet side (21). This connection is particularly compact in the first heat exchanger level (18) and the second heat exchanger level (19), and the thermoelectric module (22) is arranged between the air duct (16) and the coolant pipe (17) in the second heat exchanger level (19).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】换热器
本专利技术涉及一种换热器,尤其是用于通过包括电动或混合动力驱动器的车辆的冷却回路来加热车辆内部的换热器。本专利技术还涉及一种装备有至少一个这种换热器的车辆。
技术介绍
在包括电动驱动器或混合动力驱动器的车辆中,尤其是在低环境温度的情况下,也可能需要加热车辆内部。至少电能可用于此目的,例如能够操作电加热装置。然而,车辆内部的这种电加热对电动行驶模式下的车辆的行驶范围具有非常不利的影响。原则上,包括电动驱动器或混合动力驱动器的车辆还具有在车辆运行期间升温并且可能需要冷却的部件。例如,车辆电池、电力电子设备以及电动驱动器马达会在电力驱动模式中升温。由此产生的热量可用于加热车辆内部。如果提供包括内燃机的混合动力驱动器,内燃机在燃烧驱动模式中会产生可用于加热车辆内部的废热。在包括内燃机作为驱动装置的车辆中,通常提供集成至发动机冷却回路中的换热器和通常开启的电操作加热器,当通过冷却回路不足以将车辆内部加热到期望的程度,电操作加热器将加热车辆内部。WO2012/110461A1公开了一种房间空调器,借助该房间空调器能够加热空气流,空气流转而用于加热居住区域。为此目的所需的热量通过流体流提供。房间空调器具有两个换热器,它们彼此相继布置,并且每个换热器具有:空气管道,在其各自的换热器块中空气流能够流过空气管道;以及加热介质管道,加热介质能够流过加热介质管道,加热介质管道以传热和介质分开的方式相互连接。根据并流原理,空气管道和加热介质管道因此布置在相应的换热器块中。由于有两个换热器,房间空调器有两阶段加热空气流。珀耳帖元件布置在第二换热器中,借助于珀耳帖元件,热量能够从液态加热介质流被泵送到空气流,或者反之亦然,该珀尔帖元件被分派至随后的加热阶段。由DE69722206T2已知一种混合空调系统,其也被提供用于建筑物。两个独立的空气-空气换热器布置在壳体中,待冷却的空气流通过该空气-空气换热器接连流动。第一冷却空气流也流过布置在上游的被首先流过的换热器,从而能够经由第一换热器实现待冷却的空气流的预冷却。与第二冷却空气流相关以及与集成到第二换热器中的热电转换器相关的进一步冷却发生在随后布置在下游的第二换热器中。由US6,705,089B2已知用于电气装置(例如计算机)的冷却系统,其具有两个独立冷却装置,这些冷却装置接连布置在冷却回路中。因此,布置在冷却回路上游的第一冷却装置用于将在冷却回路中循环的冷却剂冷却至环境温度。与此相反,布置在冷却回路上游的第二冷却装置用于在冷却剂被供应至待冷却的相应电气元件之前使冷却剂冷却至环境温度以下的目的。第二冷却装置配备有电热转换器以改善冷却剂的冷却效果。
技术实现思路
本专利技术涉及的问题是为上述类型的换热器或与配备有上述类型的换热器的车辆分别指定改进的实施例,其特征尤其在于,小的安装空间要求以及高的操作舒适度,即使可用的热量变化很大。根据本专利技术,该问题通过独立权利要求的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。本专利技术基于的总体构思是:在换热器的换热器块中实施相对于空气流相继布置的两个换热器级(heatexchangerstage)。在同一换热器块中的两个换热器级的实施例导致换热器的特别紧凑的设计。该设计还具有如下结果:第一换热器级具有换热器块的空气入口侧,而第二换热器级具有换热器块的空气出口侧。在这方面,两个换热器级在空气流方面相继布置,使得空气流首先流过第一换热器级,随后空气流将流过第二换热器级。此外,在联合换热器块中设置有多个空气流能够流过的空气管道以及多个冷却剂流能够流过的冷却剂管道,多个冷却剂管道布置为,使得它们被引导通过两个换热器级并且在两个换热器级中以热交换和介质分离的方式彼此连接。紧凑的设计也得到支持,因为在换热器模块中布置空气导管和冷却剂导管,使得根据交叉流动原理冷却剂和空气在运行期间作为整体流过换热器并且分别通过两个换热器级。此外,在根据本专利技术的换热器的情况下,在两个换热器级中的仅一个换热器级中,在空气管道和冷却剂管道之间布置多个热电模块。这样的热电模块或转换器能够将电力转换成热量并且具有所谓的珀耳帖元件。热电模块能够根据需要作为热泵运行,以将热量从冷却剂流传递至空气流,或者反之亦然。将热电模块集成至换热器的两个级中的仅一个中将导致尤其有利的设计。热电模块优选专门布置在第二换热器级中。然而,原则上也能够想到一个实施例,其中热电模块仅专门布置在第一换热器级中。仅在一个或第二换热器级中容纳热电模块分别具有这样的优点:在另一个或第一换热器级中的空气管道和冷却剂管道之间的直接热耦合能够用于有效的热量转移,而热电模块的热泵功能能够根据需要在第二换热器级中使用。与仅具有单个换热器级的换热器相比,换热器配备有热电转换器,因此热电转换器不起作用的情况下导致显著改进的热传递,这是由于停用的热电转换器类似地起热绝缘体的作用。根据有利实施例,第一换热器级和第二换热器级能够在换热器块的深度方向上彼此邻接。现在至少两个这样的冷却剂管道能够在换热器块中彼此平行地延伸并且能够在深度方向上相继布置或彼此相邻布置。此外,多个这样的冷却剂管道能够在换热器块中彼此平行地延伸,能够在换热器块的高度方向上彼此重叠地布置或者彼此相邻布置,所述高度方向垂直于深度方向运行。空气管道在换热器块中实施在沿高度方向彼此相邻的冷却剂管道之间。根据交叉流动原理,空气管道和冷却剂管道因此在平行于高度方向的投影中彼此穿透。在有利的进一步发展中,空气管道能够从空气入口侧连续地延伸至空气出口侧,其中相应连续的空气管道具有在高度方向上测量的管道高度,该高度方向沿着深度方向基本恒定和/或该高度方向在第一换热器级和第二换热器级中大致相同。因此在相应的空气管道内避免了导致增加流动阻力的横截面跳跃。所有空气管道的总体形成了一条空气路径,分别通过换热器块或热交换器。有利地,第一换热器级和第二换热器级中的这个空气路径现在具有大致相同的横截面,空气流能够流过该横截面。在另一有利的进一步方案中,至少一个这样的热电模块和冷却剂管道构成的布置结构可布置在第二换热器级中的在高度方向上相邻的两个空气管道之间。这导致了尤其紧凑的设计。原则上,能够在成本有效的实施例中设置为仅具有单个这样的热电模块和冷却剂管道。然后相应的空气管道经由该热电模块仅被连接至相邻的冷却剂管道中的一个。在替代方案中,实施例是优选的,在该实施例中该布置结构具有两个这样的热电模块和沿这两个热电模块之间的高度方向布置的冷却剂管道。在层状结构的情况下,在空气管道之后是热电模块,热电模块后面是冷却剂管道,冷却剂管道后面是另一个热电模块,只有另一个热电模块后面是另一个空气管道,因此导致高度方向。在进一步发展中,相应的布置结构能够具有在高度方向上测量的布置结构高度,该布置结构高度大致与在高度方向上测量的冷却剂管道的管道高度一样大,该冷却剂管道在第一换热器级中运行并且在深度方向上与该布置相邻。由此实现了在第一换热器级内和第二换热器级内的冷却剂管道区域中需要在高度方向上大致相同的安装空间。换句话说,第一换热器级中的冷却剂管道的管道高度对应于第二换热器级中的冷却剂管道的管道高度和这种热电模块的高度的两倍之和。如果两个换热器级中的冷却剂管道在深度方向上具有大致相同的尺寸,则冷却剂管道中的冷却剂流能够流过的的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于车辆(1)的冷却回路(3)的换热器,用以加热车辆内部(14),所述车辆包括电动或混合动力驱动器(2),所述换热器包括:‑换热器块(15),所述换热器块(15)具有多个空气管道(16)和多个冷却剂管道(17),空气流(12)能够平行流过所述多个空气管道(16),冷却剂流(13)能够流过所述多个冷却剂管道(17),所述多个空气管道(16)和所述多个所述冷却剂管道(17)以传热和介质分离的方式彼此连接,‑其中,根据交叉流动原理将所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)布置在所述换热器块(15)中,‑其中,具有所述换热器块(15)的空气入口侧(20)的第一换热器级(18)和具有所述换热器块(15)的空气出口侧(21)的第二换热器级(19)实施在所述换热器块(15)内,‑其中,所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)被引导通过所述第一换热器级(18)和所述第二换热器级(19),使得它们在所述第一换热器级(18)和所述第二换热器级(19)中以传热和介质分离的方式彼此连接,‑其中,热电模块(22)仅在所述第二换热器级(19)中布置在所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)之间,所述热电模块(22)能够根据需要用作热泵以将热量从所述冷却剂流(13)传递到所述空气流(12)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 DE 102015224082.71.一种用于车辆(1)的冷却回路(3)的换热器,用以加热车辆内部(14),所述车辆包括电动或混合动力驱动器(2),所述换热器包括:-换热器块(15),所述换热器块(15)具有多个空气管道(16)和多个冷却剂管道(17),空气流(12)能够平行流过所述多个空气管道(16),冷却剂流(13)能够流过所述多个冷却剂管道(17),所述多个空气管道(16)和所述多个所述冷却剂管道(17)以传热和介质分离的方式彼此连接,-其中,根据交叉流动原理将所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)布置在所述换热器块(15)中,-其中,具有所述换热器块(15)的空气入口侧(20)的第一换热器级(18)和具有所述换热器块(15)的空气出口侧(21)的第二换热器级(19)实施在所述换热器块(15)内,-其中,所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)被引导通过所述第一换热器级(18)和所述第二换热器级(19),使得它们在所述第一换热器级(18)和所述第二换热器级(19)中以传热和介质分离的方式彼此连接,-其中,热电模块(22)仅在所述第二换热器级(19)中布置在所述空气管道(16)和所述冷却剂管道(17)之间,所述热电模块(22)能够根据需要用作热泵以将热量从所述冷却剂流(13)传递到所述空气流(12)。2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,-所述第一换热器级(18)和所述第二换热器级(19)在所述换热器块(15)的深度方向(T)上彼此邻接,-至少两个这样的冷却剂管道(17)在所述换热器块(15)中彼此平行地延伸并且在深度方向(T)上彼此相邻布置,-多个这样的冷却剂管道(17)在所述换热器块(15)中彼此平行地延伸并且在所述换热器块(15)的高度方向(H)上彼此相邻地布置,所述高度方向(H)垂直于深度方向(T)运行,-所述空气管道(16)在所述换热器块(15)中实施在高度方向(H)上彼此相邻的冷却剂管道(17)之间。3.根据权利要求2所述的换热器,其特征在于,-所述空气管道(16)从所述空气入口侧(20)连续地延伸到所述空气出口侧(21),-相应连续的空气管道(16)具有在所述高度方向(H)上测量的管道高度(28),所述管道高度(28)沿着深度方向(T)基本恒定和/或在所述第一换热器级(18)以及所述第二换热器级(19)中大致相同。4.根据权利要求2或3所述的换热器,其特征在于,在所述第二换热器级(19)中,至少一个热电模块(22)和冷却剂管道(17)构成的布置结构(29)布置在高度方向(H)上相邻的两个空气管道(16)之间。5.根据权利要求4所述的换热器,其特征在于,所述布置结构(29)仅具有一个这样的热电模块(22)和冷却剂管道(17)。6.根据权利要求4所述的换热器,其特征在于,所述布置结构(29)具有两个这样的热电模块(22)和冷却剂管道(17),所述冷却剂管道(17)沿高度方向(H)布置在这两个热电模块(22)之间。7.根据权利要求4至6中任一项所述的换热器,其特征在于。相应的所述布置结构(29)具有在高度方向(H)上测量的布置结构高度(30),所述布置结构高度(30)与在所述第一换热器级(18)中延伸且在深度方向(T)上与该布置结构(29)相邻的冷却剂管道(17)在高度方向(H)上测量的管道高度(31)一样大。8.根据权利要求2至7中任一项所述的换热器,其特征在于,所述冷却剂管道(17)直线且彼此平行延伸并且平行于所述换热器块(15)的宽度方向(B),...

【专利技术属性】
技术研发人员:于尔根·格伦瓦尔德克里斯蒂安娜·黑内卡
申请(专利权)人:马勒国际有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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