热交换器和用于调温的回路系统技术方案

本发明专利技术涉及一种热交换器(1)，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路(3)和为此设置在用于第一流体与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路(9)，其特征在于，所述热交换器(1)包括至少一个可电运行的加热元件(15)，所述加热元件设置在与用于第二流体的至少一个管路(9)中的至少一个的热传导连接中。本发明专利技术还涉及一种回路系统和一种具有该回路系统的车辆。

【技术实现步骤摘要】
热交换器和用于调温的回路系统
本专利技术涉及一种热交换器，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路和为此设置在用于第一流体与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路。这种也成为流体-流体热交换器的热交换器尤其在用于车辆的空调设施中使用，空调设施具有带有制冷剂回路和冷却回路的回路系统，以用于在这两个回路的流体之间进行热交换。此外，本专利技术还涉及一种回路系统和具有所述回路系统的车辆。所述回路系统包括：第一流体回路，所述第一流体回路具有至少一个压缩机、冷凝器/气体冷却器和用于在其中作为制冷剂循环的第一流体的膨胀机构；以及第二流体回路，所述第二冷却回路具有用于在其中作为冷却剂循环的第二流体的至少一个流体输送装置，其中在这两种流体之间的热交换经由集成到两个流体回路中的热交换器进行。
技术介绍
已知的是下述热交换器，所述热交换器作为流体-流体热交换器用于在两个流体回路之间进行热交换。因此，在WO2015/032599中公开了这种称为蒸发器的热交换器，所述热交换器用于在制冷剂回路，即将制冷剂作为第一流体引导的流体回路，和冷却剂回路，即将冷却剂作为第二流体引导的流体回路之间进行热交换。流体-流体热交换器在该处一方面集成在膨胀机构的下游和压缩机的上游，即集成在引导制冷剂的流体回路的低压区域中，并且另一方面在引导冷却剂的流体回路中集成在设置用于冷却车辆机组的机组热交换器的上游。此外，冷却剂回路在该处附加地含有环境热交换器，经由所述环境热交换器，所述冷却剂流能够吸收和散发热量。借助这种附加的环境热交换器，调温仅受限地可行。如果例如需要，在较低的环境温度下必须将要调温的车辆机组预加热，那么环境热交换器不适合用于相应地加热所述冷却剂。在DE19829334C1中公开了一种回路系统，所述回路系统具有构成为热泵的制冷剂回路和带有蓄热器流体的蓄热器。根据在该处的图3中示出的实施方案，从制冷剂回路的压缩机引导制冷剂的连接管路同轴地延伸穿过蓄热器中的引导储存介质的立管。在DE102017118424A1中公开了一种回路系统，所述回路系统具有流体-流体热交换器，例如板式热交换器，以用于在将制冷剂作为第一流体引导的第一流体回路与将冷却剂作为第二流体引导的第二流体回路之间进行热交换。所述流体-流体热交换器在该处一方面集成在引导制冷剂的第一流体回路的低压区域中，而另一方面在引导冷却剂的第二流体回路中集成在设置用于对牵引电池进行调温的热交换连接上游。此外，在该处在第二流体回路中在流体-流体热交换器下游集成有由PTC元件构造的附加的可切换的、可电运行的加热装置，以在需要时加热所述第二流体。因此，虽然例如能够在冷启动之前对第二流体进而对牵引电池进行预加热，但是这种附加地集成在引导第二流体的流体回路中可电运行的加热装置消耗了不必要的大量空间、材料和重量，进而引起相应高的成本。例如也在EP2212136B1、DE102011076737A1和DE102013109666A1中公开了相应不利的回路系统。
技术实现思路
本专利技术所基于的问题是，提供热交换器，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路和为此设置在用于第一与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路，所述热交换器尤其在关于第二流体的调温方面得以改进。对于回路系统和车辆的相应的问题构成本专利技术的基础。借助根据本专利技术的热交换器解决了本专利技术所基于的问题。因此，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路和为此设置在用于第一流体与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路，所述热交换器包括至少一个可电运行的加热元件，所述问题得以解决，所述加热元件设置在与用于第二流体的至少一个管路中的至少一个管路的热传导连接中。在与一个管路的热传导连接时，尤其即使在一种实施形式中应理解为，其中所述热传导连接构成为，使得在第二流体流经管路时，所述热传导连接直接在管路内在加热元件和第二流体之间产生。本专利技术的优点在于，至少一个可电运行的加热元件被集成在热交换器中，所述加热元件由于与用于第二流体的至少一个管路的热传导连接而适合用于加热所述第二流体。根据本专利技术的热交换器因此一方面能够实现通过第一流体来冷却第二流体，并且另一方面能够通过至少一个可电运行的加热元件来加热所述第二流体。因此，在用于第二流体的流体回路中的附加的可电运行的加热装置对于根据需要加热所述第二流体不是必需的。因此，通过根据本专利技术的热交换器尤其在关于第二流体的调温方面有利地节省了空间、材料和重量以及成本。在下文中给出本专利技术的相应的主题的有利的设计方案、改进方案和改善。优选的是，用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路构成为制冷剂管路，而用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路构成为冷却剂管路。因此，所述热交换器可集成到具有制冷剂例如R-134a、R-1234yf或R-744作为第一流体的制冷剂回路中，并且可集成到具有冷却剂例如水-乙二醇混合物作为第二流体的冷却剂回路中，以在这两个流体回路之间进行热交换。根据一个有利的设计方案，用于第一流体的至少一个管路同轴地设置在用于第二流体的至少一个管路中。管路的这种同轴的设置特别节省空间和材料，并且同时在管路之间进而在运行时也在两种流体之间存在有效的热交换连接。在这种设置方式中，两个管路在垂直于它们的纵轴线的剖面中的圆形横截面是特别有利的，因为借助这种横截面，所述管路不易损坏、特别耐压并且由于其柱形对称性而在热交换方面是均匀。根据一个同样有利的替选方案，用于第二流体的至少一个管路在垂直于其纵轴线的剖面中具有矩形的、优选方形的横截面，其中用于第一流体的至少一个管路在用于第二流体的至少一个管路中同轴地伸展。因此，表面积与体积之比有利于借助安置在外表面上的加热元件有效地加热所述第二流体。因此，具有刚性的平坦的面的可电运行的加热元件也能够在外部安置在用于第二流体的管路上。有利的是，将至少一个可电运行的加热元件在热传导连接中在外部设置在用于第二流体的至少一个管路上，其中，用于第一流体的管路在用于第二流体的至少一个管路中同轴地伸展。用于第二流体的管路的外表面通常是最大的。至少一个可电运行的加热元件能够容易地从外部施加，并且在内部管路中不期望地加热第一流体也不会发生或者至少尽可能少地发生。优选地，在此，至少一个可电运行的加热元件包括加热棒或围绕用于第二流体的至少一个管路缠绕的加热丝或加热膜，其中所述加热棒具有以热传导方式连接的导热片。可电运行的加热元件的这种类型的实施方案是有效的、低成本的和易于实现的。特别有效、低成本和易于实现以及易于操作的是下述设计方案，其中至少一个构成为加热膜的可电运行的加热元件以其一个表面围绕用于第二流体的至少一个管路贴靠设置，其中用于第一流体的管路在用于第二流体的至少一个管路中同轴地伸展。替选地，同样在管路同轴地设置的情况下，热交换器的下述设计方案是有利的，其中至少一个可电运行的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器(1)，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路(3)和为此设置在用于第一流体与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路(9)，其特征在于，所述热交换器(1)包括至少一个可电运行的加热元件(15)，所述加热元件设置在与用于第二流体的至少一个管路(9)中的至少一个管路的热传导连接中。/n

【技术特征摘要】
20190513 DE 202019102689.81.一种热交换器(1)，所述热交换器具有用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路(3)和为此设置在用于第一流体与第二流体的热交换的热交换连接中、用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路(9)，其特征在于，所述热交换器(1)包括至少一个可电运行的加热元件(15)，所述加热元件设置在与用于第二流体的至少一个管路(9)中的至少一个管路的热传导连接中。


2.根据权利要求1所述的热交换器(1)，其特征在于，用于第一流体的可集成到流体回路中的至少一个管路(3)构成为制冷剂管路，而用于第二流体的可集成到另一流体回路中的至少一个管路(9)构成为冷却剂管路。


3.根据权利要求1或2所述的热交换器(1)，其特征在于，用于第一流体的至少一个管路(3)同轴地设置在用于第二流体的至少一个管路(9)中。


4.根据权利要求3所述的热交换器(1)，其特征在于，用于第一流体的至少一个管路(3)和用于第二流体的至少一个管路(9)在垂直于其纵轴线的剖面中分别具有圆形的横截面，其中用于第一流体的至少一个管路(3)在用于第二流体的至少一个管路(9)中与其同轴地设置。


5.根据权利要求3所述的热交换器(1)，其特征在于，用于第二流体的至少一个管路(9)在垂直于其纵轴线的剖面中具有矩形的、优选方形的横截面，其中用于第一流体的至少一个管路(3)在用于第二流体的至少一个管路(9)中同轴地伸展。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，在用于第一流体的管路(3)的外部并且在用于第二流体的至少一个同轴地伸展的管路(9)的内部的热传导连接中，设置有至少一个可电运行的加热元件(15)中的至少一个。


7.根据权利要求3至5中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，在用于第二流体的至少一个管路(9)的外部的热传导连接中，设置有至少一个可电运行的加热元件(15)，其中用于第一流体的管路(3)在用于第二流体的至少一个管路(9)中同轴地伸展。


8.根据权利要求7所述的热交换器(1)，其特征在于，至少一个所述可电运行的加热元件(15)包括加热棒或围绕用于第二流体的至少一个管路(9)缠绕的加热丝或加热膜，其中所述加热棒具有以热传导方式连接的导热片。


9.根据权利要求8所述的热交换器(1)，其特征在于，至少一个构成为加热膜的可电运行的加热元件(15)以其一个表面围绕用于第二流体的至少一个管路(9)贴靠地设置，其中用于第一流体的管路(3)在用于第二流体的至少一个管路(9)中同轴地伸展。


10.根据权利要求3至9中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，分别同轴地含有用于第一流体的管路(3)的用于第二流体的管路(9)中的多个关于其纵轴线平行地并排设置。


11.根据权利要求1或2所述的热交换器(1)，其特征在于，用于第一流体的管路(3)被至少两个以与其平行的纵轴线伸展的用于第二流体的管...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·索纳卡尔布，亚历山大·克尼里姆，
申请(专利权)人：康唯特公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE