[发明专利]热交换器,特别是用于汽车的加热体

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的热交换器。

背景技术

热交换器、特别是用于汽车的加热体在主要侧被液态的介质、特别是冷却液穿流，在次要侧被输送到汽车车厢的周围空气吹过。已知的加热体具有由管和翅片组成的芯体，需加热的空气进入到所述芯体中并从其背面流出。当空气在加热体芯体中加热时存在着一个问题，即在空气出口区域的流出空气温度并不是完全相同，从而在经过加热的空气中会出现缕状的不同空气温度带。这对于汽车车厢的取暖来说是不利的。

对于大多数为多列或多流路的加热体来说，介质的穿流有已知的多种流体模型，其中，最简单的形式是平行穿流，在这种情况下，所有的管被介质沿相同的方向穿流。此外，已知的还有，加热体的U形穿流，在这里，在冷却液箱中布置着间壁(横向间壁)。由于冷却液的这种折流垂直于空气流动方向，所以它被称为“在宽度上”的折流。对于两个介质流：冷却液和空气，它们在这里被称为交叉流。在从冷却液进口到冷却液出口的途中，冷却液逐步冷却，从而使在加热体进口侧部分的空气的温度高于出口侧部分的空气，这样就导致前面所说的缕状化已知的还有，相对于空气流，冷却液以顺流或逆流的方式流动，也就是说，在多列的加热体中，冷却液从一列折流进入到相邻的列。为此需要设置纵向间壁，它将在一侧的相邻的列分离。在这里，这种折流被称为“在深度上”的折流。根据折流与空气流动方向相同或者相反，相应地被称为顺流或逆流。已知的是，通过逆流可以提高效率。缺点是，特别是在较宽的加热体上，冷却液必须在进口侧分布到整个宽度上-这样将会导致，在冷却液进口处于中间的情况下，冷却液在较外面的管中穿流时速度较慢，这同样会对空气出口的温度产生不利影响。

在DE 10 2005 048 227 A1中，专利申请人公开了一种带扁平管的加热体，在所述加热体上，冷却液与空气流成交叉逆流，即在深度上沿朝着空气进口侧的方向折流。而在另一个未详细说明的变型中，在宽度上还发生一次折流。

在DE 102 47 609 A1中公开了一种加热体，在所述加热体上，冷却液只在宽度上折流，即分若干级进行折流，而若干冷却液流平行流通。这种布置的目的是，通过使冷却液在水箱的折流点出现涡流，来实现相对较大的压力下降。

在DE 44 31 107 C1中公开了一种用于汽车的加热体，它按照逆流原则工作。在这里，冷却液从空气出口侧沿朝着空气进口侧的方向以一级或多级的方式折流。这样可以提高热交换的效率。

在DE 603 06 291 T2(EP 1 410 929 B1的同族申请)中公开了一种用于汽车的具有独立的调节器的加热体，它对车厢的右侧和左侧(驾驶员侧和副驾驶侧)分别进行调节。在这里，冷却液通过两个进流管输入，直到中央位置处在宽度上折流，并在那里通过一个共用的回流管排出。在一个优选的实施例(图8)中，除了在宽度上折流之外，还在深度上折流，即沿着与空气流动方向相反的方向。在上面所说的左/右调节中，由加热体流出的气流被一个间壁分成两个分气流，它们被输送到车厢的左侧或右侧。

发明内容

本发明的目的是在如前面所述的热交换器上实现尽可能均匀的空气出口温度分布曲线。

这一目的通过权利要求1所述的特征实现。优选的实施方式参见从属权利要求。

按照本发明，在交叉逆流热交换器上，液态的介质(冷却液)进入到第一区域，即进口区域，并在这个空气出口侧的列的内部折流进入到第二区域，其中，第一区域以及第二区域都可具有子区域。换句话说：在第一列流道中流入的冷却液在宽度上折流至少一次。接下来，冷却液从第一列折流进入到第二列，即位于空气进口侧的列，其中，第二列的所有流道被冷却液沿相同的方向穿流。如发明所述的冷却液在宽度和深度上的折流，具有以下优点：在热交换器的空气出口侧使温度曲线尽可能地均匀。

按照一个优选的实施形式，冷却液在第二列即位于迎风侧的列中也折流一次。总的来说，冷却液流在宽度上折流两次，在深度上折流一次。通过冷却液在两个列中的逆向流动可使空气出口的温度曲线进一步均匀化。

根据本发明的第一实施形式，进口区域布置在第一列的中央，而第二区域包括两个子区域，它们在第一区域两侧对称布置。流入的冷却液流在第一次穿流之后被分流，并沿相反的方向在热交换器的宽度上折流。然后，从两个子区域流出的冷却液流在深度上折流，并在整个第二列上分配，使得所有的流道被冷却液沿相同的方向穿流。这样就可以实现对称的空气出口温度曲线，即任何均匀的温度分布的偏差对称地出现。可选的是，冷却液在第二列中也可在宽度上折流。