[其他]热交换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用来在两种介质之间交换热量的热交换器，它例如可应用在机动车中。 

背景技术

例如在机动车的废气中以热量形式存储的能量迄今为止未加利用地排放到周围环境中。为了提高装置（例如机动车）的效率，并因此降低运行时的CO₂排放，可执行热电发电机（TEG），它的热电模块（TEM）将一部分热量转换成电能，并把此电能引回此装置中。TEG是一种热交换器，它配备有高效的热电材料。如果此材料经受了温度差，则TEG会产生电能。此温差在TEG中是通过以下方式产生的，即热的介质（如废气）和冷的介质（如冷却剂）沿着彼此伸展。TEG可根据不同的应用安放在排气系统分支或排气再循环系统的任意位置中。 

由于提高了高效热电材料和热源/散热器之间的热阻，传统的TEG的效率很低。将TEM集成到热交换器也被证明是不太实用的。在某种程度上，迄今可用的连接技术在高温下是不稳定的。此外，通常在热交换器中TEM的气侧接触上只存在着很小的热传导。因此根据现有技术，传统的TEM由于其造型和连接技术不特别适合应用在TEG中，而且效率很低。 

EP1475532A2公开了一种具有热电元件的热电发电机，它利用电机的废气作为高温-热源，并利用电机冷却剂作为低温-热源来产生电力。阀门根据电机负载来调节废气朝向热电元件的传输。 

实用新型内容

本实用新型的目的是，创造一种更好的用来在两种介质之间交换热量的热交换器。 

此目的通过根据本发明的热交换器得以实现。 

本实用新型是以以下理念为基础的，即通过构成热交换器（尤其是 作为交叉流的热交换器）可优化热电发电机。代替从热能中生成电能的是，根据本实用新型的热交换器也可当作热电加热器和冷却器来用。 

本实用新型创造了一种用来在机动车的两种介质之间交换热量的热交换器，其中热交换器具有以下特征：至少一个管子，尤其是双壁板的管子，用来引导具有第一温度的第一介质，其中在管子内壁和管子外壁之间或至少在管子内壁上设置有热电材料；以及至少一个与该至少一个管子相连的引导板，用来引导具有第二温度的第二介质，该至少一个引导板被用来在该至少一个管子的外壁上引导第二介质，以便在第一和第二介质之间实现热量交换。 

热交换器可指热电发电机，用来从两种介质之间的温差中生成电流。备选的是，热交换器也可指热电加热器或冷却器，它在使用电流的情况下提高加热功率或冷却功率。这种热交换器可例如应用在机动车中。在把根据本实用新型的热交换器当作热电发电机时，用来冷却机动车马达或电池的冷却剂当作第一介质来用，而由机动车内燃机产生的废气当作第二介质来用。该管子可例如构成为平管或圆管。此外，该管子可设计成单壁管或双壁管。在此，双壁管通常由内管和包围该内管的外管构成。在这种情况下，热电材料设置在内管和外管之间。引导板可指板条，例如废气可沿着它从内燃机中导出。根据本实用新型的热交换器可具有多个层状设置的引导板和多个平行设置的管子。在此，引导板中的每一个都具有孔口，多个管子可通过该孔口这样接纳和支承，即管子和引导板设置得基本上彼此垂直。相应地，第一和第二介质在交叉流中引导，而不会搅混这两种介质。在此，第一介质通常可在管子内部（例如在双壁管子的内管中）引导，而第二介质在引导板的主要表面之间并在管子的外壁周围引导。备选的是，第二介质也可在该至少一个管子的内部引导，而第一介质沿着该至少一个引导板进行引导。热电材料可例如指不同掺杂的半导体材料。根据此处建议的热交换器的构造，该热电材料设置在以有利方式以交叉方式流动的、温度不同的介质之间，使得它均匀地暴露在这两种介质之中，即使得在整个热交换器上温度梯度是尽量均匀且微小的。 

根据实施例，引导板可具有至少一个凹槽。管子可容纳在该凹槽中。根据引导板和管子的这种构造，第一介质的流动方向可与第二介质的流 动方向不同。第一介质例如可基本与第二介质垂直地流动。与两种介质的直流情况（即在相同的方向上流动）相比，这种流动关系可在第一和第二介质之间实现更好的传热。引导板也可具有用来容纳多个管子的多个凹槽，其中每个管子都可容纳在自己的凹槽中。 

根据另一实施例，至少另一、尤其双壁的管子设置得可基本与共同的第一平面内的管子平行，至少第三、尤其双壁的管子可设置在与第一平面平行的第二平面内。在此，第三管子可在第二平面内设置在这样的位置中，即在此位置中在第一平面内在管子和其它管子之间构成通道。从多个管子的这种不齐平的布局中，得出第二介质围绕着管子的蜿蜒流动，这有利地扩大了两种介质之间的传热面。