本發(fā)明涉及一種具有權利要求1的特征的熱交換器。

背景技術：

具有帶散熱片的管的熱交換器通常用作空氣冷卻的管式熱交換器。為了有效地實現空氣冷卻的熱交換，應努力達到盡可能高的傳熱系數。用來提高傳熱系數的措施是在散熱片上產生氣流渦流。在此，渦流使氣流以特定的方式轉向，以改進散熱片效率。如果該散熱片在其整個長度上均具有管溫度，則散熱片效率是指散熱片實際輸出的熱流與散熱片在理想情況下應輸出的熱流之比。具有波紋狀散熱片的帶散熱片的管也屬于現有技術，例如通過EP2379977B1已知。

應該通過該措施改進的k值是傳熱系數，作為通過固體(例如管壁)進入第二流體的流體的熱流(基于所述兩流體之間的溫差)的大小。該熱流是由傳熱系數k乘以熱交換器的面積A以及兩流體(即在空氣(外)和產品(內)之間的)平均溫差Δθm得出。同時在強制冷卻的設備中必須施加電功率，以便借助通風機引導冷卻空氣經過熱交換器管和散熱片。對此所需的電能與通過熱交換器的體積流和壓力損失Δp的乘積成比例：為了使功率消耗保持小，應力圖實現小的壓力損失，從而能夠傳輸更大的體積流。大的體積流同時還意味著，能夠將更大量的冷卻空氣引導到熱交換器上。

申請人從自身的實踐中得知，將熱交換器管依次設置在多個行中。目的是，在結構體積小的情況下在熱交換器上傳遞高的熱功率。為此，這些熱交換器管能夠這樣依次設置，使得第二行中的熱交換器管在一定程度上位于第一行的管的背風面中。連續(xù)的各行的管在該意義上齊平地設置。還已知的是，直接相連續(xù)的各行的熱交換器管相對彼此位移地設置。在位移的布置結構中，位于下游的行的流入面并不直接位于上游的管行的各管的背風面中。

為了使熱交換器的構造體積保持為盡可能小，如今是將盡可能多的管和散熱片設置在狹窄的空間中。因此，在各管之間的劃分(即間距)相對小。在單個設置有散熱片的管之間只留下非常小的間隙，因此散熱片密度整體上高。但是，壓力損失于是也高，并因此必須為通風器提高電功率。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是，提出一種具有明顯改進的k值的熱交換器。

本發(fā)明通過一種具有權利要求1的特征的熱交換器來實現此目的。

從屬權利要求涉及本發(fā)明構思的適宜的、非顯而易見的構造方案。

按本發(fā)明的熱交換器包括橫截面呈橢圓形的管，所述管具有外部的散熱片，其中，沿流動方向依次設置有多行管。這些散熱片被管穿過。這些散熱片完全包圍著管。散熱片具有凸緣并且通過凸緣與管相連。

被流體穿過的面稱為熱交換器的觀察面。這些管的依次設置的行橫向于入流方向延伸。連續(xù)的行的各管以橫向錯位平行于前面的行，也就是說橫向于入流方向移位。該橫向錯位不等于同樣橫向于入流方向測量的橫向劃分間距。換言之，連續(xù)的行的各管不是沿入流方向齊平地設置。

備選地，在一個行中相鄰的各管以沿入流方向測得的縱向錯位相互錯開地設置。這些管能夠相互交替地錯開，使得在一定程度上產生之字形的行。縱向錯位(即沿流動方向的錯位)小于縱向劃分間距。縱向劃分間距是在連續(xù)的行的各管之間測得的。

所述縱向錯位優(yōu)選是縱向劃分間距的一半。這指在一行內相鄰的各管的錯開的布置結構。在移位的布置結構(其中，各管行相對彼此移位)中，橫向錯位優(yōu)選是橫向劃分間距的一半。對于本發(fā)明來說，橫向劃分間距是重要的變量。下面也簡稱為劃分間距。

在本發(fā)明中規(guī)定，一行的各管的橫向劃分間距大于散熱片的平均寬度，該平均寬度在橫向于該行的觀察面測得，因此在相鄰各管的散熱片之間的間隙是該平均寬度的0.1至0.5倍、尤其是0.1至0.2倍。此外，四邊形的散熱片具有翼片。

四邊形散熱片的結構與相互錯開設置的管、間隙的所設的平均寬度以及翼片結合在一起，以令人意外的方式對這種熱交換器的傳熱功率起著巨大的積極作用。還存在如下可能性：提高k值并且同時改進平均溫差Δθm。還存在著許多改進方案，例如通過在散熱片上產生渦流來改進熱傳遞。這些改變通常導致，總是在必須引入系統(tǒng)中的電能大小相同的情況下，使運行的溫差Δθm變差。

如果在用于通風機的電能較低時將高的熱交換功率定為目標，則本發(fā)明的這些優(yōu)點是最佳的。在工業(yè)應用領域，這是熱交換器的典型要求。

通風機的電功率與體積流和壓力損失的乘積成比例。如果能夠降低壓力損失，則能夠在電功率恒定不變的情況下提高體積流。其中應使用本發(fā)明。然而，提高的體積流不會降低在空氣和待冷卻的產品之間平均溫差Δθm，而是與其它解決方案相比能夠得以改進。與同樣經改進的k值相結合的情況下，相比于不按本發(fā)明的特征的系統(tǒng)并且涉及通風機的相同電功率的情況，能夠明顯改進熱交換功率，。

通過將不同的措施結合起來，能夠在電功率低時實現高的熱交換功率的目標：一方面必須以特別的方法和方式改變在相鄰各管之間的劃分間距。劃分間距的改變降低了輸入側和輸出側之間的壓力損失，并且能夠在電功率低時導致更高的流動速度。但不能僅僅由此改進傳熱系數。必須使這些管以相互錯開或移位的方式設置。本發(fā)明規(guī)定了帶散熱片的管的至少兩個依次相繼的行。橫向錯位優(yōu)選這樣選擇，使得管的觀察面盡量少交疊。由此，熱交換管的面向觀察面的端側直接位于氣流中，并且由此獲得最大的冷卻。在第一行中(即在首先入流的行中)的管輸出熱量，使得在進入溫度假設為30℃時冷卻空氣在第一散熱片的路徑上例如加熱至45℃。在第一散熱片的區(qū)域中的溫差Δθ1在這種情況下是15℃。然后借助此進入溫度對接下來的行進行冷卻。在此，冷卻空氣例如從45℃加熱到55℃。對于該散熱片行，溫差Δθ2相應地從15℃降至10℃。在第三行中，冷卻空氣于是例如再次從55℃加熱到62℃。溫差Δθ3僅為7℃。該示例示出了，管中的待冷卻產品和冷卻空氣之間的平均溫差Δθm主要受帶散熱片的管的布置結構和結構影響。該產品的流動引導也對產品和冷卻空氣之間的平均溫差Δθm起重要影響。總體上，借助按本發(fā)明的熱交換器的構造結構，在平均溫差Δθm高的情況下達到了更高的k值。雖然與各行有關的溫差Δθi當然會隨著連續(xù)的管行的數量而降低，但是管在各散熱片之間具有間隙的布置結構在考慮所有參數的情況下對k值有利，并同時對在所有管行上測得的溫差Δθm有利，從而產生大的熱流，使得甚至能夠減小熱交換器的構造尺寸。因此效率的上升可能過補償(由擴大的間隙寬度決定的)較少的材料投入。

熱交換器的散熱片的基本形狀是四邊形的。它們可能是正方形或長方形的，使得相互鄰接的側邊相互平行地延伸。但這些相互鄰接的側邊也可以相互形成角度。這些散熱片因此也可以是梯形的，其中，其寬度沿流動方向增大。在梯形的散熱片中，在本發(fā)明的范疇中指的是散熱片的平均寬度或平均間隙寬度。間隙寬度優(yōu)選沿流動方向減小。但間隙寬度即使在最窄的位置也大于零并且優(yōu)選最小為1.0mm。橢圓管穿過散熱片中的中間開口。管的縱向軸線位于散熱片的中點。這些散熱片優(yōu)選相對于其縱向軸線和/或橫向軸線是鏡像對稱的，這些縱向軸線和橫向軸線與橢圓管的長的主軸線或短的主軸線重合。這使得制造成本最小化。

本發(fā)明的另一重要元件是翼片。翼片可以是多邊形的、尤其是四邊形的，例如是梯形的。這些翼片也可以是三角形的。所述“翼片”優(yōu)選指由散熱片材料制成的突出部。這些突出部導致，在翼片的鄰近位置中在散熱片中存在著開口，冷卻空氣能夠流動通過這些開口。在此，這些開口優(yōu)選位于翼片的背向管的側上。這些翼片優(yōu)選具有在管的散熱片間距的60％至100％、優(yōu)選70％至100％的范圍中的高度。這些翼片不一定支撐在帶散熱片的管的相鄰的散熱片上，而是只有大部分跨過這些間距。翼片的高度優(yōu)選在散熱片間距的60％至90％、優(yōu)選80％至90％的范圍中。散熱片劃分優(yōu)選在2mm至5mm、優(yōu)選3mm至4mm的范圍內。在這些數值中被證明具有最佳的結果。本發(fā)明不僅規(guī)定了與散熱片材料統(tǒng)一的一件式組成部分的翼片，也規(guī)定了作為單獨的構件與散熱片相連的翼片?！耙砥钡母拍钜虼瞬灰馕吨?，開口強制地存在于翼片旁邊，但是可這樣優(yōu)選地設置。翼片優(yōu)選垂直于散熱片，或者在制造公差的范疇內基本上垂直于散熱片。但是翼片在需要時也可與散熱片平面圍成不同于90°的角度。

翼片的布置結構同樣會影響k值。翼片位于散熱片的角部區(qū)域內，并且與長方形散熱片的縱側和橫側間隔開。每個散熱片具有至少四個翼片，并且尤其具有正好四個翼片。

翼片優(yōu)選在四邊形散熱片的對角線的區(qū)域中，尤其在散熱片角部至中間管(該管穿過散熱片)的間距的40％至80％、尤其40％至60％的范圍內。

翼片具有基底，這些翼片通過基底與散熱片相連?；椎亩ㄏ蛲瑯訒绊憻峤粨Q器的k值?；變?yōu)選與散熱片的相鄰的縱側呈20°至50°、尤其20°至45°的角度。該角度優(yōu)選是30°至45°。在此，散熱片的縱側平行于流動方向。在梯形的散熱片中，概念“縱側”等同于散熱片的流動方向或中縱軸線。散熱片的所有翼片優(yōu)選在唯一的一側(即散熱片的同一側)上設置。翼片例如是等腰三角形。它們在這種情況下具有這樣的基底，其優(yōu)選比三角形的另外兩邊更長?；椎拈L度和翼片的高度之比優(yōu)選在2:1至5:1的范圍內。

所述翼片同樣可以是四邊形的。在梯形形狀中，翼片通過較寬的基底與散熱片相連。翼片的較窄的上側遠離散熱片指向。在此，基底的長度和翼片的高度之比在2:1至8:1的范圍內。優(yōu)選為5:1。

除了翼片以外，還在散熱片上設置有渦流部，其形式例如是三角形或四邊形的突出部。為了簡化熱交換器的裝配，這些散熱片相對于其縱向軸線構成為鏡像對稱的。長方形的散熱片可附加地相對于其縱向軸線鏡像對稱。也就是說，翼片在散熱片的每個角部區(qū)域中。渦流部以期望的數量平行于縱側地設置。在與每個縱側間隔地存在有至少一個渦流部。渦流部的數量優(yōu)選是偶數的。所述渦流部相對于散熱片的縱向軸線優(yōu)選鏡像對稱地設置，即它們成對地相對而置。尤其是2對至5對、優(yōu)選3對渦流部。

所述渦流部優(yōu)選是由散熱片材料制成的突出部。這些突出部導致，在渦流部的鄰近位置中在散熱片中存在開口，冷卻空氣能夠流動通過這些開口。在此，這些開口優(yōu)選位于渦流部的背向管的側上。這些渦流部優(yōu)選沿散熱片的縱向方向延伸，即平行于橢圓的開口的縱向軸線。由此流動阻力小。這些渦流部優(yōu)選設置得與橢圓管具有各不同的間距。如果橢圓管設置在散熱片的中間橫軸線上，則渦流部與橢圓管的間距優(yōu)選最小。在此，該管沿橫向方向具有最大寬度。至少一個另外的(設置在中間的渦流部和翼片之間的)渦流部不僅具有與橢圓管的更大間距而且與散熱片的縱側具有更大的間距。該另外的渦流部以其間距跟隨橢圓管的輪廓。它們沿流動方向看(即沿散熱片的流入側的觀察方向)位于兩個沿流動方向連續(xù)的翼片之間。這些渦流部導致，由管已經加熱的氣流不能不受阻擋地橫向流出，而是沿著橢圓輪廓引導。由渦流部導向的流體在流出側碰到翼片，其同樣使流體朝管的方向轉向。渦流部優(yōu)選垂直于散熱片，或者在制造公差的范疇內基本上垂直于散熱片。但是渦流部在需要時也可與散熱片平面圍成不同于90°的角度。

除了翼片的形狀以外，散熱片的形狀同樣會影響k值。長方形的散熱片可具有1:1至3:1、優(yōu)選3:2到3:1的側邊比例。也就是說，這些散熱片在特別情況下是正方形的。由于橢圓形的管，長方形狀是優(yōu)選的。這種散熱片的優(yōu)選較長的縱側指向流動方向。橫側垂直于流動方向。

在一行的各散熱片之間的間隙的間隙寬度優(yōu)選是所述散熱片的平均寬度的10％至45％、優(yōu)選15％至45％。間隙寬度尤其是所述散熱片的平均寬度的10％至30％、優(yōu)選15％至30％。在10％和20％之間的數值是尤其有利的。在這些數值中被證明非常好的k值改進，同時降低了壓力損失。即使在k值略微變差時，壓力損失也明顯降低，從而整體上改進傳熱功率。這同樣適用于梯形的散熱片，在梯形的散熱片中使用平均間隙寬度。

有利的是，散熱片的平均寬度大約是橫截面呈橢圓形的管的橢圓的短的主軸線的兩倍大。散熱片中的橢圓開口相應于管橫截面的輪廓。橢圓具有例如14mm的寬度(短的主軸線)，使得該散熱片具有約28mm的平均寬度。在各散熱片之間的間隙具有在3mm至8mm的范圍內、優(yōu)選在4mm至8mm的范圍內的間隙寬度。在該配置中，k值提高了兩位數的百分比，這在此技術領域的幾十年發(fā)展過程中看來都是巨大的出乎意料的進步。為了散熱片效率的明顯提高，將例如三角形的翼片作為產生渦流的工具。按本發(fā)明的布置結構實現了通過流體動力學模擬計算的并且通過實際試驗論證的k值的提高，其中，按本發(fā)明的熱交換器能夠在材料投入較少的情況下低成本地制成。

在散熱片和管之間的連接優(yōu)選通過在浸滲池中的鍍鋅建立。這導致在管和散熱片之間的非常好的連接，此外實現了出色的熱傳遞，并且同時能夠防止腐蝕。

附圖說明

下面借助在純示意性的附圖中所示出的實施例詳細地闡述本發(fā)明。附圖如下：

圖1至圖9在熱交換器的散熱片的俯視圖中示出了不同實施形式的熱交換器的局部區(qū)域的剖視圖；

圖10示出了按圖5和圖6的實施形式的熱交換器的管的單個散熱片的俯視圖；

圖11示出了圖5和圖6的熱交換器的設置有散熱片的管的局部區(qū)域；

圖12示出了圖5和圖6的熱交換器的管的散熱片的透視圖；

圖13示出了圖3和圖4的按本發(fā)明的熱交換器的管的單個散熱片的俯視圖；

圖13a示出了圖8的按本發(fā)明的熱交換器的管的單個散熱片的俯視圖；

圖14示出了按圖3、圖4和圖13的散熱片的透視圖；

圖15示出了在按圖14的散熱片上的梯形翼片的經放大的視圖；以及

圖16示出了不同熱交換類型的k值、Δp值和流動速度之間的關系。

具體實施方式

圖1示出了熱交換器1的局部區(qū)域的剖視圖。熱交換器1包括多個橢圓形管2，這些管具有外部的長方形的散熱片3。管2從中間穿過長方形的散熱片3。多個外部加有散熱片的管2設置在依次相繼的行R1、R2中。在此實施例中，冷卻空氣在視圖平面中從下方沿箭頭P的方向從外側流入該熱交換器1。例如能夠將冷卻空氣吸入。未詳細示出的通風器為此需要電功率Pel。通風器產生體積流其以流動速度v輸送通過觀察面4。該觀察面4是指熱交換器1的面向氣流的入流側。

管2被待冷卻的介質亦或產品穿流。該介質可以是流體的或氣態(tài)的。該介質將熱量輸出到管2上并因此輸出到散熱片3上。冷卻空氣吸收該熱量。由此，行R1的冷卻空氣的溫度提高了溫差Δθ1，并且經過下游連接的管2的管行R2提高了溫差Δθ2。總提上，產生了冷卻空氣的溫度上升Δθ，在冷卻空氣和待冷卻的產品之間的平均溫差Δθm，以及在熱交換器1的進入側和排出側之間的壓力損失Δp。

在按圖1的熱交換器的實施形式中，管2沿入流方向依次排列地設置。該布置結構稱為“錯開的布置結構”，因為管行R1、R2的管2分別不是在筆直的線上，而是沿冷卻空氣的流動方向前后錯開。在相鄰的各管之間沿冷卻空氣的流動方向的錯開是縱向錯開LV。該縱向錯開是呈之字形延伸的行R1、R2的縱向劃分部LT的一半。

與錯開的布置結構不同的是，圖2示出了“移位的布置結構”，其中，管行R1、R2的各個管2橫向于冷卻空氣的入流方向移動橫向錯位VQ。橫向錯位VQ是橫向劃分TQ的一半。在圖2中，同一管行R1、R2的各中點位于一個共同的軸線上。該布置結構稱為“移位的布置結構”。

不管是移位的布置結構還是錯開的布置結構，概念“行”均指首先流入的行R1的各管2或者隨后的管行R2的各管2。尤其在錯開的布置結構中，概念“行”也能夠意味著，各管2不是精確地位于一條直線上，而是在一定程度上呈之字形彼此跟隨。

本發(fā)明不僅在圖1的實施例中而且也在圖2的實施形式中規(guī)定，行R1、R2的各個管2以特定的橫向劃分間距TQ或簡稱為劃分間距相對彼此設置。劃分間距TQ大于散熱片3的平行于觀察面4測量的寬度B。由此產生了具有間隙寬度S的間隙5，該間隙寬度在寬度B的0.1至0.5倍、優(yōu)選0.1至0.2倍的范圍內。劃分間距TQ是散熱片3的寬度和間隙5的間隙寬度S之和(TQ＝B+S)。

在圖1的錯開的布置結構中兩個連續(xù)的行R1、R2的各管2沿流動方向對齊地依次放置，而在圖2的實施形式中各管2相互移位半個橫向劃分間距TQ。由此，管2的面向氣流的端側處于吸入的空氣直接流入的位置中。與間隙5保持得盡可能小的熱交換器相比，第二行R2中的管2的端側的背風面更小。這導致，與沒有相應的平均間隙寬度S的熱交換器1相比，通過第一行R1的壓力損失Δp1更小。當然在沒有相應較寬的間隙5的布置結構中，進入側和排出側之間的總壓力損失Δp也更小。

在圖1的實施形式中也已確定了在圖2的實施例中產生的優(yōu)點。較大的間隙寬度S會明顯降低壓力損失，但只會略微降低傳熱系數k。

圖1和圖2所示的附圖標記也在隨后的實施例中用于相同的構件。為了避免重復，只說明了與圖1和2的實施例的不同之處。因此圖1和圖2的描述廣泛適用于其它實施例。

除了移位的或錯開的布置結構以及設置的間隙寬度S以外，這些散熱片3在它們的角部區(qū)域E中具有所謂的翼片6a(圖10)。除了翼片6a以外，在縱側7的區(qū)域中可設置有渦流部13，如其在圖3和圖4中可見的那樣。圖3和圖4的實施例與圖1和圖2的實施例的不同之處僅在于散熱片3上的附加的渦流部13。在圖13至圖15中示出了渦流部13的細節(jié)以及散熱片3的構造的細節(jié)。

圖5和圖6示出了備選的翼片6b，其與前四個實施例不同的是，該翼片不是梯形的而是三角形的。除此之外，圖5、圖6中的散熱片3的移位或錯開的布置結構相應于圖1和圖2的布置結構。為了避免重復，參照關于圖1和圖2的描述。

設置有附加的渦流部13的散熱片3(如其在圖7和圖8中示出的那樣)以相同的方式基本上相應于圖3和圖4的實施例，其不同之處是角部區(qū)域E中的翼片6是三角形的，而不是梯形的。除此之外，參照圖3和圖4或者圖1和圖2的闡述。對于圖1至圖9來說有代表性的是，S1在圖8中表示連續(xù)的各行R1、R2之間的間隙18的寬度。圖9的實施形式基本上相應于圖6的實施形式，也就是說，散熱片3以移位的布置結構設置。與圖6的實施形式的唯一不同之處在于，散熱片3是梯形的。散熱片3的尺寸在這種情況下指平均寬度B或平均間隙寬度S。間隙寬度S沿流動方向減小，例如從9mm降至1mm。此外參照圖6或圖2的闡述。

圖10在細節(jié)圖中示出了散熱片3的細節(jié)圖，該散熱片在其角部區(qū)域E中具有翼片6b。所有的管2和散熱片3構成為相同的。每個散熱片3均具有四個翼片6b。每個翼片6b在角部區(qū)域E中不僅與縱側7間隔開來，而且與橫側8間隔開來。在縱側7和橫側8之間的長度比在1:1至1:3的范圍內。橢圓的管2的長的主軸線用HA1表示，短的主軸線用HA2表示。當散熱片3的寬度B為26mm時，短的主軸線HA2在此實施例中具有例如16mm的長度L2。長的主軸線HA1的長度L1是55mm。

翼片6b構成為由散熱片3自身構成的沖壓部11。借助三角形的沖壓部11可見，翼片6b構成為等腰的三角形。翼片6b分別垂直于這些散熱片3。所有翼片6b指向同一方向。在這種情況下，它們從視圖平面中指出來。翼片6b在角部區(qū)域中不僅與縱側7和橫側8間隔開來，而是也與橢圓管2以間距A間隔開來。它們例如位于從角部9至管2測得的間距A的40％至80％、尤其40％至60％的區(qū)域內。該間距A是在管2和角部9之間的測得的最小間距。翼片6b優(yōu)選朝縱側7呈20°至50°、尤其20°至45°的角度W。在此實施例中，該角度為30°。

圖11示出了單個的管2和各翼片6b，該管具有設置在它上面的散熱片3，這些翼片構成為等腰三角形。翼片6b具有散熱片間距A1的70％至95％的高度H，尤其散熱片間距A1的80％至90％的高度H。

翼片6b的基底(也就是說，翼片6b沿其彎邊和設置的那個區(qū)域)分別具有6mm的長度(圖10和圖12)。構成為等腰三角形的翼片6b能夠在這種情況下具有例如2mm的高度H。因此是對稱的沖壓結構。

圖12在透視圖中示出了散熱片3，其具有所述的構成為等腰三角形的翼片6b和凸緣10，散熱片3通過該凸緣與管2接觸。凸緣10略高于翼片6b。凸緣10用作在兩個相鄰的散熱片3之間的間距保持部。

圖10和圖12所示的散熱片不具有附加的渦流部，而圖13至圖15示出了備選的實施形式，其中，不僅設置有附加的渦流部13，而且還改變了翼片的形狀。翼片6a是梯形的(圖15)。其基底比其上側14更寬。在基底和基底12的長度L3與高度H之比在約1:5的范圍內。尤其當翼片6a的側面15的角度W1在30°至60°之間、尤其是45°時，上側14與基底12之比大約是3：5。

圖13示出了與圖10的實施例相比翼片6a同樣由散熱片3的沖壓部構成，從而根據翼片6a的大小，梯形的沖壓部11位于角部區(qū)域E中。渦流部13同樣是由沖壓部16構成的并且沿翼片的方向垂直地從散熱片3的平面中翻出的元件。這些沖壓部幾乎呈正方形。相應地，渦流部13同樣是正方形的。渦流部13基本上小于翼片6a。渦流部的高度不大于翼片6a的高度。每三個渦流部13以與縱側7間隔設置。與翼片6a一樣，沖壓出的區(qū)域11靠近縱側7。由此，相比于與縱側7或橫側8的距離，翼片6a或渦流部7離管更近。圖13標出的、在橫側8和沖壓部11之間的間距A2大于沖壓部11的寬度，尤其是兩倍大。間距A3大約與翼片6a的基底12的長度L3一樣大。

圖13在俯視圖中示出了散熱片3的實施形式，其與圖13的散熱片的不同之處在于，在角部區(qū)域E中具有半徑為R的附加的凹形的凹部19。此外，翼片6b是三角形的。

該散熱片3具有橢圓形開口17，長的主軸線HA1與短的主軸線HA2之比L1/L2是2.5至2.7。長的主軸線HA1在這種情況下是35.8mm長。散熱片3的寬度B與短的主軸線HA1之比B/L2是2.0至2.2。散熱片3的長度L與長的主軸線HA2之比L/L1是1.5至1.6。翼片6b以與縱側7呈45°的角度設置。它以與橫側8隔開間距A2的開始，并且以與縱側7隔開間距A3結束。比例A2/L是0.10至0.12。比例A3/B是0.2至0.5。

渦流部13具有寬度B1和高度H1。高度H1在沖壓部11的尺寸上可見，在這種情況下是2mm。六個成對設置的渦流部13的中間渦流部的沖壓部11具有與縱側7間距A4。渦流部13的其它沖壓部分別以與縱側7的間距A5設置。這些渦流部13平行于縱側7延伸。比例A4/B是0.11至0.14。比例A5/B是0.13至0.15。比例B1/L是0.05至0.06。相鄰的渦流部13在縱向方向上的平均間距A6是0.19至0.21×L。

圖14在透視圖中示出了設置的翼片6a以及沿著每個縱側7的各三個渦流部13。圖14還示出了凸緣10，散熱片3通過該凸緣與未詳細示出的管接觸。

按本發(fā)明的熱交換器1具有突出的k值，其歸因于尤其呈三角形或梯形的翼片6a、6b以及相互鄰接的散熱片3之間的間距5的共同作用，并且歸因于通過管行R1、R2或管2的移位或錯開的共同作用。借助圖16展示了此關系。

圖16在水平軸線上示出了流動速度v，在豎直軸線上示出了一方面?zhèn)鳠嵯邓賙或壓力損失Δp。在視圖平面中位于下方的曲線K1、K2、K3代表熱交換器的三個不同的實施形式。三個上方的曲線K1'、K2'、K3'就各自的傳熱系速k而言相應于這些曲線K1、K2、K3，它們分別示出了相應的壓力損失Δp。

在所選的觀察中，在彼此相繼設置的帶散熱片的管之間的間隙是0.67mm。標準的實施方式大多規(guī)定管的錯開的布置結構，因為它們就熱量和流體技術而言看整體上在能量方面是最有利的變型方案。除了錯開的布置結構以外，在此也應考慮移位的布置結構，因為在移位的布置結構中在流入速度恒定不變時達到最高的傳熱系數，當然也達到最高的壓力損失。

曲線K1示出了錯開的布置結構的標準，其具有非常小的間隙寬度。曲線K2表示具有小的間隙寬度的移位的布置結構，而最后曲線K3表示移位的布置結構，其具有增大的橫向劃分或擴大的間隙寬度。

研究的出發(fā)點是現有技術，其通過曲線K1表示。在流動速度為v1時，在點I上施加壓力損失Δp1。在點II上k值為k1。在流動速度v1恒定不變時可見，在移位的布置結構中按虛線K2壓力損失非常強烈地上升，但是與標準相比k值也得以改進。

但是，線K3也是值得注意的(具有擴大的間隙寬度的移位的布置結構)。在流動速度v1恒定不變時可見，壓力損失Δp在流動速度v1恒定不變時相對于標準(曲線K1)下降，同時k值在流動速度v1恒定不變時相對于標準(曲線K1’)得以改進。相反地意味著，流動速度v1由于壓力損失較小能夠以較小的能量實現，并且同時能夠傳遞更多的熱量(更高的k值)。按曲線K3、K3'的變形方案因此是優(yōu)選的。

因為待耗費的電能與體積流成比例并且與壓力損失Δp成比例，所以節(jié)省的電能能夠用來提高流動速度。如果電能保持不變，則為了節(jié)省壓力損失可提高輸入速度(Ansichtsgeschwindigkeit)或擴大體積流。由此，將流動速度從v1提高到v2。在曲線K3中現在位于點III處。也就是說，在流動速度為v2時，壓力損失Δp2小于點I處的壓力損失。同時在曲線K3'上的點IV中可得出，k值k2已經明顯增大。

從該比例中可讀出，在電驅動能量相同的前提條件下，通過明顯降低空氣側的壓力損失，能夠明顯增加空氣質量流。在假設熱量輸出恒定不變的情況下，這意味著，如果空氣質量流增加，則來自熱交換器的空氣排出溫度變低。但是因此也會使得主要驅動熱量交換的溫差Δθm增加。通過所述節(jié)省能夠在熱交換功率相同的情況下減小熱量交換表面。

總體上，在熱量輸出恒定不變時，能夠通過改進k值和平均溫差Δθm來減少熱交換器的交換面。這能夠使構造方式更低成本。當然低成本的構造方式也能夠用來降低運行所需的電功率，如果這應是設計該熱交換器的目的的話。

附圖標記列表

1 熱交換器

2 管

3 散熱片

4 觀察面

5 間隙

6a 翼片(梯形)

6b 翼片(三角形)

7 縱側

8 橫側

9 角部

10 凸緣

11 沖壓部

12 基底

13 渦流部

14 上側

15 側面

16 沖壓部

17 開口

18 間隙

19 凹部

A 間距

A1 間距

A2 間距

A3 間距

A4 間距

A5 間距

A6 平均間距

B 平均寬度

E 角部區(qū)域

H 高度

HA1 管的長的主軸線

HA2 管的短的主軸線

k k值(傳熱系數)

L 長度

L1 管的長的主軸線的長度

L2 管的短的主軸線的長度

L3 基底的長度

p 入流方向

體積流

R 半徑

R1 行1

R2 行2

S 平均間隙寬度

S1 間隙寬度

ΔT 冷卻空氣的溫差

v 流動速度

v1 流動速度

v2 流動速度

W 角度

W1 角度

Δθm 平均溫差(冷卻空氣-產品)

Δp 壓力差

VQ 橫向錯位

TQ 橫向劃分間距