Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CIRCULAR HEAT EXCHANGER HAVING AN INTEGRALLY FORMED DRYER, AND REFRIGERATION CIRCUIT COMPRISING SAID HEAT EXCHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/177161
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circular heat exchanger having the following characteristics: a first and a second pipe line having blades extending radially from the first and the second pipe line, whereas a coolant can be guided through the first and second pipe line, and the first pipe line forms a first planar spiral and the second pipe line forms a second planar spiral. ln a radial inner area or a radial outer area of the spirals, the first and the second pipe line of the first and the second planar spiral are in fluid connection with one another, and a common coolant can flow therethrough.

Inventors:
KIRCHNER JÖRG (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/061012
Publication Date:
November 26, 2015
Filing Date:
May 19, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BUNDY REFRIGERATION INTERNAT HOLDING B V (NL)
International Classes:
B21D11/06; F25B39/00; F28D1/04; F28D1/047
Domestic Patent References:
WO2008097208A22008-08-14
Foreign References:
US2974500A1961-03-14
DE202007002734U12007-04-26
NL9100270A1992-09-01
DE102010003063A12011-09-22
BE553464A
US1635869A1927-07-12
US1801467A1931-04-21
DE2038538A11972-02-10
Attorney, Agent or Firm:
HWP Intellectual Property (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Kreisförmiger Wärmetauscher (1 ; 1 '), der die folgenden Merkmale aufweist: eine erste (30a) und eine zweite Rohrleitung (30b) mit sich radial von der ersten (30a) und der zweiten Rohrleitung (30b) erstreckenden Flügeln (38), während durch die erste (30a) und zweite Rohrleitung (30b) ein Kältemittel leitbar ist und die erste Rohrleitung (30a) eine erste (10; 10') und die zweite Rohrleitung (30b) eine zweite ebene Spirale (20; 20') bilden, wobei die erste (30a) und die zweite Rohrleitung (30b) der ersten (10; 10') und der zweiten ebenen Spirale (20; 20') in einem radialen Innenbereich oder einem radialen Außenbereich der Spiralen (10, 20) in Flüssigkeitsverbindung (32) miteinander stehen und von einem gemeinsamen Kältemittel durchströmbar sind.

2. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß Anspruch 1 , in dem zwischen der ersten (10') und der zweiten ebenen Spirale (20') ein Ventilator (70) angeordnet ist und die erste (10') und die zweite ebene Spirale (20 ') angrenzend an den Ventilator (70) angeordnet sind.

3. Wärmetauscher (1 ') gemäß Ansprach 2, in dem die erste (30a) und zweite Rohrleitung (30b) der ersten (10') und zweiten Spirale (20') über einen U-förmigen Rohrabschnitt in dem radialen Außenbereich der ersten und zweiten Spirale (10', 20') miteinander verbunden sind.

4. Wärmetauscher (1 ') gemäß Anspruch 2 oder 3, in dem der Ventilator (70) und die erste (10') und zweite ebene Spirale (20') in einem Gehäuse (80) in konzentrischer Anordnung zueinander gehalten sind.

5. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die erste

(10; 10') und die zweite ebene Spirale (20; 20') parallel zueinander angeordnet sind.

6. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die erste (30a) und/oder die zweite Rohrleitung (30b) zwei sich radial davon erstreckende und einander gegenüberliegend angeordnete Flügel (38) aufweist.

7. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß Anspruch 6, in dem sich die Flügel (38) der ersten (30a) und/oder der zweiten Rohrleitung (30b) senkrecht oder in einem Winkel γ von 0°< γ <90° zur Radialebene ( RH) der ersten (10; 10') und/oder zweiten Spirale (20; 20') erstrecken.

8. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß Ansprach 7, in dem die Flügel (38) innerhalb der ersten (10; 10') und/oder zweiten Spirale (20; 20') parallel zueinander oder bezogen auf mindestens zwei Radialbcreiche der Spirale (10, 20; 10', 20') nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.

9. Wärmetauscher (1 ; Γ) gemäß Ansprach 7, in dem die Flügel (38) der ersten Spirale (10; 10') und die Flügel (38) der zweiten Spirale (20; 20') parallel zueinander oder bezogen auf mindestens zwei Radialbereiche der Spiralen (10, 20, 10'; 20') nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.

10. Wärmetauscher (1 ; Γ) gemäß Anspruch 5, in dem die erste (30a) und zweite Rohrleitung (30b) der ersten (10; 10') und zweiten Spirale (20; 20') parallel zueinander oder radial versetzt zueinander verlaufen.

11. Wärmetauscher (1 ; Γ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die erste

(30a) und die zweite Rohrleitung (30b) eine durchgehende Rohrleitung (30) bilden, aus der die erste (10; 10') und zweite Spirale (20; 20') gewickelt sind.

12. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der mehr als zwei jeweils aus einer Rohrleitung (30) bestehende ebene Spiralen (10, 20; 10', 20') aufweist, die miteinander in Flüssigkeitsverbindung stehen.

13. Wärmetauscher (1 ; Γ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die erste

(30a) und/oder zweite Rohrleitung (30b) aus Stahl, Kupfer oder Aluminium besteht.

14. Wärmetauscher (1 ; 1 ') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der an einem stro- mabwärtigcn. Ende (A) der ersten (30a) oder zweiten Rohrleitung (30b) einen Trocknungsabschnitt (40) aufweist, der integraler Bestandteil der Rohrleitung (30) ist oder der an das Ende (A) der Rohrleitung (30) angeformt ist.

15. Klima-, Kühl- oder Gefriergerät mit einem Kältekreislauf, aufweisend einen Verdichter (V), eine Expansionsvorrichtung (E) und mindestens einen Wärmetauscher (1 ; ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, vorzugsweise als Verdampfer und/oder Kondensator.

16. Herstellungsverfahren für einen kreisförmigen Wärmetauscher (1), das die folgenden

Schritte aufweist:

Bereitstellen einer ersten (30a) und einer zweiten Rohrleitung (30b) mit sich radial von der Rohrleitung erstreckenden Flügeln (38) als zwei miteinander verbundene und einander gegenüberliegende Schenkel einer U-förmigen Rohrleitung, gleichzeitiges Wickeln einer ersten ebenen Spirale (10) aus der ersten Rohrleitung (30a) und einer zweiten ebenen Spirale (20) aus der zweiten Rohrleitung (30b), wobei jeweils ein an einer Verbindung zwischen der ersten (30a) und der zweiten Rohrleitung (30b) angrenzendes Ende der ersten (30a) und der zweiten Rohrleitung (30b) einen radialen inneren Anfang der ersten (10) und der zweiten Spirale (20) bildet.

1 7. Herstellungsverfahren für einen kreisförmigen Wärmetauscher (1 '), das die folgenden

Schritte aufweist:

Bereitstellen einer ersten (30a) und einer zweiten Rohrleitung (30b) mit sich radial von der Rohrleitung erstreckenden Flügeln (38) als zwei miteinander verbundene und einander gegenüberliegende Schenkel einer U-förmigen Rohrleitung, gleichzeitiges Wickeln einer ersten ebenen Spirale (10') aus der ersten Rohrleitung (30a) und einer zweiten ebenen Spirale (20') aus der zweiten Rohrleitung (30b), wobei jeweils ein freies Ende der ersten (30a) und der zweiten Rohrleitung (30b) einen radialen inneren Anfang der ersten (10') und der zweiten Spirale (20') bilden, und

Befestigen der ersten (10) und der zweiten Spirale (20) in einem Gehäuse und

Anordnen eines Ventilators (70) zwischen der ersten (10') und der zweiten Spirale

(20').

18. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die erste (30a) und die zweite Rohrleitung (30b) der ersten (10; 10') und der zweiten Spirale (20; 20') parallel zueinander oder radial versetzt zueinander verlaufend gewickelt werden. 19. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 18, wobei die erste (30a) und die zweite Rohrleitung (30b) ein durchgehendes Rohr bilden.

20. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 16-1 . wobei die erste (10; 10') und zweite Spirale (20; 20') parallel zueinander angeordnet werden.

21. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 20, wobei das Flügelrohr (36) derart zu einer ersten (10; 10') und einer zweiten ebenen Spirale

(20, 20') gewickelt wird, dass die Flügel (38) innerhalb einer ebenen Spirale (10; 20; 10', 20') zumindest bereichsweise parallel und/oder winklig zueinander ausgerichtet sind und/oder dass die Flügel (38) der ersten (30a) und/oder der zweiten Rohrleitung (30b) senkrecht oder in einem Winkel γ von 0°< γ <90° zur Radial ebene (RE) der ersten (10; 10') und/oder zweiten Spirale (20; 20') ausgerichtet sind.

22. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 21 , mit dem weiteren Schritt:

Aufweiten der Rohrleitung (30) eines radial äußeren Endbereichs (A) einer ebenen Spirale (20; 20') über einen Längsabschnitt (42) und Ausformen eines Kapillar- rohrs (50) am Längsabschnitt (42).

23. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 21 , mit dem weiteren Schritt:

Bereitstellen eines zylindrischen Rohrabschnitts (30c), vorzugsweise einer Ursprungsrohrleitung, in zylindrischer Form und Einbringen eines Trocknungsmateri- als in dem zylindrischen Rohrabschnitt (30c), so dass das Trocknungsmaterial dort gehalten ist, vorzugsweise mit Hilfe eines Siebs.

24. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 23, mit dem weiteren Schritt: Ausformen eines Flügelrohrs in dem sich an den zylindrischen Rohrabschnitt (30c) anschließenden zweiten Rohrabschnitt einer Ursprungsrohrleitung, aus der zumindest die erste Spirale (10; 10') gewickelt wird.

Herstellungsverfahren gemäß Ansprach 24, mit dem weiteren Schritt:

Ausformen einer integralen Kapillare am oder Verbinden einer Kapillare mit einem flügelrohrab gewandten Ende des zylindrischen Rohrabschnitts (30c).

Description:
Kreisförmiger Wärmetauscher mit angeformtem Trockner und Kältekreislauf mit diesem Wärmetauscher

L Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft einen kreisförmigen Wärmetauscher sowie einen Kältekreislauf in Kombination mit diesem kreisförmigen Wärmetauscher.

2. Hintergrund der Erfindung

Im Stand der Technik sind Kältekreisläufe allgemein bekannt, die in Klima-, Kühl- und Ge- friergeräten eingesetzt werden. Ein derartiger Kältekreislauf besteht zumeist aus einem Verdampfer, in dem ein Kältemittel verdampft wird. Die dazu erforderliche Energie wird dem Medium entzogen, das den Verdampfer umspült und gekühlt werden soll. Danach wird das verdampfte Kältemittel einem Verdichter zugeführt, wo während des Verdichtens des Kältemittels auch der Druck und die Temperatur des Kältemittels erhöht werden. In einem nachfolgend installierten Kondensator wird das Kältemittel kondensiert, wobei Kondensationswärme an die Umgebung des Kondensators abgeführt wird. Das flüssige Kältemittel wird dann einer Expansionsvorrichtung, beispielsweise ein Expansionsventil, zugeführt, um den Druck im Kältemittel abzubauen. Innerhalb dieses bekannten Kältekreislaufs werden als Verdampfer und Kondensator jeweils Wärmetauscher eingesetzt, um einen effizienten Energieaustausch zwischen dem Kältemittel innerhalb des Wärmetauschers und der Umgebung zu realisieren.

Ein derartiger Kältekreislauf ist in DE 199 05 354 C2 beschrieben. Die beiden Wärmetauscher, die als Verflüssiger und Verdampfer eingesetzt werden, bestehen aus einem mäanderformig gebogenen Rundrohr. Eine derart flächige Struktur eignet sich beispielsweise als Rück wand v e r 11 ü s s i ge r. der an der Rückseite einer Kühltruhe installiert wird.

Aus US 1 ,709,176 ist eine trichterförmige Anordnung von mehreren kreisförmig gebogenen Rohrleitungen bekannt, die einen Wärmetauscher bilden. Diese ringförmigen Rohrleitungen weisen unterschiedliche Durchmesser auf und sind hintereinander angeordnet, um einen Trichter zu bilden. Die einzelnen ringförmigen Rohrleitungen sind in zwei gegenüberlie- genden Haltern befestigt, die gleichzeitig den Zu- und Ablauf des Kältemittels realisieren. Der komplexe Aufbau erfordert somit, dass jede einzelne ringförmige Rohrleitung einzeln mit Kältemittel versorgt wird. Zudem sind die ringförmigen Rohrleitungen im radialen Randbereich des Stroms des zu kühlenden Mediums angeordnet, sodass die Oberfläche des Wärmetauschers nicht optimal mit dem strömenden Medium in Kontakt ist. US 1 ,635,869 beschreibt eine Kühl- oder Heizvorrichtung, die im Weiteren am Beispiel der Kühlvorrichtung beschrieben wird. Diese Kühlvorrichtung umfasst einen zentral angeordneten Ventilator, Vor und hinter dem Ventilator in Strömungsrichtung ist jeweils eine spiral- und trichterförmig gewickelte Kühlmittelleitung angeordnet. Aufgrund der trichterförmig gewickelten Spiralen nimmt zunächst das Kühlgerät viel Bauraum ein. Die trichterförmigen Spiralen erzeugen starke Verwirbelungen im Kühlluftstrom, was Leistungseinbußen zur Folge hat.

Eine weitere Konstruktion eines Wärmetauschers ist in US 7,367,380 B2 offenbart. Hier ist ein Lüfter innerhalb einer hülsenförmigen Anordnung positioniert, die aus einem gewickelten Flügelrohr besteht. Der zu kühlende Luftstrom wird mithilfe des Lüfters durch die hül- senarlige Anordnung geleitet, wobei die aus Flügelrohren bestehende radiale Innenseite der hülsenartigen Anordnung den Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und Umgebung realisiert. Ein weiterer Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der strömenden Umgebung wird durch eine ebene Spirale einer Rohrleitung gewährleistet, wobei diese ebene Spirale die hülsenartige Anordnung einseitig weitestgehend verschließt. Um den Wärmeaus- tausch zwischen dem Kältemittel und der strömenden Umgebung zu verbessern, sind auch mehrere hülsenartige Anordnungen mit unterschiedlichem Durchmesser ineinander verschachtelt angeordnet. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass unterschiedliche Rohrleitungen für den Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und Umgebung verwendet werden. Dies erhöht den Konstruktions- und Herstellungsaufwand. Zudem befinden sich die Leitungen des Kältemittels im radialen Randbereich der zu kühlenden Mediumsströmung. Dadurch lässt sich nicht die vollständige Oberfläche der Kältemittelleitung für den erforderlichen Wärmeaustausch nutzen.

Aus US 2,974,500 ist eine Klimaanlage bekannt. Ein Ventilator dieser Klimaanlage saugt Luft durch zwei quer zur Strömungsrichtung der Luft angeordnete Rohrspiralen an. Diese Rohrspiralen sind nebeneinander angeordnet, mittig miteinander verbunden und dienen der Leitung eines Kühlmittels. Als Nachteil hat sich gezeigt, dass die Kühlmittelleitungen der beiden Spiralen nur eine begrenzte Oberfläche für den Wärmeaustausch zur Verfügung stellen. Des Weiteren befindet sich die eine Spirale im Windschatten der anderen Spirale während des An sorgvorgangs der Luft durch den Ventilator. Auf diese Weise wird die Effektivität des Wärmeaustauschs zwischen der Umgebung und dem Wärmetauscher reduziert. Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, einen zum Stand der Technik alternativen

Wärmetauscher bereitzustellen, der sich durch einen verbesserten Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der zu kühlenden strömenden Umgebung auszeichnet.

3. Zusammenfassung der Erfindung Die obige Aufgabe wird durch einen kreisförmigen Wärmetauscher gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , durch ein Klima-, Kühl- oder Gefriergerät mit einem Kältekreislauf gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 15 sowie durch ein Herstellungsverfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 16 oder 17 gelöst.

Der erfindungsgemäße kreisförmige Wärmetauscher weist die folgenden Merkmale auf: eine erste und eine zweite Rohrleitung mit sich radial von der ersten und der zweiten Rohrleitung erstreckenden Flügeln, während durch die erste und zweite Rohrleitung ein Kältemittel leitbar ist und die erste Rohrleitun eine erste und die zweite Rohrleitung eine zweite ebene Spirale bilden, wobei die erste und die zweite Rohrleitung der ersten und der zweiten ebenen Spirale in einem radialen Innenbereich oder einem radialen Außenbercich der Spira- len in Flüssigkeitsverbindung miteinander stehen und von einem gemeinsamen Kältemittel durchströmbar sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die erste und/oder die zweite Rohrleitung keine Flügel auf. Ein entsprechender kreisförmiger Wärmetauscher weist dann insbesondere die folgenden Merkmale auf: eine erste und eine /.weite Rohrleitung durch die ein Kältcmit- tel leitbar ist und die eine erste und eine zweite ebene Spirale bilden, wobei die erste und die zweite Rohrleitung in Flüssigkeitsverbindung miteinander stehen und von einem gemeinsamen Kältemittel durchströmbar sind. Die nachfolgend beschriebenen weiteren Merkmale sind in analoger Weise auch mit diesem Wärmetauscher kombinierbar. Beispielsweise stehen die erste und die zweite Rohrleitung in einem radialen Innenbereich oder einem radialen Außenbereich in Flüssigkeitsverbindung miteinander. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher besteht vorzugsweise aus mindestens zwei ebenen Spiralen, die aus entsprechenden Rohrleitungen gewickelt sind. Daher eignet sich dieser Wärmetauscher besonders für die Installation in Rohrleitungen oder zur Anordnung angrenzend an einen Lüfter. Dabei haben die aus den Rohrleitungen bestehenden ebenen Spiralen den Vorteil, dass sie bei einer platzsparenden Anordnung eine große Fläche zur Verfugung stellen, die zum Wärmeaustausch zwischen dem strömenden Medium und dem Kältemittel genutzt werden kann. In Abhängigkeit von der Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers sind zwei oder mehr ebene Spiralen nebeneinander anordenbar, um die für Kühlzwecke erforderliche Oberfläche der Rohrleitung des Kältemittels optimal anpassen zu können. Zur Vergrößerung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Fläche der ersten und zweiten Rohrleitung weisen diese sich radial von der ersten und zweiten Rohrleitung erstreckende Flügel auf. Diese Flügel vergrößern die Oberfläche der Rohrleitung, über die ein zusätzlicher Wärmeaustausch der Umgebung mit dem Kältemittel in der Rohrleitung stattfinden kann. Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Rohrleitung zwei einander radial gegenüberliegend angeordnete oder mehrere sich radial von der Rohrleitung erstreckende Flügel auf. Des Weiteren sind die erste und die zweite Rohrleitung der ersten und der zweiten ebenen Spirale in einem radialen Innenbereich oder einem radialen Außenbereich der Spiralen miteinander flüssigkeitsleitend verbunden. Aufgrund des Zusammenschlusses der beiden benachbart zueinander angeordneten Spiralen wird der Flüssigkeits- kreislauf des Kältemittels vereinfacht. Denn auf diese Weise durchströmt das gleiche Kältemittel beide Spiralen, sodass nicht zwei unterschiedliche Kühlkreisläufe bereitgestellt werden müssen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers ist zwischen der ersten und der zweiten ebenen Spirale ein Ventilator angeordnet und die erste und die zweite ebene Spirale sind angrenzend an den Ventilator angeordnet.

Diese Konstruktion ermöglicht es, dass der rotierende Ventilator an seiner einen Seite einen Luftstrom durch die angrenzende ebene Spirale saugt, während er an seiner gegenüberliegenden Seite einen Luftstrom durch die angrenzende Spirale bläst. Aufgrund der Kombination der zueinander beabstandet angeordneten ebenen Spiralen und der Anordnun des Ven- tilators zwischen diesen Spiralen wird vermieden, dass sich die eine ebene Spirale im Windschatten der anderen ebenen Spirale befindet. Des Weiteren wird die Funktionsweise des Ventilators optimal ausgenutzt, der an seinen beiden in Strömungsrichtung gegenüberliegenden Seiten einen saugenden Luftstrom und einen geblasenen Luftstrom erzeugt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die erste und zweite Rohrleitung der ersten und zweiten Spirale über einen U-förmigen Rohrabschnitt im radialen Außenbereich der ersten und zweiten Spirale miteinander verbunden. Mithilfe dieser radial außen liegenden Kühlmittelverbindung zwischen der ersten und der zweiten Spirale erzielt man eine platzsparende Anordnung der ersten und zweiten Spirale angrenzend an den Ventilator. Des Weiteren ermöglicht die vorzugsweise U-förmige Verbindung zwischen den beiden Kühlmittel leitungen der ersten und zweiten Spirale, dass die erste und zweite Spirale gleichzeitig in einem gemeinsamen Wickelvorgang hergestellt werden können. Auf diese Weise werden aufwendige Verbindungsverfahren im radialen Außenbereich der beiden ebenen Spiralen vermieden.

Gemäß vorliegender Erfindung ist es weiterhin bevorzugt, dass der Ventilator und die erste und zweite ebene Spirale in einem Gehäuse in konzentrischer Anordnung zueinander gehal- ten sind. Die konzentrische Anordnung der Spiralen und des Ventilators in Bezug zueinander soll gewährleisten, dass nach Möglichkeit alle Abschnitte der ersten und zweiten Rohrleitungen der ersten und zweiten Spirale optimal durch den Luftstrom des Ventilators angeströmt werden.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die erste und die zweite ebene Spi ale parallel zueinander angeordnet. Weiterhin bevorzugt weisen die erste und/oder die zweite Rohrleitung sich radial davon erstreckende und einander gegenüberliegend angeordnete Flügel auf. Diese Flügelrohre vergrößern die Oberfläche der Rohrleitung, die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung steht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Flügel der ersten und/oder der zweiten Rohrleitung senkrecht oder in einem Winkel γ von 0°< γ <90° zur Radial ebene der ersten und/oder zweiten Spirale, in der die Flügel angeordnet sind. Mithilfe einer unterschiedlichen Anordnung der Flügel zu der Radialebene der jeweiligen Spirale ist es ebenfalls möglich, den vom zu kühlenden Medium umströmten Oberflächenanteil der jeweiligen Spirale anzupassen. Dabei ist ein Kompromiss zwischen einer großen für den Wärmeaustausch zur Ver- fügung stehenden Fläche des Flügelrohrs und einem minimalen Strömungswiderstand der ebenen Spirale für das abzukühlende strömende Medium zu finden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Flügel innerhalb der ersten und/oder zweiten Spirale parallel zueinander oder bezogen auf mindestens zwei Radi albereiche der Spirale nicht parallel zueinander ausgerichtet. Es ist zudem bevorzugt, dass die Flügel der ersten und zweiten Spirale parallel zueinander oder bezogen auf mindestens zwei Radialbereiche der Spirale nicht parallel zueinander angeordnet sind.

Da mindestens zwei ebene Spiralen parallel zueinander angeordnet sind, verlaufen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung die erste und zweite Rohrleitung der ersten und zweiten Spirale parallel zueinander oder radial versetzt zueinander. Auf diese Weise sind die erste und zweite Rohrleitung der ersten und zweiten Spirale gemäß der ersten Alternative genau hintereinander gesehen in Strömungsrichtung angeordnet. Gemäß der zweiten Alternative ist die zweite Rohrleitung der zweiten Spirale zumindest teilweise oder vollständig im Bereich des Zwischenraums zwischen benachbarten Windungen der ersten Rohrleitung in der ersten Spirale angeordnet. Mithilfe dieser Konstraktionen ist ebenfalls der Wärmeaustausch anpassbar. Gemäß einer erfindungsgemäßen Alternative werden die erste und die zweite Rohrleitung durch eine durchgehende Rohrleitung gebildet, aus der die erste und die zweite Spirale gewickelt sind.

Vorzugsweise bestehen die erste und/oder die zweite Rohrleitung aus Stahl, Kupfer oder Aluminium. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Wärmetauscher an einem stromabwärtigen und radial innen liegenden Ende der ersten oder zweiten Rohrleitung einen Trocknungsabschnitt auf, der integraler Bestandteil der Rohrleitung ist oder der an das Ende der Rohrleitung angeformt ist. Gemäß einer ersten Alternative ist der integrale Trocknungsabschnitt ein zylindrischer Rohrabschnitt des Ursprungsrohrs, aus dem das Flügelrohr des Wärmetauschers gebildet ist. Vorzugsweise wurde dieser zylindrische Rohrab- schnitt nicht in ein Flügelrohr umgeformt, insbesondere gewalzt, sondern in seiner Ursprungsform belassen. Daher besteht der integrale Trocknungsabschnitt aus einem Rundrohrabschnitt, der in das Flügelrohr integral übergeht, ohne für die Aufnahme eines Trocknerelements verformt worden zu sein. Gemäß einer zweiten Alternative besteht der Trocknungsabschnitt aus einem aufgeweiteten Längsabschnitt der ersten oder zweiten Rohr 1 ei - tung. Diese Konstruktion ist dann geeignet, wenn der kreisförmige Wärmetauscher aus einem Ursprungsrohr mit rundem Querschnitt gewickelt ist. Da aus diesem zylindrischen Ab- schnitt des Ursprungsrohrs keine Flügel ausgeformt werden, fällt sein Querschnitt größer aus als bei dem Rohrabschnitt für Flügelrohre (siehe oben). In dem Trocknungsabschnitt ist bevorzugt ein Trocknerelement und ein Sieb angeordnet. Dieses Trocknerelement entzieht dem vorbeiströmenden Kältemittel störende Feuchtigkeit, wobei das Sieb verhindert, dass das Trocknerelement in die Rohrleitung gelangt. Am stromabwärtigen Ende des Trocknungsabschnitts ist eine Expansionsvorrichtung für das unter Druck stehende Kältemittel in Form einer Kapillare vorgesehen. Die Kapillare ist direkt bzw. integral ausgeformt aus dem Rohr des Trocknungsabschnitts oder mit diesem durch geeignete Verfahren verbunden worden, bspw. durch Löten. Vorliegende Erfindung umfasst zudem ein Klima-, Kühl- oder Gefriergerät mit einem Kältekreislauf, aufweisend einen Verdichter, eine Expansionsvorrichtung und mindestens einen Wärmetauscher gemäß einer der oben beschriebenen Ausrührungsformen, die vorzugsweise als Verdampfer und/oder Kondensator eingesetzt werden.

Weiterhin offenbart vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen kreisförmi- gen Wärmetauscher, das die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Rohrleitung mit sich radial von der Rohrleitung erstreckenden Flügeln als zwei miteinander verbundene und einander gegenüberliegende Schenkel einer U-förmigen Rohrleitung, gleichzeitiges Wickeln einer ersten ebenen Spirale aus der ersten Rohrleitung und einer zweiten ebenen Spirale aus der zweiten Rohrleitung, wobei jeweils ein an einer Verbin- dung zwischen der ersten und der zweiten Rohrleitung angrenzendes Ende der ersten und der zweiten Rohrleitung einen radialen inneren Anfang der ersten und der zweiten Spirale bildet.

Gemäß einer alternativen Ausrührungsform weisen die erste und die zweite Rohrleitung keine Flügel auf. Zwei benachbart zueinander angeordnete ebene Spiralen aus einer ersten und einer zweiten

Kühlmittelleitung erhöhen einerseits die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Fläche und sind zudem in einem kombinierten H erstel 1 ungs verfahren einfach herstellbar.

Denn während des Wickeins der ersten Spirale ist es ohne Weiteres möglich, gleichzeitig die zweite ebene Spirale aus der vorzugsweise Endlosrohrleitung zu wickeln. Dazu ist es lediglich erforderlich, dass aus der Endlosrohrleitung mithilfe einer U -förmigen Biegung zwei parallel verlaufende Schenkel gebildet werden, die nachfolgend mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser zu zwei benachbarten ebenen Spiralen aufgewickelt werden.

Ein alternatives erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für einen kreisförmigen Wärmetauscher weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Rohr- leitung mit sich radial von der Rohrleitung erstreckenden Flügeln als zwei miteinander verbundene und einander gegenüberliegende Schenkel einer U-förmigen Rohrleitung, gleichzeitiges Wickeln einer ersten ebenen Spirale aus der ersten Rohrleitung und einer zweiten ebenen Spirale aus der zweiten Rohrleitung, wobei jeweils ein freies Ende der ersten und der zweiten Rohrleitung einen radialen inneren Anfang der ersten und der zweiten Spirale bilden, Befestigen der ersten und der zweiten Spirale in einem Gehäuse und Anordnen eines Ventilators zwischen der ersten und der zweiten Spirale.

Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden die beiden benachbarten ebenen Spiralen ebenfalls jeweils aus einem Flügelrohr gewickelt. Diese beiden ebenen Spiralen sind in ihrem radialen Außenbereich über eine Rohrleitung miteinander ver- bunden. Somit sind die erste und die zweite ebene Spirale durch ein gemeinsames Kühlmittel durchströmbar, wobei das Kühlmittel in einem radialen Innenbereich in die eine Spirale einströmt und in einem radialen Innenbereich der anderen Spirale aus der Spirale ausströmt. Da die erste und die zweite Spirale aus einer U-förmig gebogenen Rohrleitung gleichzeitig gewickelt werden, ergibt sich auch hier ein zeitsparender Wickelprozess für die den Wärme- tauscher bildenden ebenen Spiralen. Um den Luftstrom durch die beiden ebenen Spiralen sicher zu stellen, wird ein Ventilator zwischen den beiden ebenen Spiralen angeordnet. Die ebenen Spiralen und der Ventilator werden in einer festen Anordnung eines Gehäuses gehalten.

In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, die erste und die zweite Rohrleitung der ersten und der zweiten Spirale parallel zueinander oder radial versetzt zueinander verlaufend zu wickeln. Gemäß einer weiteren bereits oben angesprochenen Ausführungsform vorliegender Erfindung bilden die erste und die zweite Rohrleitung ein durchgehendes Rohr. Es ist des Welteren bevorzugt, bei der Herstellung des kreisförmigen Wärmetauschers die erste und zweite Spirale parallel zueinander anzuordnen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird das Flügelrohr derart zu einer ersten und einer zweiten ebenen Spirale ge- wickelt, dass die Flügel, vorzugsweise zwei sich radial von einer zentralen Rohrleitung erstreckende und einander gegenüberliegend angeordnete Flügel, innerhalb einer ebenen Spirale zumindest bereichsweise parallel und/oder winklig zueinander ausgerichtet sind und/oder dass die Flügel benachbarter ebener Spiralen zumindest bereichsweise parallel und/oder winklig zueinander ausgerichtet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Flügel der ersten und/oder der zweiten Rohrleitung senkrecht oder in einem Winkel γ von 0 0 < γ < 90 ° zur Radialebene der ersten und/oder zweiten Spirale ausgerichtet. Die hier bevorzugte Ausrichtung der Flügel in Bezug auf die Radialebene der ersten und/oder zweiten Spirale ermöglicht eine opti- male Anpassung der Flügelstellung an die Strömungsverhältnisse, die durch den Ventilator erzeugt werden.

Weiterhin bevorzugt weist das Herstellungsverfahren folgende weitere Schritte auf: Bereitstellen eines zylindrischen Rohrabschnitts, vorzugsweise einer Ursprungsrohrleitung, in zylindrischer Form als Trocknungsabschnitt an einem Ende des Rohrabschnitts, aus dem zumindest die erste Spirale geformt wird, und Einbringen eines Trocknungsmaterials in den zylindrischen Rohrabschnitt, so dass das Trocknungsmaterial dort gehalten ist, vorzugsweise mit Hilfe eines Siebs. Es ist zudem bevorzugt, das Flügelrohr in dem sich an den zylindrischen Rohrabschnitt anschließenden zweiten Rohrabschnitt der Ursprungsrohrleitung auszuformen, vorzugsweise zu Walzen. Nachfolgend werden dann aus dem Flügelrohr die Spi- ralen gewickelt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens wird am stromabwärtigen Ende des Trocknungsabschnitts eine integrale Kapillare ausgeformt oder eine Kapillare mit dem flügelrohrabgewandten Ende des zylindrischen Rohrabschnitts verbunden.

4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen

Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen;

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kältekreislaufs aus dem Stand der Technik, eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfmdungsgemäßen kreisförmigen Wärmetauschers in einer perspektivischen Ansicht, eine Seitenansicht des kreisförmigen Wärmetauschers aus Figur 2, eine Seitenansicht des kreisförmigen Wärmetauschers gemäß Figur 2 mit einem bevorzugten Trocknungsabschnitt, eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Figur 4, eine weitere Seitenansicht des kreisförmigen Wärmetauschers gemäß Figur 2, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Figur 6. eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs aus Figur 7, eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Trocknungsabschnitts. eine Ausschnittsvergrößerung und Schnitt ansieht eines Teilbereichs des Trocknungsabschnitts aus Figur 9, verschiedene perspektivische Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform eines weiteren kreisförmigen Wärmetauschers und ein Flussdiagramm eines bevorzugten Herstellungsverfahrens für den kreisförmigen Wärmetauscher gemäß Figur 2.

5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Figur 1 beschreibt einen bekannten Kältekreislauf bestehend aus einem ersten Wärmetauscher WTl als Verdampfer, einem Verdichter V, einem zweiten Wärmetauscher WT2 als Kondensator und einer Expansionsvorrichtung E. Der Verdampfer WTl ist in Strömungsrichtung vor dem Verdichter V angeordnet. Ein Kältemittel verdampft im Verdampfer WTl mit der Verdampfungswärme, die der Umgebung entzogen wird. Im Verdichter V wird das gasförmige Kältemittel verdichtet. Im zweiten Wärmetauscher WT2 kondensiert das Kältemittel und gibt dadurch Wärme an die Umgebung oder an ein anderes Medium ab. Das unter hohem Druck stehende flüssige Kältemittel wird dann in der Expansionsvorrichtung entspannt, sodass wieder ein flüssiges Kältemittel unter normalen Druckbedingungen vorliegt. Erfindungsgemäß bevorzugt wird als erster und/oder zweiter Wärmetauscher WT1 , WT2 ein kreisförmiger Wärmetauscher 1 ; Γ genutzt, wie er in den Figuren 2 bis 8 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform und in den Figuren 11-15 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in unterschiedlichen Ansichten dargestellt ist. Der kreisförmige Wärmetauscher 1 ; Γ weist eine Mehrzahl von ebenen Spiralen 10, 20, vorzugsweise zwei oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei (nicht gezeigt), auf. Diese ebenen Spiralen 10, 20 sind jeweils aus einer Rohrleitung 30 gewickelt (Schritt SIII). Ähnliche konstruktive Merkmale der beiden Ausführungsformen des Wärmetauschers 1 ; l ' sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zudem gelten die technischen Beschreibungen des Wärmetau- schers 1 in gleicher Weise für den Wärmetauscher 1 ', da beide Wärmetauscher 1 ; 1 'im Wesentlichen mit den gleichen konstruktiven Elementen aufgebaut sind.

Vorzugsweise besteht die Rohrleitung 30 aus einem wärmeleitfähigen Material, wie Metall, insbesondere aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Legierungen davon oder anderen Metalllegierungen. Zur Herstellung der beiden im Wärmetauscher 1 ; 1 ' benachbart zueinander angeordneten ebenen Spiralen 10, 20 ist es zunächst bevorzugt, zwei Rohrleitungen 30a, 30b gleicher oder unterschiedlicher Länge bereitzustellen (Schritt SI). Die beiden Rohrleitungen 30a, 30b dienen dazu, um gleichzeitig in einem Herstellungsschritt die beiden ebenen Spiralen 10, 20 zu wickeln (Schritt SIII). Dazu ist es bevorzugt, die zwei Rohrleitungen 30a, 30b als eine aus einem Stück bestehende Rohrleitung 30a, 30b mit einer verbindenden U-förmigen Biegung 32 vorzusehen (Slla), sodass die zwei Rohrleitungen 30a, 30b die sich gegenüberliegenden Schenkel der U-förmig gebogenen Rohrleitungen bilden. Die U-förmige Biegung 32 der Rohrleitung 30a. 30b aus einem Stück hat den Vorteil, dass sie eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den beiden Rohrleitungen 30a, 30b herstellt, ohne dass dafür ein ilüssigkeitsdich- tes Verbinden und eine entsprechende Konstruktion zwischen den Rohrleitungen 30a, 30b erforderlich sind.

Es ist ebenfalls bevorzugt, die zwei Rohrleitungen 30a, 30b getrennt voneinander vorzusehen und jeweils an einem Ende flüssigkeitsdicht miteinander, vorzugsweise über eine U- förmig gebogenes Verbindungsstück, miteinander zu verbinden (Sllb). Die Rohrleitungen 30a, 30b bestehen gemäß einer Ausführungsform aus einem Ursprungs- rohr mit kreisförmigem Querschnitt, aus dem dann, vorzugsweise durch Walzen, Flügel ausgeformt worden sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform basiert die Rohrleitung 30 auf einem Ursprungsrohr mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt (hier als Rundrohr bezeichnet) aber geringerem Durchmesser als das Ursprungsrohr für das Flügelrohr. Aus dem Flügelrohr oder dem Rundrohr wird dann bevorzugt der kreisförmige Wärmetauscher gewi- ekelt.

Nachfolgend werden die miteinander verbundenen Rohrleitungen 30a, 30b gleichzeitig zu zwei ebenen Spiralen 10, 20 gewickelt (SIII), die in ihrem mittleren Bereich über die Verbindung 32 miteinander verbunden sind. Es ist des Weiteren bevorzugt, die ebenen Spiralen 10, 20 einzeln zu wickeln und dann flüssigkeitsdicht in ihrem Mittenbereich miteinander zu verbinden.

Für die Ausführungsform des Wärmetauschers 1 ' gemäß den Fig. 1 1 -15 werden die beiden miteinander verbundenen Rohrleitungen 30a, 30b ebenfalls gleichzeitig zu zwei ebenen Spiralen 10 ' , 20 ' gewickelt. Am Ende des Wickelvorgangs sind die Spiralen 10 ' , 20 ' in einem radialen Außenbereicht miteinander verbunden. Der Flüssigkeitseingang E und der Flüssig- keitsausgang A der beiden miteinander verbundenen Rohrleitungen 30a, 30b sind in einem zentralen Bereich der ebenen Spiralen 10 ' , 20 ' angeordnet. Somit sind die ebenen Spiralen 10 ' , 20 ' des Wärmetauschers 1 ' des Fig. 1 1-15 in entgegengesetzter Richtung gewickelt verglichen zu den ebenen Spiralen 10, 20 des Wärmetauschers 1 aus Fig. 2. Vorzugsweise sind die ebenen Spiralen 10, 20 und 10 ' , 20 ' derart gewickelt, dass die Rohrleitungen 30 in den benachbarten ebenen Spiralen 10, 20 und 10 ' , 20 ' parallel zueinander verlaufen. In diesem Fall weisen benachbarte Rohrleitungen in derselben Spirale 10; 20 (siehe Figur 8) und 10 ' ; 20 ' (siehe Fig. 14) den gleichen Abstand x zueinander auf. Es ist ebenfalls bevorzugt, den Abstand x innerhalb einer ebenen Spirale 10; 20; 10 ' , 20 ' zu verändern. Gemäß einer Alternative (nicht gezeigt) nimmt der Abstand xi, x 2 radial auswärts innerhalb derselben Spirale 10; 20; 10 ' , 20' zu, um im mittleren Bereich der ebenen Spirale 10; 20; 10 ' , 20 ' eine größere Oberfläche für den Wärmeaustausch bereitzustellen (siehe Fig. 5 als schematische Darstellung). In gleicher Weise ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen benachbarten Rohrleitungen 30a, 30b innerhalb derselben Spirale 10; 20; 10 ' , 20' radial auswärts abnimmt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsfomi vorliegender Erfindung ist der Abstand zwischen benachbarten Rohrleitungen 30 in benachbarten ebenen Spiralen 10, 20; 10 ' , 20' unterschiedlich ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen benachbarten Rohrleitungen 30a, 30b in der ebenen Spirale 10; 10' geringer im Ver- gleich zum Abstand x 3 in der ebenen Spirale 20; 20 ' . Dadurch wird vorzugsweise erreicht, dass die zuerst in Strömungsrichtung S angeströmte ebene Spirale 10; 10' eine größere Oberfläche für den Wärmeaustausch bereitstellt als die danach angeströmte ebene Spirale 20; 20 ' . In gleicher Weise ist es natürlich bevorzugt, die zuerst angeströmte ebene Spirale 10 mit einem größeren Abstand x zwischen benachbarten Rohrleitungen 30 auszustatten als die danach angeströmte ebene Spirale 20. Auf diese Weise ist unter anderem der Strömungswiderstand der ebenen Spiralen 10, 20 an die Gegebenheiten im Kältekreislauf anpassbar.

Es ist ergänzend oder alternativ weiterhin bevorzugt, eine unterschiedliche Anströmung der ebenen Spiralen 10', 20 ' dadurch zu erzielen, dass ein Ventilator 70 /.wischen den ebenen Spiralen 10 ' , 20 ' angeordnet wird. Dies ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in den Fig. 1 1-15 gezeigt. Bezogen auf den Wärmetauscher 1 der Fig. 2 wird ein Ventilator,

Lüfter oder ein Gebläse (nicht gezeigt) bevorzugt an nur einer Seite des Verbunds aus erster 10 und zweiter Spirale 20 positioniert. Vorzugsweise sind der Ventilator 70 und die ebenen Spiralen 10', 20' konzentrisch und parallel zueinander angeordnet. Dadurch befindet sich die eine der Spiralen 10', 20' an einer Saugseite oder Unterdruckseitc des Ventilators 70, von der aus Luft durch den Ventilator 70 angesaugt wird. Die andere der beiden Spiralen 10', 20' befindet sich an der Druckseite oder Überdruckseite des Ventilators 70, zu der Luft durch den Ventilator 70 geblasen wird. Da die beiden Spiralen 10', 20' keinen Windschatten füreinander bilden, kann die Oberfläche der jeweiligen Rohrleitung 30a, 30b besser für den Wärmeaustausch mit der Umgebung genutzt werden.

Es ist weiterhin bevorzugt, die ebenen Spiralen 10', 20' angrenzend an den Ventilator 70 anzuordnen. Eine angrenzende Anordnung bezeichnet eine kompakte und möglichst spalt- freie Anordnung mit der ebenen Spirale 10', des Ventilators 70 und der ebenen Spirale 20'. Der Abstand zwischen dem Ventilator 70 und der Spirale 10', 20 ' soll dabei gerade ausreichend sein, um eine Drehung des Ventilators 70 sowie eine praktikable Installation des Ventilators 70 und der Spiralen 10 ' , 20' in einem Gehäuse oder in einer Rahmenstruktur 80 zu gewährleisten.

Wie man anhand der Fig. 1 1-15 erkennen kann, besteht die Rahmenstruktur 80 vorzugsweise aus einem äußeren Hauptrahmen 82, der eine zentrale Öffnung 84 aufweist. Die Öffnung 84 ermöglicht einen Luftstrom in Strömungsrichtung S, durch den die Rohrleitungen 30a, 30b der ebenen Spiralen 10', 20' umströmt werden. Zu diesem Zweck sind über eine Haltestruktur 86 die ebenen Spiralen 10', 20' und der Ventilator 70 innerhalb oder angrenzend an die Öffnung 84 an der Rahmenstruktur 80 befestigt. Die I laitcstruktur 86 ist an mindestens einem Punkt mit dem I lauptrahmen 82 verbunden.

Zudem besteht die Haltestruktur 86 bevorzugt aus einem zentralen Ring 87. von dem sich in radialer Richtung mindestens ein Haltearm 88, vorzugsweise zwei oder vier Haltearme 88, erstreckt. Der mindestens eine Haltearm 88 ist vorzugsweise kammartig aufgebaut. Zu diesem Zweck erstreckt sich eine Mehrzahl von Stegen 90 parallel zur Strömungsrichtung S bzw. senkrecht zur Radialebene der Spiralen 10 ' , 20'. Diese Stege 90 sind im Abstand der Wicklungen der Spirale 10 ' , 20 ' angeordnet und greifen vorzugsweise in die Zwischenräume zwischen benachbarten Wicklungen der Spiralen 10', 20' ein. Nach Befestigung der Spiralen 10', 20' an der Haltestruktur 86 stützen sich die Wicklungen bevorzugt an den Stegen 90 ab, sodass die Stege 90 eine regelmäßige Anordnung der Wicklungen der Spiralen 10 ' , 20' gewährleisten. Vorzugsweise wird die Haltestruktur 86 über eine Schnappverbindung, Rastverbindung, Bajonettverbindung oder ähnliches befestigt.

Der Ventilator 70 wird im Inneren der Öffnung 84 des 1 Iauptrahmens 82 an der Haltcstruk- tur 86 oder an einer Ventilatorbefestigung (nicht gezeigt) befestigt. Vorzugsweise wird zunächst der Ventilator 70 in der Rahmenstruktur 80 angeordnet und befestigt. Nachfolgend werden die ebenen Spiralen 10', 20' benachbart zum Ventilator 70 positioniert und mit der

Haitestruktur 86 befestigt.

Um eine kompakte Anordnung bestehend aus Rahmenstruktur 80, Ventilator 70 und Spiralen 10', 20' zu erzielen, die eine geringe Dicke in Strömungsrichtung S und eine effektive Breite in radialer Richtung der ebenen Spiralen 10', 20 ' aufweisen, ist der Hauptrahmen 82 umfänglich an einer Stelle durchbrochen. In dem durch den Durchbruch entstandenen freien Raum wird gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung die radial außen liegende U- form ige Verbindung 32 angeordnet. Es ist ebenfalls bevorzugt, den Hauptrahmen 32 umfänglich geschlossen auszubilden. In diesem Fall wird vorzugsweise die U-förmige Verbindung 32 radial von den ebenen Spiralen 10', 20' derart beabstandet, dass die U-förmige Verbindung 32 außerhalb des Halterahmens 32 und die Spiralen 10', 20' innerhalb der Öff- nung 84 angeordnet sind (nicht gezeigt). Es ist ebenfalls bevorzugt, die ebenen Spiralen 10', 20 ' mit U-lormigcr Verbindung 32 innerhalb der Öffnung 84 anzuordnen (nicht gezeigt).

Vorzugsweise besteht die Rahmenstruktur 80 aus Kunststoff, Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff, der eine ausreichende Stabilität zum Halten der ebenen Spiralen 10', 20 ' und des Ventilators 70 bereitstellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung werden benachbarte ebene Spiralen 10, 20 oder mit zwischengeordnetem Ventilator 70 zueinander benachbarte ebene Spiralen 10 ' , 20' derart gewickelt, dass sie unterschiedlich große Außendurchmesser aufweisen. Dies kann durch unterschiedliche Längen der Rohrleitungen 30a, 30b der ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20' oder durch eine Variation der Abstände x der benachbarten Rohrleitungen 30 in den benachbarten ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20 ' erzielt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung sind die Rohrleitungen 30a, 30b benachbarter ebener Spiralen 10, 20; 10', 20' so gewickelt, dass die Rohrleitung 30 der als zweites in Strömungsrichtung S angeordneten ebenen Spirale 20; 20 ' gegenüber einem Rohrleitungszwischenraum der ebenen Spirale 10; 10' verläuft. Auf diese Weise wird die durch ein Medium angeströmte Oberfläche des erfindungsgemäßen kreisförmigen Wärmetauschers 1 ; 1 ' annähernd verdoppelt und ist an vorhandene Strömungsbedingungen anpassbar.

Da die ebenen Spiralen 10, 20 mittig miteinander verbunden sind, ist radial außen an jeder ebenen Spirale 10, 20 ein offenes Rohrleitungsende 34 vorgesehen. Daher ist durch die jeweilige Rohrleitung 30a, 30b der ersten ebenen Spirale 10 und der zweiten ebenen Spirale 20 ein Kältemittel leitbar. Sobald die erste ebene Spirale 10 und die zweite ebene Spirale 20 miteinander in Flüssigkeitsverbindung stehen, sind die Rohrleitungen 30a, 30b der beiden ebenen Spiralen 10, 20 durch ein gemeinsames Kältemittel durchströmbar.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 11-15 sind die ebenen Spiralen 10 ' , 20 ' an einer radialen Außenseite miteinander verbunden (siehe oben). Aufgrund dieser Flüssigkeitsverbindung mithilfe der U-förmigen Verbindung 32 zwischen den ebenen Spiralen 10' und 20' ist durch die Rohrleitungen 30a, 30b der beiden ebenen Spiralen 10', 20' ein ge- meinsames Kältemittel leitbar. Erfmdungsgemäß bevorzugt sind die erste ebene Spirale 10; 10' und die zweite ebene Spirale 20; 20 ' parallel zueinander angeordnet. Um den Wärmeaustausch zwischen dem in der Rohrleitung 30a, 30b fließenden Kältemittel und dem die Rohrleitung 30a, 30b umströmenden Medium zu unterstützen, wird vorzugsweise als Rohrleitung 30a, 30b ein Flügelrohr 36 bereitgestellt (siehe Fig. 8). Das Flügelrohr 36 umfasst mindestens zwei Flügel 38. die sich radial von der Rohrleitung erstrecken. Vorzugsweise sind nur zwei einander gegenüberliegend angeordnete Flügel 38 vorgesehen. Die Flügel 38 verlaufen vorzugsweise geradlinig oder geschwungen in radialer Richtung. Es ist ebenfalls bevorzugt, eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Flügeln an der Rohrleitung 30a. 30b anzuordnen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung werden die Flügelrohre 36 derart gewickelt, dass die Flügel 38 senkrecht zur Ebene der ebenen Spirale 10; 20; 10', 20 ' ausgerichtet sind (S IV). In gleicher Weise ist es bevorzugt, die Flügel 38 der Rohrleitung 30ader ersten ebenen Spirale 10; 10' und/oder der Rohrleitung 30b der zweiten ebenen Spirale 20; 20 ' senkrecht oder in einem Winkel γ von 0°< γ <90° zur Radialebene der ersten 10; 10 ' und/oder zweiten ebenen Spirale 20; 20' auszurichten (SV). In diesem Zusammenhang ist es zudem bevorzugt, dass die Flügel 38 innerhalb der ebenen Spirale 10; 10' und/oder der ebenen Spirale 20; 20 ' parallel zueinander ausgerichtet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Alternative vorliegender Erfindung sind die Flügel 38 bezogen auf mindestens zwei Radialbereiche innerhalb nur einer Spirale 10; 20; 10', 20 ' nicht parallel zuei- nander ausgerichtet. Dies hat zur Folge, dass innerhalb eines kreisförmigen Wärmetauschers 1 die Strömungsbedingungen dadurch beeinflusst werden können, dass durch eine unterschiedliche winklige Flügelstellung der Flügel 38 in radialer Richtung der ebenen Spirale 10; 20; 10', 20' unterschiedliche Strömungsverhältnisse am kreisförmigen Wärmetauscher 1 ; Γ erzielt werden können. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorlie- gender Erfindung sind die Flügel 38 der ebenen Spirale 10; 10' und der ebenen Spirale 20; 20' parallel zueinander ausgerichtet. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Flügel 38 bezogen auf mindestens zwei Radialbereiche der ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20' im Vergleich nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Um diese unterschiedlichen Ausrichtungen der Flügel 38 in Bezug auf die Radialebene RE der ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20' zu erzielen, wer- den die Flügel 38 entsprechend beim Wickeln der ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20' orientiert. Vorzugsweise besteht der kreisförmige Wärmetauscher 1; aus den zwei ebenen Spiralen 10, 20, die in ihrem MiUenbereich über das U-förrnig gebogene Verbindungsstück 32 miteinander verbunden sind und daher eine durchgehende Rohrleitung 30 für das Kältemittel bilden. Die durchgehende Rohrleitung 30 hat einen Eingang E und Ausgang A für das Käl- temittel. Gemäß einer bereits oben genannten Ausführungsform weist der Wärmetauscher 1 ; 1 ' ein ganzzahliges Vielfaches der zwei ebenen Spiralen 10, 20; 10', 20' auf. Diese sind jeweils über den Eingang E und den Ausgang A miteinander verbunden, d. h. in Reihe geschaltet, und das Kältemittel fließt hintereinander durch alle miteinander verbundenen Spiralen oder zwei ebene Spiralen 10, 20 werden jeweils paarweise an den Kältekreislauf ange- schlössen und sind daher nicht in Reihe geschaltet.

Vorzugsweise umfasst der erfmdungs gemäße Wärmetauscher 1 ; 1 ' am Ausgang A einen Trocknungsabschnitt 40, der mit der Rohrleitvmg flüssigkeitsdicht verbunden ist oder der aus der Rohrleitung 30c ausgeformt ist (S VI).

Der Trocknungsabschnitt 40 weist einen länglichen aufgeweiteten Bereich 42 auf, in dem die Rohrleitung 30c auf einen größeren Außendurchmesser im Vergleich zur übrigen Rohrleitung 30 aufgeweitet worden ist. Gemäß einer andere Ausführungsform vorliegender Erfindung ist der Trocknungsabschnitt ein unverlbrmter zylindrischer Rohrabschnitt 42 des

Ursprungsrohrs, aus dem das Flügelrohr ausgeformt, bspw. gewalzt, worden ist. Daher ist der Trocknungsabschnitt 40 ebenfalls integraler Bestandteil der Rohrleitung, wurde aber nicht im Vergleich zur übrigen Rohrleitung 30a, 30b aufgeweitet.

In den Bereich 42 wird ein Trocknungsmateriai 44 eingebracht. Das Trocknungsmaterial 44 wird vom Kältemittel umströmt und entzieht dem Kältemittel Feuchtigkeit. Vorzugsweise liegt das Trocknungsmaterial 44 als Schüttgut, bevorzugt in Kugelform, beispielsweise in einem Säckchen, als zylindrischer Stab, als eine Mehrzahl von Stäben oder als ein oder mehrere hohlzylindrische Elemente vor. Das Schüttgut 44 hat den Vorteil, dass es bei preiswerter Herstellung in beliebig große Rohrquerschnitte einfüllbar ist, ohne in seiner Funktion beeinträchtigt zu sein. Das Trocknungsmaterial 44 wird im Bereich 42 durch ein Sieb 46 gehalten, das am stromabwärtigen Ende des Bereichs 42 angeordnet ist (siehe Figu- ren 9 und 10). Ein durch Löten mit einem Wärmetauscher verbundener Trocknungsabschnitt ist in DE 199 05 354 C2 beschrieben, der in diesem Zusammenhang durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen ist.

Der Trocknungsabschnitt 40 geht an seinem stromabwärtigen Ende in eine Kapillare 50 über. Die Kapillare 50 dient als Expansionsvorrichtung innerhalb des Kältekreislaufs gemäß Figur 1. Diese Kapillare 50 ist integraler Bestandteil des Trocknungsabschnitts oder mit diesem durch einen separaten Arbeitsschritt, vorzugsweise durch Löten, verbunden.

In dem in Figur 1 gezeigten Kältekreislauf wird der oben beschriebene kreisförmige Wärmetauscher vorzugsweise als Wärmetauscher WT1 und/oder WT2 eingesetzt. Für eine ver- besserte Funktion des kreisförmigen Wärmetauschers 1 ist er mit einem Gebläse oder Lüfter L I ; L2 kombinierbar. Aufgrund seiner runden Form ist der erfindungsgemäß bevorzugte kreisförmige Wärmetauscher 1 mithilfe eines entsprechenden Halters aus Kunststoff oder Metali innerhalb einer Rohrleitung, frei im Raum oder angrenzend an den Lüfter Rl ; R2 installierbar.

Bezugszeichenliste

WT1 , WT2 Wärmetauscher

V Verdichter

E Expansionsvorrichtung

LI , L2 Gebläse/Lüfter

1 , 1 ' kreisförmiger Wärmetauscher

10, 20 ebene Spirale

30, 30a, 30b Rohrleitung

E Eingang

A Ausgang

32 Verbindung

34 Rohrleitungsende

36 Flügelrohr

38 Flügel 40 Trocknungsabschnitt

42 aufgeweiteter Bereich

44 Trocknungsmaterial

46 Sieb

50 Kapillare

X Abstand zwischen benachbarten Rohrleitungen

RE Radialebene

S Strömungsrichtung

70 Ventilator

80 Rahmenstruktur

82 Hauptrahmen

84 Öffnung

86 I Ialtestruktur

87 Ring