[其他]熱交換器

有效

• 申請號: 201090001381.0
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN202930432U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 霍爾格·布雷姆;托瑪斯·哈肯貝格爾;托瑪斯·希默;斯蒂芬妮·托爾龐;朱莉·帕特森;魯道夫·里德爾
• 申請（專利權）人: 貝洱兩合公司
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30;F28D7/16;F28F1/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型涉及一種用來在兩種介質之間交換熱量的熱交換器，它例如可應用在機動車中。?

背景技術

例如在機動車的廢氣中以熱量形式存儲的能量迄今為止未加利用地排放到周圍環境中。為了提高裝置（例如機動車）的效率，并因此降低運行時的CO₂排放，可執行熱電發電機（TEG），它的熱電模塊（TEM）將一部分熱量轉換成電能，并把此電能引回此裝置中。TEG是一種熱交換器，它配備有高效的熱電材料。如果此材料經受了溫度差，則TEG會產生電能。此溫差在TEG中是通過以下方式產生的，即熱的介質（如廢氣）和冷的介質（如冷卻劑）沿著彼此伸展。TEG可根據不同的應用安放在排氣系統分支或排氣再循環系統的任意位置中。?

由于提高了高效熱電材料和熱源/散熱器之間的熱阻，傳統的TEG的效率很低。將TEM集成到熱交換器也被證明是不太實用的。在某種程度上，迄今可用的連接技術在高溫下是不穩定的。此外，通常在熱交換器中TEM的氣側接觸上只存在著很小的熱傳導。因此根據現有技術，傳統的TEM由于其造型和連接技術不特別適合應用在TEG中，而且效率很低。?

EP1475532A2公開了一種具有熱電元件的熱電發電機，它利用電機的廢氣作為高溫-熱源，并利用電機冷卻劑作為低溫-熱源來產生電力。閥門根據電機負載來調節廢氣朝向熱電元件的傳輸。?

實用新型內容

本實用新型的目的是，創造一種更好的用來在兩種介質之間交換熱量的熱交換器。?

此目的通過根據本發明的熱交換器得以實現。?

本實用新型是以以下理念為基礎的，即通過構成熱交換器（尤其是?作為交叉流的熱交換器）可優化熱電發電機。代替從熱能中生成電能的是，根據本實用新型的熱交換器也可當作熱電加熱器和冷卻器來用。?

本實用新型創造了一種用來在機動車的兩種介質之間交換熱量的熱交換器，其中熱交換器具有以下特征：至少一個管子，尤其是雙壁板的管子，用來引導具有第一溫度的第一介質，其中在管子內壁和管子外壁之間或至少在管子內壁上設置有熱電材料；以及至少一個與該至少一個管子相連的引導板，用來引導具有第二溫度的第二介質，該至少一個引導板被用來在該至少一個管子的外壁上引導第二介質，以便在第一和第二介質之間實現熱量交換。?

熱交換器可指熱電發電機，用來從兩種介質之間的溫差中生成電流。備選的是，熱交換器也可指熱電加熱器或冷卻器，它在使用電流的情況下提高加熱功率或冷卻功率。這種熱交換器可例如應用在機動車中。在把根據本實用新型的熱交換器當作熱電發電機時，用來冷卻機動車馬達或電池的冷卻劑當作第一介質來用，而由機動車內燃機產生的廢氣當作第二介質來用。該管子可例如構成為平管或圓管。此外，該管子可設計成單壁管或雙壁管。在此，雙壁管通常由內管和包圍該內管的外管構成。在這種情況下，熱電材料設置在內管和外管之間。引導板可指板條，例如廢氣可沿著它從內燃機中導出。根據本實用新型的熱交換器可具有多個層狀設置的引導板和多個平行設置的管子。在此，引導板中的每一個都具有孔口，多個管子可通過該孔口這樣接納和支承，即管子和引導板設置得基本上彼此垂直。相應地，第一和第二介質在交叉流中引導，而不會攪混這兩種介質。在此，第一介質通常可在管子內部（例如在雙壁管子的內管中）引導，而第二介質在引導板的主要表面之間并在管子的外壁周圍引導。備選的是，第二介質也可在該至少一個管子的內部引導，而第一介質沿著該至少一個引導板進行引導。熱電材料可例如指不同摻雜的半導體材料。根據此處建議的熱交換器的構造，該熱電材料設置在以有利方式以交叉方式流動的、溫度不同的介質之間，使得它均勻地暴露在這兩種介質之中，即使得在整個熱交換器上溫度梯度是盡量均勻且微小的。?

根據實施例，引導板可具有至少一個凹槽。管子可容納在該凹槽中。根據引導板和管子的這種構造，第一介質的流動方向可與第二介質的流?動方向不同。第一介質例如可基本與第二介質垂直地流動。與兩種介質的直流情況（即在相同的方向上流動）相比，這種流動關系可在第一和第二介質之間實現更好的傳熱。引導板也可具有用來容納多個管子的多個凹槽，其中每個管子都可容納在自己的凹槽中。?

根據另一實施例，至少另一、尤其雙壁的管子設置得可基本與共同的第一平面內的管子平行，至少第三、尤其雙壁的管子可設置在與第一平面平行的第二平面內。在此，第三管子可在第二平面內設置在這樣的位置中，即在此位置中在第一平面內在管子和其它管子之間構成通道。從多個管子的這種不齊平的布局中，得出第二介質圍繞著管子的蜿蜒流動，這有利地擴大了兩種介質之間的傳熱面。?