CN106662380A - 用于致冷剂回路中的致冷剂流的分支装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于致冷剂回路(10)的致冷剂流的分支装置，该致冷剂回路特别是电池冷却器回路，所述分支装置具有进口(52)并且具有通向两个冷却支路(34、36)的至少两条出口管线(58)，其中至少一个节流级被整合到所述分支装置(44)中。

Description

用于致冷剂回路中的致冷剂流的分支装置
技术领域
本发明涉及用于致冷剂回路的致冷剂流的分支装置，所述致冷剂回路特别地是电池冷却器回路。
背景技术
在电动车辆或混合动力车辆中，电池模块在运行期间产生热量，该热量通常通过冷却回路耗散。这里，为了冷却电池模块，有利的是使用已经设置在车辆中的车辆空调***的冷却子回路。
由于大多数电池单元被组合以形成彼此热脱离的单独的电池模块，从而在各个电池模块之间没有热交换，所以电池冷却器回路通常被分成多个冷却支路，所述多个冷却支路各自被分配给一个或更多的电池模块。在这种情况下，意图于使得冷却支路由致冷剂平行地流过。
已知为电池冷却器回路分配专用的膨胀装置，该膨胀装置设置在气体冷却器的出口与进入分支装置的进口之间，该分支装置将致冷剂分流到各个冷却支路中。这里，作为膨胀装置，使用已知的恒温膨胀阀(TXV)，该恒温膨胀阀(TXV)根据电池冷却器回路中的状态来控制致冷剂通流。在本示例中，恒温膨胀阀中的压降占总压差的近似60％至95％，而分支装置中的压降仅为3％至10％。其原因是，在存在高环境温度的情况下，车辆空调***的高压支路和低压支路之间的压差与存在低温的情况相比明显更大。然而，恒温膨胀阀必须向蒸发器提供足够量的致冷剂，即足够的致冷剂流量，即使在存在最小工作温度并因此存在最小压差的情况下；而这只有在分支装置中的压降较小时才是可能的。因此，已知的分支装置被构造用于小的压降。
为了确保单个电池单元的最长可能的使用寿命，必须确保在单个电池单元之间仅存在不大于5K的非常小的温度差。然而，分支装置上的小的压降使得难以实现致冷剂到各种冷却支路的均匀分配，这在存在相对高的温度的情况下总是存在于分支点上游的液-气混合物中。由于分支装置中的相混合物，已知的分支装置还必须以精确地竖向的方向安装，以便即使在存在小通流的情况下，也能够实现两相混合物到各种出口管线的尽可能均匀分配。
此外，在对电池模块冷却的情况下，即使在存在例如低至-10℃或更低的低环境温度的情况下，冷却布置也必须起作用，这与客舱的冷却布置是相反的，客舱的冷却布置在这样的温度下通常是停用的。
然而，在存在这种低温的情况下，在分支装置上游的液体致冷剂的部分基本上为100％，已知的分支装置并未被构造用于该部分。
发明内容
本发明的目的是在夏季和冬季两者的环境温度的整个范围上，确保电池冷却器回路中的均匀冷却性能，其中同时降低***的成本和结构尺寸。
所述目的通过用于致冷剂回路的、特别是电池冷却器回路的致冷剂流的分支装置实现，所述分支装置具有进口并且具有通向两个冷却支路的至少两条出口管线，其中至少一个节流级被整合到所述分支装置中。由于致冷剂分配和减压的功能组合在一个部件中，因此减小了结构尺寸和制造成本。相对于已知的布置，可以明显减小膨胀装置(即减压器)与各个冷却支路中的分支装置之间的距离，这导致特别是致冷剂的液体部分到各个冷却支路的更均匀分配。因此，也确保了液体致冷剂到电池冷却器回路的各个冷却支路的均匀且足够的供应。
在优选实施例中，节流级布置在到各个出口管线的分支点的上游，其中，节流级特别地直接位于分支点的上游。由于节流点与致冷剂流到各个出口管线的分流处的空间接近，致冷剂流中的液相和气相在节流点的下游保持完全混合，因此确保致冷剂(包括致冷剂的液体部分)到各个出口管线的均匀分配。由于冷却性能主要与致冷剂的液相的蒸发有关，因此可以在两个冷却支路中获得高度均匀的冷却性能。
通过在分支点的上游使用节流级，已经证明有利的是，直接在节流级的下游使用过滤器，以便保持液相及气相和致冷剂良好混合，并在分流到各个出口管线期间实现两相的最佳可能的均匀化。在另一优选实施例中，节流级布置在到两个出口管线的分支点的下游。因此，分支装置的进口压强可继续近似对应于致冷剂回路中的高压侧的压强，并且致冷剂的热力学状态至少在存在高环境温度的情况下保持为超临界。在分支点本身处，致冷剂以单相状态存在，并且因此能够易于均匀分配到各个出口管线，而没有遇到关于两相混合物的分配的已知问题。
节流级优选具有每个出口管线的节流点，即流动横截面的收缩部，所述节流点特别地具有相同的形式，使相同条件在所有出口管线中且在从所述出口管线供给的所有冷却支路中占优。
节流级的节流点可以由校准的孔道形成。校准的孔道优选直接形成在分支装置的主体中，并且形成在分支点上游的主管线的或在分支点下游的出口管线中的各个的整体组成部分。校准的孔道的长度和内径可以非常精确地限定并且可再现地制造，使得可以精确地设定节流点两侧的压降。此外，不需要使用额外的部件。
如果节流级设置在出口管线中，则校准的孔道可以形成为直接接合主管线的分支点，以便保持分支装置的结构长度较小。
在另一优选实施例中，节流级具有由具有校准的内径的***管形成的节流点。在本示例中，根据已知的减压原理，将单独的管***到进口、主管线和/或出口管线中，以实现节流点处的流通截面积的准确减少。这种管能够以简单和廉价的方式并且以高精度预制，并且能够***和紧固在分支装置中的适当位置。为了将管紧固在分支装置的主体中，管可以例如***到被拧入分支装置的主体中的螺纹套筒中。这对于在分支装置的进口的区域中或主管线的区域中的节流点和在出口管线的区域中的节流点是可想到的。因此，也可以容易地更换和简单地维护节流点。
有利的是在螺纹套筒上设置端头止挡件，该端头止挡件确保管在分支装置的主体内的精确定位。
对于校准的孔道和对于具有校准的内径的管，节流点的合适内径例如在0.2和1.0mm之间，并且合适长度在10mm和40mm之间。随着节流点的长度的增加，流动变得更稳定，并且减少了对流动中的振动产生的敏感性。
为了防止污染到节流点，优选在节流点的上游设置过滤器。
在一个可能的实施例中，通过两个节流级提供两级减压，这两个节流级就流动而言是串联的，每个节流级具有节流点。在此，第一节流级可以在分支点的上游设置在主管线中或者设置在分支装置的进口的区域中，并且第二节流级可以在分支点的下游布置在出口管线中。
节流点各自的内径是固定地预定的，并且在没有为***管而在结构上更换分支装置的情况下不能改变。
分支装置上的期望压降通过节流点的设计来设定，特别是通过节流点的布置、横截面和长度来设定。
分支装置可以例如影响总压降的10至50％。
在存在约20℃至40℃的环境温度下，即在夏季条件下，致冷剂优选在分支装置的进口处仍然仅以单相基本上处于超临界或液态。
在存在约-10℃至0℃的低环境温度下，即在冬季使用期间，致冷剂优选在分支装置的进口处完全处于其液相。在这种情况下，到两个出口管线的均匀分配也可以是没有问题的。
优选地，致冷剂流在任何操作状态下在分支点下游都不具有明显分离的相，使得始终实现致冷剂流到两个出口管线的均匀分配。因此，总是确保电池模块在两个冷却支路中的均匀冷却。此外，关于与竖直安装位置的偏差的灵敏度大大降低。
在优选实施例中，分支装置具有两个出口管线。不言而喻，可以在分支装置中提供三个或更多个出口管线，而不是两个出口管线。同样，具有相同或类似结构的另一电池冷却器回路可以关于具有所述分支装置的电池冷却器回路并联连接
附图说明
下面将基于多个示例性实施例并参考附图更详细地描述本发明。在附图中：
图1是车辆空调***的示意图，其电池冷却器***具有根据本发明的分支装置；
图2示出了第一实施例中的根据本发明的分支装置的示意性截面图；
图3示出了第二实施例中的根据本发明的分支装置的示意性截面图；
图4示出了第三实施例中的、具有根据本发明的分支装置的减压器的示意性截面图；
图5是电池冷却器***的减压器的截止阀的开关周期的示意图；
图6是电池冷却器***的减压器处的最大压差作为环境温度的函数的示意图；
图7是R744的蒸发的焓差作为环境温度的函数的示意图；和
图8示出了致冷剂R744的莫利尔图(Mollier diagram)，示出了在存在低和高环境温度时电池冷却器***的工作范围
具体实施方式
图1示出了车辆空调***(未更详细地示出)的致冷剂回路10。致冷剂(在这种情况下为R744)流过多个冷却子回路。所述致冷剂在压缩机12中被压缩，然后在气体冷却器14中冷却，例如通过环境空气冷却。气态的高压致冷剂随后通过内部热交换器16，在其中它将一些热能释放到在返回流路上的膨胀的致冷剂。
在第一冷却子回路18中，致冷剂流通过车辆空调***的蒸发器20，例如，通过该蒸发器20冷却车辆内部舱。
在蒸发器20的上游设置有截止阀22，当不需要冷却时，可以借助该截止阀22关闭冷却子回路18。在该示例中，截止阀22包括具有减小的横截面的开口形式的减压级，该减压级用作节流点并且通过减压实现致冷剂的部分膨胀。
从高压侧到低压侧的减压在此通过固定地预定的横截面收缩来实现，例如对于R744致冷剂回路已知的。所述节流点的直径尤其以取决于蒸发器的所需性能的方式来选择。截止阀22通过具有安全阀26的旁通管线24桥接。安全阀26构造成当在安全阀26处达到临界压强阈值时，允许致冷剂流通过冷却子回路18，该临界压强阈值可以例如是近似120-150巴(12-15MPa)。
一般来说，当使用R744作为致冷剂时，必须保护致冷剂回路免受过压影响。在这种情况下，这通过安全阀26实现，安全阀26在压强突然增大的情况下打开从致冷剂回路的高压侧到低压侧的流动连接。在这种情况下，所述旁路功能在所有操作条件下可用。这种压强升高可以例如在强烈的车辆加速度的情况下发生，在该情况下，压缩机吞吐量不能足够快地向下调节，使得大量的气体被引导到气体冷却器14中。
从蒸发器20回流的致冷剂再次通过内部热交换器16并且通过储存器28，存在于储存器28的任何液体致冷剂被分离，然后致冷剂流回到压缩机12。
与第一冷却子回路18并行地，致冷剂流过电池冷却回路30，电池冷却回路30是电池冷却器***32的一部分。电池冷却器回路可以具有大约0.5至2kW的冷却功率。混合动力或电动车辆(在此未详细示出)的电池单元在这种情况下布置在多个模块中，这些模块由并联连接的两个冷却支路34、36冷却。因此，在这种情况下，电池冷却器回路30被分成两个冷却支路34、36，该两个冷却支路在通过电池模块之后开放到共同的回流吸入管路38。冷却支路34、36用作蒸发器，位于该蒸发器中的液体致冷剂吸收来自电池单元的热，因此变为气态。
在蒸发器20的出口的下游，第一冷却子回路18通入回流吸入管线38中。
减压器40布置在两个冷却支路34、36的上游。在这里所示的变型中，减压器40具有布置在分支装置44上游的截止阀42。
在下面将进一步描述的可能实施例中(见图4)，截止阀42和分支装置44组合在单个部件中。然而，它们也可以形成为单独的部件。还可以省去截止阀42，而完全通过分支装置44实现减压。截止阀42连接到控制器46，控制器46可限定截止阀42的打开状态。在该示例中，截止阀42可以仅呈两个控制状态“打开”和“关闭”。在该示例中，在截止阀42的直接下游布置有温度传感器i，该温度传感器同样连接到控制器46。这里，同样连接到控制器46的第二温度传感器T2直接设置在两个冷却支路34、36的连接点48处。图2至图4示出了分支装置44的各种实施例。为了清楚，附图标记44已经用于所有三个实施例。图2中所示的分支装置44具有主体50，在主体50中凹入了进口52，进口52过渡到主管线54中。在主管线54的端部处布置有分支点56，主管线54从该分支点56继续分成两个出口管线58，在这些示例中，这两个出口管线各自具有相同的形式。每个出口管线58过渡到出口60中，相应的出口管线58通过该出口60连接到电池冷却器回路30的两个冷却支路34、36中的一个。
节流级被整合到分支装置44中，该节流级具有作为节流点的收缩部，并且该收缩部因此实现节流部下游的减压。
在图2所示的示例中，通过各自具有固定地预定的直径和长度的一个校准的孔道62，在每个出口管线58中实现了节流级。在这种情况下，校准的孔道62直接接合分支点56，并且因此如前所述直接位于主管线54的下游。代替到两个出口管线58中的支路，也可以提供到多于两个的出口管线58中的分支。同样地，可以在相对于电池冷却器回路30并联连接的另外的电池冷却器回路(未示出)中提供多个分配器44。
在该示例中，节流级设置在分支点56的下游。这具有的效果是，在主管线54中完全地或基本上完全地处于单相(取决于环境温度为超临界或液体，如下面将更详细描述的)的致冷剂被均匀地分流到两个出口管线58。由于均匀的聚集状态，分支装置44的非竖直安装位置也不会造成任何问题。这里，在进口52内设置过滤器64，以防止分支装置44的污染。
在这些示例中，进口52形成在连接件66中，通过该连接件66，分支装置44可以连接到电池冷却器回路30的管道或连接到截止阀42(参见图4)。
校准的孔道62具有例如0.2mm-1.0mm的直径和10mm-40mm的长度，其中随着节流点的长度增加，流动变得更稳定，并且流动中产生振动的趋势也降低。图3示出了分支装置44的一实施例，其中节流级设置在主管线54的区域中。在这种情况下，减压已经在分支点56的上游发生。在节流点的下游布置有过滤器68，该过滤器68通过液体部分和气体部分的完全混合而使致冷剂在节流点下游均匀化，从而实现到两个出口管线58的均匀分配。
在图3的示例中，节流点由具有校准的内径的单独的***管70形成。内径和长度可以以与前述示例性实施例的校准的孔道62的情况相同的方式来选择。
为了将管70紧固在分支装置44的主体50中，设置有螺纹套筒72，该螺纹套筒72旋拧到进口52的连接件66中。代替螺纹套筒72，使用***到连接件66中的***式套筒也是可能的。
螺纹套筒72具有端部止挡件74，其用于管70在主管线54中的精确定位。
在进口侧，管70被过滤器64覆盖，过滤器64防止对分支装置44的污染。
校准的内径的***型70可以高精度地生产为孔道。
代替***管70，在主管线中在主体50中形成孔道也是可能的，如例如关于图2针对出口管线58所描述的。类似地，在图2所示的实施例中，代替于校准的孔道62，将各自具有校准的内径的一个管70***到出口管线58中也是可能的。
此外，可以在分支装置44中提供不仅一个节流点，而是就流动而言串联的两个节流点，其中第一节流点布置在主管线54中，并且第二节流点在每个出口管线58中由各一个收缩部形成。
图4示出了减压器40，其具有就流动而言串联的两个节流级。
在这种情况下，减压器40由分支装置44和截止阀42组成，这些通过分支装置44的连接件66旋拧在一起。在该示例中，分支装置44对应于图2所示的分支装置44。然而，也可以使用根据图3所示的实施例的分支装置或一些其它合适的分支装置44。
在该示例中，截止阀42通过电磁体76切换，电磁体76连接到电池冷却器***32的控制器46。借助于电磁体76，截止阀42在其两个切换状态“打开”和“关闭”之间切换，其中通过截止阀42的进口78的致冷剂流被完全允许或完全停止。
在截止阀42的阀座80的直接下游，实现了第一节流级，在本示例中通过校准的孔道82实现，该第一节流级构成用于致冷剂的、具有通流横截面的收缩部。校准的孔道82的横截面相对于进口78的横截面变窄，并且还相对于分支装置44的相邻进口52的横截面变窄。以这种方式，在校准的孔道82中实现致冷剂的第一膨胀和第一减压。在分支装置44中，形成第二节流级，在本示例中，在出口管线58中通过校准的孔道62形成的收缩部形成，该第二节流级实现致冷剂的第二减压和进一步膨胀。
代替在截止阀42的主体中的校准的孔道82，还可以在分支装置44的进口52中设置具有校准的内径的校准的孔道或管70。以这种方式，可以进一步简化截止阀42的构造。
致冷剂从出口管线58流入电池冷却器回路30的两个冷却支路34、36中。
在图1所示的实施例中，电池冷却器***32被构造为使得在“冬天条件”在存在低环境温度的情况下，即在存在约-10℃和0℃之间的温度的情况下，在减压器上获得大约10巴的压差和大约240kJ/kg的焓差。也可以关于整个致冷剂回路10的高压侧和低压侧之间的压差来构造压差。这些参数通过减压器40的节流级的特定设计来实现。
重要的是，通过节流级中的横截面收缩部实现的致冷剂流量足够大，以便即使在低环境温度的情况下也在电池冷却器回路30中为电池模块提供足够的冷却性能。在这些环境条件下，到超临界状态的相边界仅超过大约1至5开尔文(也见图8)。
在夏季中主要的环境温度下，即在高达约+40℃的温度的情况下，在致冷剂回路10的及电池冷却器电路30的高压侧和低压侧之间存在相当大的压差。为了防止在这种条件下通过分支装置44的液体冷却剂的过大流量，截止阀42以脉冲方式操作，其中过大流量的液体冷却剂将不能在冷却支路34、36中完全蒸发，且因此降低用于乘员舱的空调的蒸发器20的冷却性能。
这在图5中示意性地示出。实线曲线表示，在高环境温度的情况下，截止阀42通过控制器46以脉宽调制操作，使得冷却性能被优化。截止阀42的打开持续时间由控制器46从由温度传感器T1和T2发出的信号的值、即从分支装置44的进口52处的致冷剂温度和在所述致冷剂已经通过电池冷却器回路30的冷却支路34、36之后的致冷剂温度来计算。
在截止阀42两个打开状态之间保持关闭的时间段可以为30秒或更多；这也适用于截止阀42在关闭阶段之间打开的时间段。这是可能的，因为具有电池模块的电池冷却器回路30具有比例如车辆空调***的蒸发器20更高的热活性质量。
在冬天，也就是说在存在低的环境温度和小的压差的情况下，相反地，情况是截止阀42持续地打开(参见图5中的虚线)。
图6和图7示出了作为环境温度的函数的、在致冷剂回路10的高压侧上和在其低压侧上存在的压强。高压侧的压强分布由菱形表示，而低压侧上的压强分布由正方形表示。从图6中可以看出，在存在-10℃至0℃之间的冬季条件下，预期7bar至9bar(0.7至0.9MPa)的压差，而在25至40℃的环境温度的夏季条件下，存在明显更高的压差，例如35bar至65bar(3.5至6.5MPa)，其中甚至可以存在90bar的压差。根据这种测量，对于致冷剂回路10中的现有电池冷却器***32，可以计算减压器40的最佳构造。为此，还必须考虑致冷剂(在本示例中，R744)蒸发期间的焓差，该焓差在图7中作为环境温度的函数绘制。
高压侧和低压侧之间的压差随着环境温度的升高而大大增加。由于所产生的质量流量近似随着压差的平方根而变化，因此例如对于环境温度为-10℃的情况，电池冷却器回路30的可能冷却性能相对于+40℃的环境温度降低大约40％。如果电池冷却器***32并且特别是减压器40针对在低环境温度下的操作被优化，则这具有以下效果：在存在高环境温度的操作期间，截止阀42应该在大约30％-90％的时间上关闭。
致冷剂回路10的其余部分，特别是用于车辆空调***的蒸发器20的冷却子回路18的其余部分的构造不受这些考虑的影响，因为仅电池冷却器回路30中的减压器40必须被相应地构造。图8基于莫里尔图示出了在夏季条件(高环境温度)和冬季条件(低环境温度)下，致冷剂回路10的操作所经过的循环。
曲线图中的上部循环(点A至G)描述了在高环境温度存在下的操作。高压侧，在这种情况下优选在80和120巴之间，在超临界范围内操作。从点A到点B，在压缩机12中发生致冷剂的压缩。从点B到点C，超临界的致冷剂在气体冷却器14中被冷却。从点C到点D，通过内部热交换器16实现在致冷剂回路10的高压侧上的进一步冷却。从点D到点E，在减压器40的第一节流级中发生减压，其中减压最多发生直到液体边界，使得致冷剂在进入分支装置44时仅保持单相形式或处于超临界状态。从点E到点F，在减压器40的第二节流级中发生进一步减压，在本示例下，在分支装置44的出口管线58中发生。从点F到点G，发生在电池冷却器回路30的冷却支路34、36中的电池模块的冷却，其中致冷剂被蒸发，并吸收来自电池模块的热。最后，从点G到点A，致冷剂经由回流吸入管线38流过内部热交换器16，回到压缩机12，其中所述致冷剂吸收来自高压支路的热。在冬季操作(图8中的下部循环，点a-f)中，在临界点以下执行相同循环。从点a到点b，致冷剂被压缩，并且从点b到点d，所述致冷剂被冷却。在致冷剂在减压器40的第一节流级中的膨胀之后(点d至点e)，致冷剂完全处于液相。只有当其通过第二节流级(点e至点f)时，致冷剂才具有气态部分。
然而，在本文所述的示例中，致冷剂在分支装置44时仍然仅处于单相形式。以这种方式，与相混合物的存在相比，更容易实现到两个冷却支路34、36的均匀分配。

Claims (10)

1.一种用于致冷剂回路(10)的致冷剂流的分支装置，该致冷剂回路特别是电池冷却器回路，所述分支装置具有进口(52)并且具有通向两个冷却支路(34、36)的至少两条出口管线(58)，其中至少一个节流级被整合到所述分支装置(44)中。
2.根据权利要求1所述的分支装置，其特征在于，所述节流级布置到两个出口管线(58)的分支点(56)的上游。
3.根据权利要求2所述的分支装置，其特征在于，过滤器(68)布置在所述节流级的下游。
4.根据权利要求1所述的分支装置，其特征在于，所述节流级布置在两个出口管线(58)的分支点(56)的下游。
5.根据权利要求4所述的分支装置，其特征在于，所述节流级在每个出口管线(58)中具有收缩部。
6.根据前述权利要求中的一项所述的分支装置，其特征在于，所述节流级具有由校准的孔道(62)形成的节流点。
7.根据权利要求6所述的分支装置，其特征在于，所述校准的孔道(62)形成为直接接合主管线(54)的分支点(56)。
8.根据权利要求1至6中一项所述的分支装置，其特征在于，所述节流级具有由具有校准的内径的***管(70)形成的节流点。
9.根据权利要求8所述的分支装置，其特征在于，所述管(70)***到螺纹套筒(72)或者***式套筒中，该套筒被拧入或者***到所述分支装置(44)的主体(50)中。
10.根据前述权利要求中的一项所述的分支装置，其特征在于，第一节流级布置在所述分支点(56)的上游，并且第二节流级布置在所述分支点(56)的下游。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160223239A1 (en) * 2015-01-31 2016-08-04 Trane International Inc. Indoor Liquid/Suction Heat Exchanger
CN107403975B (zh) * 2017-07-21 2019-09-27 精进电动科技股份有限公司 一种储能电池液冷***均流装置和方法
US10738667B2 (en) * 2017-11-03 2020-08-11 Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc Heat transfer system
FR3077376A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-02 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule a performances ameliorees
DE102019208976A1 (de) 2019-06-19 2020-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Abzweigstück für eine Fluidleitung
FR3116598A1 (fr) * 2020-11-24 2022-05-27 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide réfrigérant comprenant un filtre à particules
EP4068472A1 (en) * 2021-03-29 2022-10-05 Castrol Limited Heat transfer system with heat transfer fluid including liquid and gas components
EP4068470A1 (en) * 2021-03-29 2022-10-05 Castrol Limited Heat transfer system with heat transfer fluid including liquid and gas components
EP4068471A1 (en) * 2021-03-29 2022-10-05 Castrol Limited Heat transfer system with heat transfer fluid including liquid and gas components
DE102021204489A1 (de) * 2021-05-04 2022-11-10 BSH Hausgeräte GmbH Trocknerloser Kältemittelkreislauf, Verfahren zur Montage eines Kältemittelkreislaufs und Kältegerät

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1904245A1 (de) * 1969-01-29 1970-08-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Kapillarrohr-Anschlussstelle
US20040035134A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Oberley Brian J. Remote distributor with integrated check valve
JP2008157305A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Denso Corp 圧力制御弁および超臨界冷凍サイクル
US20100313585A1 (en) * 2006-04-21 2010-12-16 Parker Christian D Fluid expansion-distribution assembly
US20130087204A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Trane International Inc. Pressure Correcting Distributor For Heating and Cooling Systems

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56161458U (zh) * 1980-04-30 1981-12-01
JPH0338598Y2 (zh) * 1985-05-17 1991-08-14
JPS6433479A (en) * 1987-07-28 1989-02-03 Fuji Heavy Ind Ltd Flow diverter for refrigerator
US6023940A (en) * 1998-07-06 2000-02-15 Carrier Corporation Flow distributor for air conditioning unit
JP2000356438A (ja) * 1999-06-15 2000-12-26 Kobo Koki:Kk 流体回路用パイプ
JP4560939B2 (ja) * 2000-10-20 2010-10-13 ダイキン工業株式会社 冷媒分流器およびそれを用いた空気調和機
JP2011094946A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 Daikin Industries Ltd ガス冷媒分離器、ガス冷媒分離兼冷媒分流器、膨張弁及び冷凍装置
JP5083390B2 (ja) * 2010-08-02 2012-11-28 ダイキン工業株式会社 冷媒分流器、冷媒分流器一体型の膨張装置及び冷凍装置
JP6098121B2 (ja) * 2012-11-07 2017-03-22 株式会社デンソー 冷却装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1904245A1 (de) * 1969-01-29 1970-08-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Kapillarrohr-Anschlussstelle
US20040035134A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Oberley Brian J. Remote distributor with integrated check valve
US20100313585A1 (en) * 2006-04-21 2010-12-16 Parker Christian D Fluid expansion-distribution assembly
JP2008157305A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Denso Corp 圧力制御弁および超臨界冷凍サイクル
US20130087204A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Trane International Inc. Pressure Correcting Distributor For Heating and Cooling Systems

Also Published As

Publication number Publication date
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