DE10135731A1

DE10135731A1 - Motor vehicle air conditioning system has condensing unit with post cooling section and coupled dryer before return to evaporator

Info

Publication number: DE10135731A1
Application number: DE2001135731
Authority: DE
Inventors: Matthias Hauer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-07-21
Filing date: 2001-07-21
Publication date: 2003-02-06
Also published as: FR2828272B1; FR2828272A1

Abstract

The coolant leaves the evaporator outlet (10B) and is passed into the heat exchanger (30) inlet (30A) by the compressor (20) to be condensed and dried (36) before return to the evaporator inlet (10A). The drier is thermally close to a post cooling section of the heat exchanger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Fahrgastzelle eines Automobils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for cooling the passenger compartment of an automobile according to the preamble of claim 1.

Klimaanlagen gehören zunehmend zur Standardausrüstung von Personenkraftwagen. Air conditioning systems are increasingly becoming standard equipment in passenger cars.

Hierbei setzt sich zunehmend das sogenannte "Subcooling"-Verfahren durch. Bei diesem Verfahren wird der Dampf des Kühlmittels im Kondensator nicht nur kondensiert, was bei ca. 100°C abläuft, sondern noch weiter abgekühlt. Hierzu ist zunächst eine größere Wärmetauschereinheit notwendig, da diese nicht nur die eigentliche Kondensatoreinheit, sondern auch noch eine sich hieran anschließende Nachkühlungseinheit aufweisen muss, in welcher der oben genannte Subcooling-Effekt abläuft. Dem Nachteil einer größeren Wärmetauschereinheit stehen jedoch zahlreiche Vorteile gegenüber, die diesen Nachteil zumeist aufheben. Insbesondere wird die gesamte Klimaanlage unempfindlicher gegenüber Kältemittelverlust und es wird eine Reduzierung der Menge des Kältemittels möglich. The so-called "subcooling" process is becoming increasingly popular. With this Process, the vapor of the coolant is not only condensed in the condenser about 100 ° C, but cooled even further. First, there is a larger one Heat exchanger unit necessary, as this not only the actual condenser unit, but also have a subsequent cooling unit in which the above-mentioned subcooling effect takes place. The disadvantage of one Larger heat exchanger units, however, have numerous advantages over them Mostly remove the disadvantage. In particular, the entire air conditioning system becomes less sensitive against refrigerant loss and there will be a reduction in the amount of refrigerant possible.

Als problematisch hat sich bei Wärmetauschereinheiten mit einer für den Subcooling- Effekt benötigten Nachkühlungseinheit die Unterbringung des Trocknungsmittels herausgestellt. Dieses muss vollständig im kondensierten Kältemittel liegen. Im Stand der Technik wird dies derzeit dadurch berücksichtigt, dass das Trocknungsmittel in die Wärmetauschereinheit integriert ist. Beispielsweise ist es bekannt, das Trocknungsmittel in einem Trennbereich anzuordnen, welcher sich zwischen der Kondensatoreinheit und der Nachkühlungseinheit befindet. Da das Trocknungsmittel jedoch ein bestimmtes Mindestvolumen aufweisen muss, führt dies in manchen Fällen zu einer unerwünschten Vergrößerung der gesamten Wärmetauschereinheit, was aus Packagegründen häufig unerwünscht ist oder überhaupt nicht realisiert werden kann. Insbesondere muss der Durchmesser des Trocknungsmittels häufig größer gewählt werden als die eigentliche Tiefe der der Wärmetauschereinheit. Die Gesamttiefe des Bauteils wird in diesem Fall durch den Durchmesser des Trocknungsmittels bestimmt. A problem with heat exchanger units with a subcooling Effect required after-cooling unit to accommodate the desiccant exposed. This must lie completely in the condensed refrigerant. In the state of This is currently taken into account by the fact that the drying agent is in the Heat exchanger unit is integrated. For example, it is known to be the drying agent to be arranged in a separation area which is between the capacitor unit and the cooling unit. However, since the drying agent is a specific one Must have minimum volume, this leads to an undesirable in some cases Enlargement of the entire heat exchanger unit, which is often due to package reasons is undesirable or cannot be realized at all. In particular, the Diameters of the drying agent are often chosen to be larger than the actual one Depth of the heat exchanger unit. The total depth of the component is in this case determined by the diameter of the drying agent.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Vorteile des Subcoolings genutzt werden können und gleichzeitig die Wärmetauschereinheit möglichst volumensparend ausgeführt werden kann. Based on this prior art, it is an object of the invention generic device to the effect that the advantages of Subcoolings can be used and at the same time the heat exchanger unit if possible can be carried out in a volume-saving manner.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with a device having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird das Trocknungsmittel von der Wärmetauschereinheit abgekoppelt. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität, so dass bauliche Gegebenheiten im Motorraum leichter berücksichtigt werden können. According to the invention, the drying agent is decoupled from the heat exchanger unit. This allows greater flexibility, so that structural conditions in the engine compartment can be considered more easily.

Nach Anspruch 2 ist das Trocknungsmittel in einem Trocknungsmittelbehälter angeordnet, welcher als separates Bauteil ausgeführt, aber mit der Wärmetauschereinheit verbunden ist. Die Tiefe der Wärmetauschereinheit ist hierbei von dem Durchmesser des Trocknungsmittels unabhängig. According to claim 2, the drying agent is in a drying agent container arranged, which runs as a separate component, but with the Heat exchanger unit is connected. The depth of the heat exchanger unit is from independent of the diameter of the drying agent.

Nach Anspruch 3 ist das Trocknungsmittel in einem Trocknungsmittelbehälter angeordnet, welcher integraler Bestandteil der Wärmetauschereinheit ist. Hierdurch kann ein einfacher und kompakter Aufbau erreicht werden. Hierbei ist das Trocknungsmittel zwar funktional von der Wärmetauschereinheit entkoppelt, über den Trocknungsmittelbehälter jedoch unmittelbar mit dieser verbunden. According to claim 3, the drying agent is in a drying agent container arranged, which is an integral part of the heat exchanger unit. This can a simple and compact structure can be achieved. Here is the drying agent functionally decoupled from the heat exchanger unit, via the Desiccant container, however, directly connected to this.

Nach Anspruch 4 befindet sich das Trocknungsmittel zwischen Wärmetauschereinheit und Kompressor in einem Trocknungsmittelbehälter, wobei dieser mit Wärmetauschereinheit und Kompressor jeweils über eine Kältemittelleitung verbunden ist. Hierbei kann insbesondere eine große Flexibilität erreicht werden. According to claim 4, the drying agent is between the heat exchanger unit and compressor in a desiccant container, this with The heat exchanger unit and compressor are each connected via a refrigerant line is. In particular, great flexibility can be achieved here.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen: In the following the invention is illustrated by means of embodiments with reference to the Figures explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine komplette Klimaanlage nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 is a complete air conditioning system according to a first embodiment,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Wärmetauschereinheit mit einem hieran befestigten Trocknungsmittelbehälter, Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a heat exchanger unit with a desiccant container attached thereto,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine Wärmetauschereinheit mit einem integrierten Trocknungsmittelbehälter, Fig. 3 shows a schematic longitudinal section through a heat exchanger unit with an integrated desiccant container,

Fig. 4 eine komplette Klimaanlage nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 4 shows a complete air conditioning system according to a second embodiment.

Fig. 1 zeigt eine komplette Klimaanlage mit Ausnahme des Verdampfers. Fig. 1 shows a complete air conditioning system with the exception of the evaporator.

Das verdampfte Kältemittel tritt über den Auslassstutzen 10B des Verdampfers in die erste Kältemittelleitung 51 ein und wird in dieser dem Kompressor 20 zugeführt. Diesen verlässt das nun komprimierte Kältemittel in der zweiten Kältemittelleitung 52, welche am Kältemitteleinlass 30A der Wärmetauschereinheit 30 endet. The evaporated refrigerant enters the first refrigerant line 51 via the outlet stub 10 B of the evaporator and is fed to the compressor 20 in this. The now compressed refrigerant leaves the latter in the second refrigerant line 52 , which ends at the refrigerant inlet 30 A of the heat exchanger unit 30 .

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Wärmetauschereinheit 30 aus drei Abschnitten: Der Kondensatoreinheit 32, der Nachkühlungseinheit 34 und dem Trennbereich S. Dieser Trennbereich S befindet sich zwischen Kondensatoreinheit 32 und Nachkühlungseinheit 34 und dient zur Beruhigung des Kältemittels. Weiterhin soll durch den Trennbereich S erreicht werden, dass nur flüssiges Kältemittel in die Nachkühlungseinheit 34 gelangt. As can be seen from FIG. 2, the heat exchanger unit 30 consists of three sections: the condenser unit 32 , the after-cooling unit 34 and the separation area S. This separation area S is located between the condenser unit 32 and the after-cooling unit 34 and serves to calm the refrigerant. Furthermore, the separation area S is intended to ensure that only liquid refrigerant enters the after-cooling unit 34 .

Das Kältemittel verlässt die Wärmetauschereinheit 30 über den Kältemittelauslass 30B. An diesen schließt sich der Trocknungsmittelbehälter 36 an, welcher über Stege 37 mit der Wärmetauschereinheit 30 verbunden ist. Innerhalb des Trocknungsmittelbehälters 36 befindet sich das Trocknungsmittel 40. Das Kältemittel verlässt den Trocknungsmittelbehälter 36 an dessen Ausgang 36A und wird über die dritte Kältemittelleitung 53 einem nicht dargestellten Verdampfer zugeleitet. Da sich das Kältemittel nach Austritt aus der Kondensatoreinheit 32 bis zum Einlassstutzen 10A des Verdampfers in flüssigem Zustand befindet, ist das Trocknungsmittel 40 vollständig von kondensiertem Kältemittel umgeben. Es liegt demnach vollständig in Flüssigkeit, wie dies für ein ordnungsgemäßes Funktionieren erforderlich ist. The refrigerant leaves the heat exchanger unit 30 via the refrigerant outlet 30 B. This is followed by the drying agent container 36 , which is connected to the heat exchanger unit 30 via webs 37 . The drying agent 40 is located within the drying agent container 36 . The refrigerant leaves the desiccant container 36 at its outlet 36 A and is fed via the third refrigerant line 53 to an evaporator, not shown. Since the refrigerant is in a liquid state after leaving the condenser unit 32 up to the inlet connector 10 A of the evaporator, the drying agent 40 is completely surrounded by condensed refrigerant. It is therefore completely in liquid, as is necessary for proper functioning.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Trocknungsmittelbehälter von der Wärmetauschereinheit 30 getrennt und als separates Bauteil ausgeführt, jedoch mittels Stegen 37 mit der Wärmetauschereinheit 30 verbunden. In this exemplary embodiment, the drying agent container is separated from the heat exchanger unit 30 and is designed as a separate component, but is connected to the heat exchanger unit 30 by means of webs 37 .

Es ist auch möglich, den Trocknungsmittelbehälter 36 integral an der Wärmetauschereinheit 30 anzuformen, diese Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist der Trocknungsmittelbehälter nurmehr funktional von der Wärmetauschereinheit getrennt, baulich jedoch integral mit dieser verbunden. Die Nachkühlungseinheit 34 und der Trocknungsmittelbehälter 36 verfügen in diesem Ausführungsbeispiel über eine gemeinsame Zwischenwand 34A. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine große Kompaktheit aus. Zwar wird die Gesamttiefe der Wärmetauschereinheit hierdurch vergrößert, jedoch bleibt die Erhöhung der Tiefe auf einen relativ kleinen Raumbereich beschränkt. It is also possible to form the drying agent container 36 integrally on the heat exchanger unit 30 , this possibility being shown in FIG. 3. Here, the desiccant container is only functionally separated from the heat exchanger unit, but is structurally integrally connected to it. In this exemplary embodiment, the after-cooling unit 34 and the desiccant container 36 have a common intermediate wall 34 A. This embodiment is distinguished by a great compactness. Although the overall depth of the heat exchanger unit is increased as a result, the increase in depth remains limited to a relatively small area.

Umgekehrt kann der Trocknungsmittelbehälter 36 auch vollständig von der Wärmetauschereinheit 30 getrennt werden. Diese Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Im Unterschied zum obigen Ausführungsbeispiel verlässt das Kältemittel die Nachkühlungseinheit 34 zunächst mittels des ersten Abschnitts 53A der dritten Kältemittelleitung. Dieser Abschnitt endet am Trocknungsmittelbehälter 36, welcher in diesem Ausführungsbeispiel vom Kältemittel in vertikaler Richtung von oben nach unten durchströmt wird. Der zweite Abschnitt 53B der dritten Kältemittelleitung verbindet schließlich den das Trocknungsmittel beinhaltenden Trocknungsmittelbehälter mit dem Einlassstutzen 10A des nicht dargestellten Verdampfers. Conversely, the desiccant container 36 can also be completely separated from the heat exchanger unit 30 . This possibility is shown in Fig. 4. In contrast to the above exemplary embodiment, the refrigerant first leaves the after-cooling unit 34 by means of the first section 53 A of the third refrigerant line. This section ends at the desiccant container 36 , through which the refrigerant flows in the vertical direction from top to bottom in this exemplary embodiment. The second section 53 B of the third refrigerant line finally connects the desiccant container containing the desiccant to the inlet port 10 A of the evaporator, not shown.

Da der Durchmesser des Trocknungsmittelbehälters im allgemeinen größer sein muss als die Tiefe der Wärmetauschereinheit, kann durch diese Ausführungsform eine große Flexibilität erzielt werden. Im Allgemeinen kommt es nicht darauf an, wo genau der Trocknungsmittelbehälter 36 zwischen Nachkühlungseinheit 34 und dem Verdampfer angeordnet ist. Deshalb kann dies da geschehen, wo sich hierfür Platz findet. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen der Kompaktklasse von Vorteil, da sich hier im Motorraum häufig nur sehr wenig Platz findet. BEZUGSZEICHENLISTE 10A Einlassstutzen des Verdampfers
10B Auslassstutzen des Verdampfers
20 Kompressor
30 Wärmetauschereinheit
30A Kältemitteleinlass
30B Kältemittelauslass
32 Kondensatoreinheit
34 Nachkühlungseinheit
34A Zwischenwand
36 Trocknungsmittelbehälter
36A Ausgang
37 Stege
40 Trocknungsmittel
51 erste Kältemittelleitung
52 zweite Kältemittelleitung
53 dritte Kältemittelleitung
53A erster Abschnitt der dritten Kältemittelleitung
53A zweiter Abschnitt der dritten Kältemittelleitung
S Trennbereich
Since the diameter of the desiccant container must generally be larger than the depth of the heat exchanger unit, great flexibility can be achieved by this embodiment. In general, it does not matter where exactly the desiccant container 36 is arranged between the after-cooling unit 34 and the evaporator. Therefore, this can happen where there is room for it. This is particularly advantageous for vehicles of the compact class, since there is often very little space in the engine compartment. REFERENCE SIGN LIST 10 A inlet connection of the evaporator
10 B Evaporator outlet port
20 compressor
30 heat exchanger unit
30 A refrigerant inlet
30 B refrigerant outlet
32 capacitor unit
34 post-cooling unit
34 A partition
36 desiccant containers
36 A output
37 bridges
40 drying agents
51 first refrigerant line
52 second refrigerant line
53 third refrigerant line
53 A first section of the third refrigerant line
53 A second section of the third refrigerant line
S separation area

Claims

1. Vorrichtung zur Kühlung der Fahrgastzelle eines Automobils unter Verwendung eines Kältemittels mit einem Verdampfer, einem in Umlaufrichtung des Kältemittels nach dem Verdampfer angeordneten Kompressor (20), einer zwischen Kompressor (20) und Verdampfer angeordneten Wärmetauschereinheit (30), welche eine Kondensatoreinheit (32) und eine Nachkühlungseinheit (34) zur weiteren Abkühlung des kondensierten Kältemittels enthält, wobei Verdampfer und Kompressor (20), Kompressor (20) und Wärmetauschereinheit (30) und Wärmetauschereinheit (30) und Verdampfer mittels Kältemittelleitungen (51, 52, 53, 53A, 53B) miteinander verbunden sind, und einem Trocknungsmittel (40) zur Trocknung des kondensierten Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmittel (40) zwischen der Nachkühlungseinheit (34) und dem dem Verdampfer angeordnet ist. 1. Device for cooling the passenger compartment of an automobile using a refrigerant with an evaporator, a compressor ( 20 ) arranged in the circulation direction of the refrigerant after the evaporator, a heat exchanger unit ( 30 ) arranged between the compressor ( 20 ) and evaporator, which has a condenser unit ( 32 ) and a post-cooling unit ( 34 ) for further cooling the condensed refrigerant, wherein the evaporator and compressor ( 20 ), compressor ( 20 ) and heat exchanger unit ( 30 ) and heat exchanger unit ( 30 ) and evaporator by means of refrigerant lines ( 51 , 52 , 53 , 53 A , 53 B) are connected to one another, and a drying agent ( 40 ) for drying the condensed refrigerant, characterized in that the drying agent ( 40 ) is arranged between the after-cooling unit ( 34 ) and that of the evaporator.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Trocknungsmittel (40) in einem Trocknungsmittelbehälter (36) befindet, welcher direkt mit der Wärmetauschereinheit (30) verbunden ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the drying agent ( 40 ) is in a drying agent container ( 36 ) which is directly connected to the heat exchanger unit ( 30 ).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Trocknungsmittel (40) in einem Trocknungsmittelbehälter (36) befindet, welcher integraler Bestandteil der Wärmetauschereinheit (30) ist. 3. Device according to claim 1, characterized in that the drying agent ( 40 ) is in a drying agent container ( 36 ) which is an integral part of the heat exchanger unit ( 30 ).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelleitung (53), welche sich zwischen Wärmetauschereinheit (30) und Verdampfer befindet, wenigstens zwei Abschnitte (53A, 53B) aufweist und dass diese beiden Abschnitte (53A, 53B) mittels eines Trocknungsmittelbehälters (36) verbunden sind, in welchem sich das Trocknungsmittel (40) befindet. 4. The device according to claim 1, characterized in that the refrigerant line ( 53 ), which is located between the heat exchanger unit ( 30 ) and the evaporator, has at least two sections ( 53 A, 53 B) and that these two sections ( 53 A, 53 B ) are connected by means of a drying agent container ( 36 ) in which the drying agent ( 40 ) is located.