DE10145028A1 - Refrigeration system, in particular refrigeration cycle system for the air conditioning of a vehicle, and cooling device for use in such a refrigeration system - Google Patents

Abstract

The system has a cooling device (12) that passes a gaseous medium to be cooled containing oil and an oil separation unit (46). The oil separation unit is integrated into the cooling device. The oil separation unit is in the form of a wire and/or metal plate structure through which the gaseous medium can pass. AN Independent claim is also included for the following: a cooling device for an inventive system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kältesystem, insbesondere Kältekreislaufsystem zur Klimatisierung eines Fahrzeugs, mit einer Kühleinrichtung, die mittels eines zu kühlenden und Öl (Kälteöl) enthaltenden Gasmediums durchsetzbar ist, und mit einer Ölabscheideeinheit, entsprechend Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kühleinrichtung zum Einsatz in einem derartigen Kältesystem, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 14. The invention relates to a refrigeration system, in particular refrigeration cycle system for the air conditioning of a Vehicle, with a cooling device by means of one to be cooled and containing oil (refrigeration oil) Gas medium is enforceable, and with a Ölabscheideeinheit, according to the generic term of Claim 1. Furthermore, the invention relates to a Cooling device for use in such Refrigeration system, according to the preamble of claim 14.

Kältesysteme und Kühleinrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Dabei werden insbesondere bei Kältekreislaufsystemen zur Fahrzeugklimatisierung Kompressoren eingesetzt, die zu deren Schmierung einen Anteil an Öl (Kälteöl) in einem selbige durchsetzenden Kältemittel (Gasmedium) benötigen. Da vor allem aus Kostengründen derartige Kompressoren keinen eigenen Ölsumpf oder Ölabscheider aufweisen, um das Kälteöl von weiteren Kältekreislaufkomponenten fernzuhalten, zirkulieren relativ hohe Kälteölanteile mit dem Kältemittel durch sämtliche Komponenten des Kältekreislaufs mit entsprechend negativen Auswirkungen auf die erzielbare Kälteleistung beziehungsweise auf die Kälteleistungszahl. Refrigeration systems and cooling devices of the beginning mentioned type are known. In doing so, in particular in refrigeration cycle systems for Vehicle air conditioning compressors used to their Lubricate a portion of oil (cold oil) in a same enforcing refrigerant (gas medium) need. Because of cost reasons such Compressors do not own oil sump or oil separator have to keep the cold oil from further Keep refrigeration cycle components away, circulate relatively high Refrigerant oil shares with the refrigerant through all Components of the refrigeration circuit with accordingly negative impact on the achievable Cooling capacity or on the Refrigeration factor.

Ferner ist es bekannt, einen Ölabscheider in einer Heißgasleitung zwischen einem Kompressor und einem Kondensator eines Kältekreislaufsystems zu integrieren. Derartige externe Ölabscheider sind verhältnismäßig groß und teuer und besitzen üblicherweise eine relativ hohe Grundfüllung mit Kälteöl zur Regelung des Kälteölrückflusses mittels eines Schwimmerventils. Dabei sind diese Ölabscheider auf einen verhältnismäßig hohen Abscheidegrad von über 95% ausgelegt. Furthermore, it is known, an oil separator in one Hot gas line between a compressor and a Condenser of a refrigeration cycle system too integrate. Such external oil separators are relatively large and expensive and own usually a relatively high basic filling with cold oil for the regulation of the cooling oil backflow by means of a Float valve. These oil separators are on a relatively high degree of separation of over 95% designed.

Auch ist es bekannt, einen Ölabscheider in einem Kompressor mit Ölsumpf zu integrieren. Dies führt allerdings zu einer nicht erwünschten Vergrösserung der Gehäuseabmessungen und der Massen des (motorfesten) Kompressors. Ferner ist eine effektive Kühlung des Kälteöls in einem derartigen Kompressor nicht möglich. Also, it is known to have an oil separator in one Integrate compressor with oil sump. this leads to but to an undesirable enlargement the housing dimensions and the masses of the (engine-mounted) compressor. Furthermore, an effective Cooling of the refrigeration oil in such a compressor not possible.

Bei Kältekreislaufsystemen ohne Ölabscheidung ist der mit dem Kältemittel zirkulierende Kälteölanteil relativ groß und führt zu verschiedenen leistungs- und wirkungsgradmindernden Effekten. Insbesondere ergibt sich eine Verschlechterung des kältemittelseitigen Wärmeübergangskoeffizienten aufgrund einer Ausbildung eines schlecht wärmeleitenden Kälteölfilms. Ferner stellt sich eine Erhöhung des kältemittelseitigen Druckverlustes aufgrund einer höheren Viskosität des Kältemittel-Kälteöl-Gemisches ein. Auch ist es nachteilig, dass eine Erhöhung der Siedetemperatur des Kältemittels bewirkt wird. Durch die gute Löslichkeit des Kälteöls im Kältemittel bleibt bei der Verdampfung des Gemisches immer auch ein Teil des Kältemittels im Öl gelöst und trägt nicht zur Kälteerzeugung bei. For refrigeration cycle systems without oil separation is the refrigerant component circulating with the refrigerant relatively large and leads to different performance and efficiency-reducing effects. In particular results in a deterioration of the refrigerant side heat transfer coefficient due to a Training a poorly heat-conducting Cold oil film. Furthermore, there is an increase in the refrigerant side pressure loss due to a higher viscosity of the refrigerant-refrigerant mixture on. It is also disadvantageous that an increase in the Boiling temperature of the refrigerant is effected. Due to the good solubility of the cooling oil in the Refrigerant remains in the evaporation of the mixture always a part of the refrigerant dissolved in the oil and does not contribute to refrigeration.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kältesystem der eingangs genannten Art zu schaffen, in welchem eine Ölabscheidung aus einem Gasmedium möglich und gleichzeitig eine verhältnismäßig einfache Ausgestaltung des Kältesystems realisierbar ist. It is an object of the invention to provide a refrigeration system to create the aforementioned type, in which a Oil separation from a gas medium possible and at the same time a relatively simple one Design of the refrigeration system can be realized.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Kühleinrichtung zum Einsatz in einem derartigen Kältesystem vorzuschlagen. It is another object of the invention to provide a suitable Cooling device for use in such To propose refrigeration system.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kältesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist das Kältesystem dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit in der Kühleinrichtung integriert ist. Dabei kann es sich bei der Kühleinrichtung (wärmeabführende Komponente) um einen Kondensator oder auch um einen Gaskühler, beispielsweise bei Kreisläufen mit überkritischer Wärmeabfuhr, handeln. Die Ölabscheideeinheit ist vorzugsweise auf der heißen Gasmediumseite in der Kühleinrichtung integriert und stellt eine technisch verhältnismäßig einfach zu realisierende Lösung dar, da keine zusätzlichen Schraubverbindungen oder ähnliches benötigt werden, wie dies beispielsweise bei einer Integration eines Ölabscheiders in einer erweiterten Heißgasleitung notwendig wäre. Vorteilhafterweise erfordert die in der Kühleinrichtung integrierte Ölabscheideeinheit praktisch keinen zusätzlichen Bauraum. This object is achieved by a refrigeration system with the features of claim 1. According to the invention the refrigeration system characterized in that the Oil separation unit in the cooling device is integrated. It may be in the Cooling device (heat-dissipating component) by one Condenser or a gas cooler, for example in circuits with supercritical heat dissipation, act. The oil separation unit is preferably on the hot gas medium side in the Integrated cooling device and provides a technical relatively easy to implement solution because no additional screw connections or similar are needed, as for example in an integration of an oil separator in one extended hot gas line would be necessary. Advantageously, this requires in the cooling device integrated oil separator virtually no additional space.

Mit Vorteil ist die Ölabscheideeinheit als mittels des Gasmediums durchsetzbare Draht- und/oder Metallplattenstruktur ausgebildet. Dabei kann die Ölabscheideeinheit beispielsweise als Packung eines Drahtgestrickes, eines Drahtgeflechtes, eines Drahtnetzes oder als Stapel von Streckmetallplatten ausgebildet sein. Eine derartige Ölabscheideeinheit ist in verhältnismäßig einfacher Weise in der Kühleinrichtung integrierbar und wird zur Ölabscheidung von einem heißen Gasmedium zwangsdurchströmt (durchsetzt). Selbstverständlich sind auch weitere, geeignete Ausgestaltungsmöglichkeiten der Ölabscheideeinheit denkbar. Advantageously, the Ölabscheideeinheit is as means the gas medium enforceable wire and / or Metal plate structure formed. It can the Ölabscheideeinheit example, as a pack of a Knitted wire, a wire mesh, one Wire mesh or as a stack of expanded metal plates be educated. Such Ölabscheideeinheit is in a relatively simple manner in the Cooling device can be integrated and is used for oil separation forcibly flowed through by a hot gas medium (Interspersed). Of course, other, suitable design options of Ölabscheideeinheit conceivable.

Die Ölabscheideeinheit enthält vorzugsweise eine oberflächenvergrößernde, geometrische Makrostrukturierung. Hierbei wird unter Makrostrukturierung eine der Durchsetzungsstruktur (beispielsweise Drahtgestrick) der Ölabscheideeinheit überlagerte geometrische Strukturierung der in Bezug auf die Durchsetzungsrichtung des Gasmediums vorderseitigen und/oder rückseitigen Oberfläche (Grenzfläche) der Ölabscheideeinheit verstanden. Die Ölabscheideeinheit kann beispielsweise als eine längsplissierte Packung ausgebildet sein, mittels welcher eine verbesserte Abscheidewirkung des Kälteöls aus dem die Ölabscheideeinheit durchsetzenden Gasmedium sowie ein optimierter Kälteölablauf aus der Ölabscheideeinheit erzielbar ist. Alternativ ist auch eine gekrümmte Ausgestaltung der Vorder- und/oder Hinterseite (Eintritts- beziehungsweise Austrittsfläche) der Ölabscheideeinheit zur Erzielung der genannten Effekte möglich. The oil separation unit preferably includes a surface enlarging, geometric Macrostructuring. This is under macro structuring one of the enforcement structure (for example Wire mesh) of the oil separation unit overlaid geometric structuring of in relation to the Enforcement direction of the gas medium front and / or back surface (interface) of the Oil separation unit understood. The Ölabscheideeinheit can, for example, as a längsplissierte Pack be formed, by means of which a improved separation efficiency of the refrigeration oil from the Oil separation unit passing gas medium as well an optimized cooling oil drain from the Ölabscheideeinheit is achievable. Alternatively is also one curved configuration of the front and / or Rear (entrance or Exit surface) of the Ölabscheideeinheit to achieve the mentioned effects possible.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Ölabscheideeinheit an der in Bezug auf die Durchsetzungsrichtung des Gasmediums stromabseitigen Grenzfläche mindestens eine im Wesentlichen senkrecht nach unten verlaufende Ölablaufkante, die ein im Querschnitt U- oder V-förmiges Profil aufweist. Hierdurch wird ein grundsätzlich erwünschter Kälteölablauf an der Ölabscheideeinheit begünstigt beziehungsweise unterstützt sowie ein Abreißen von Kälteöltropfen in den die Ölabscheideeinheit durchsetzenden Gasmediumstrom verhindert. According to a preferred embodiment contains the oil separation unit at the in relation to the Enforcement direction of the gas medium downstream interface at least one substantially vertically downwardly running oil drainage edge, the a U-shaped or V-shaped profile in cross-section having. This will be a fundamentally desirable Refrigeration oil on the Ölabscheideeinheit favors or supports as well as a demolition of Cold oil drops in the oil separation unit permeating gas medium flow prevented.

Mit Vorteil ist die Ölabscheideeinheit in einem vom Gasmedium durchsetzbaren Sammelrohr der Kühleinrichtung integriert, das mit einer die Kühleinrichtung mit einem Verdampfer verbindenden Saugleitung des Kältesystems verbunden ist. Bei einem derartigen Sammelrohr handelt es sich um ein Verteilrohr beziehungsweise um einen eintrittsseitigen Abschnitt eines Verteilrohres der Kühleinrichtung, in welchem in verhältnismäßig einfacher und effektiver Weise die Ölabscheideeinheit integriert ist. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhafterweise möglich, die Ölabscheideeinheit beispielsweise in Form einer Draht- und/oder Metallplattenstruktur während des Fertigungsprozesses der Kühleinrichtung und insbesondere vor einem Lötprozeß zur Herstellung derselben in das Sammelrohr in montagegünstiger Weise einzuschieben beziehungsweise einzusetzen. Advantageously, the oil separation unit is in one of Gas medium enforceable manifold of the Integrated cooling device that with a the Cooling device with an evaporator connecting suction line the refrigeration system is connected. At a such manifold is a manifold or to an entrance side Section of a distribution pipe of the cooling device, in which in comparatively easier and more effective Way the oil separation unit is integrated. at This embodiment is advantageously possible, the Ölabscheideeinheit example in Shape of a wire and / or metal plate structure during the manufacturing process of the cooling device and in particular before a soldering process for Production of the same in the manifold in easy to install manner or use.

Vorteilhafterweise ist mittels der im Sammelrohr angeordneten Ölabscheideeinheit eine erste, in Bezug auf die Durchsetzungsrichtung des Gasmediums stromaufseitige Kammer und eine zweite, stromabseitige Kammer gebildet. Dabei dient die stromaufseitige Kammer der Vorverteilung des heißen Gasmedium- Kälteöl-Gemisches auf die gesamte Stirnfläche der Ölabscheideeinheit, während die stromabseitige Kammer einer weiteren Homogenisierung der sich einstellenden Geschwindigkeitsverteilung des nun weitgehend kälteölfreien Gasmediums über die zugeordneten Kühlleitungen (beispielsweise Kondensatorleitungen) der Kühleinrichtung dient, so dass ein weitgehend gleich großer Gasmediummassenstrom (Kältemittelmassenstrom) in allen mit dem Sammelrohr in Verbindung stehenden Kühlrohren (Kondensatorrohren) erzielbar ist. Advantageously, by means of the manifold arranged Ölabscheideeinheit a first, in Reference to the direction of enforcement of the gas medium upstream chamber and a second, downstream chamber formed. It serves the upstream chamber of the pre-distribution of the hot gas medium Refrigerated oil mixture on the entire face of the Oil separation unit, while the downstream Chamber of a further homogenization of itself adjusting speed distribution of the now largely cold oil-free gas medium over the associated cooling lines (for example Capacitor lines) of the cooling device is used, so that a largely equal gas mass flow (Refrigerant mass flow) in all with the manifold in Connecting cooling tubes (condenser tubes) is achievable.

Die Ölabscheideeinheit ist stirnseitig vorzugsweise beabstandet zur jeweiligen Eintrittsöffnung von Gasmedium-Kühlleitungen angeordnet. Hierdurch wird vermieden, dass das in der beispielsweise als Draht- und/oder Metallplattenstruktur ausgebildeten Ölabscheideeinheit abgeschiedene und entlang selbiger nach unten ablaufende Kälteöl aufgrund einer Kapillarwirkung in die Kühlleitungen gelangen kann. The Ölabscheideeinheit is frontally preferably spaced from the respective inlet opening of Gas medium cooling lines arranged. This will avoided that in the example as Wire and / or metal plate structure formed Separated oil separator and along selbiger running down cold oil due to a Capillary effect can get into the cooling lines.

Mit Vorteil weist das Sammelrohr in der ersten Kammer in einem unteren Bereich eine Ölablauföffnung auf. Mittels einer derartigen Ölablauföffnung wird in einfacher Weise eine zuverlässige Kälteölabfuhr aus dem Sammelrohr und gegebenenfalls eine Kälteölrückführung im Kältesystem gewährleistet. Advantageously, the manifold in the first Chamber in a lower area an oil drain opening on. By means of such an oil drain opening is in a simple way a reliable refrigeration oil removal from the manifold and possibly one Refrigerant oil return ensured in the refrigeration system.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist das Sammelrohr im unteren Bereich eine Begrenzungswand auf, deren zur Ölablauföffnung weisender Rand tiefer angeordnet ist als ihr zu den Gasmedium-Kühlleitungen gerichteter Rand. Um zu verhindern, dass wesentliche Kälteölmengen in die unterste Kühlleitung der Kühleinrichtung (zum Beispiel Kondensator) gelangen können, ist die Ölablauföffnung vorzugsweise tiefer angebracht als die unterste, mit dem Sammelrohr in Verbindung stehende Kühlleitung, wobei der zur Ölablauföffnung weisende Rand der Begrenzungswand hierzu tiefer angeordnet ist als ihr zu den Gasmedium-Kühlleitungen gerichteter Rand. According to a preferred embodiment has the manifold in the lower part of a Boundary wall on, whose to the oil drain opening pointing edge is located lower than her to the Gas medium cooling lines directed edge. In order to prevent significant amounts of cold oil in the lowest cooling line of the cooling device (for Example, condenser), is the Oil drain opening preferably mounted lower than the lowest, associated with the manifold Cooling line, with the pointing to the oil drain opening Edge of the boundary wall arranged deeper for this purpose is as her to the gas medium cooling lines directed edge.

Die Begrenzungswand kann als ebenes, schräg angeordnetes Blech oder als abgestuftes Formblech ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann die Begrenzungswand eine innerhalb der Kühleinrichtung integrierte Trennwand sein, welche im Falle eines Formblechs vorzugsweise als Tiefziehteil oder als Fliespressteil ausgebildet ist. The boundary wall can be as flat, oblique arranged sheet metal or as graded shaped sheet metal be educated. If necessary, the Boundary wall integrated within the cooling device Partition wall, which in the case of a molded sheet preferably as a deep-drawn part or as Fliespressteil is formed.

Vorteilhafterweise ist die Ölablauföffnung mit einer insbesondere als Kapillarrohr ausgebildeten Ölrückführleitung verbunden. Bei einer Kapillarrohrausbildung ist die Ölrückführleitung bezüglich Druckverlust (Durchmesser, Länge) so ausgelegt, dass bei üblichen Druckdifferenzen zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite der mittels der Ölabscheideeinheit abgeschiedene Kälteölmassenstrom vollständig aus dem Sammelrohr (Verteilrohr) der Kühleinrichtung (Kondensator) abgeführt werden kann, jedoch bei Vorliegen eines Gasmediums an der Ölablauföffnung der Gasmedium-Massenstrom (Heißgas- Massenstrom) aufgrund der geringeren Dichte des Gasmediums und aufgrund des verhältnismäßig kleinen Querschnitts der Ölablauföffnung beziehungsweise der Ölrückführleitung vernachlässigbar klein bleibt. Advantageously, the oil drain opening with one designed in particular as a capillary tube Oil return line connected. At a Capillary tube formation is the oil return line relative to Pressure loss (diameter, length) designed so that at usual pressure differences between High pressure and low pressure side of the means of Ölabscheideeinheit separated cold oil mass flow completely from the manifold (manifold) of the Cooling device (condenser) are discharged can, but in the presence of a gas medium at the Oil drain opening the gas medium mass flow (hot gas Mass flow) due to the lower density of Gas medium and due to the relatively small Cross section of the oil drain opening or the oil return line negligible remains.

Entsprechend einer alternativen Ausführungsform kann die Ölablauföffnung unter Zwischenschaltung eines Drosselrohres mit der Ölrückführleitung verbunden sein. Hierbei erfolgt ein Druckabbau auf ein vorliegendes Saugdruckniveau in dem insbesondere kurzen Drosselrohr ("Orifice") unmittelbar vor einer Einmündungsstelle in eine Saugleitung. Bei dieser Ausführungsvariante kann die Ölrückführleitung somit auch mit einem etwas größeren Durchmesser ausgeführt sein. Ferner erlaubt diese Variante eine wirkungsvollere Kühlung des Kälteöls während dessen Rückführung durch die Ölrückführleitung, da ein temperaturabsenkender Entspannungsprozeß erst in einem Endbereich (in Ölrückführungsrichtung gesehen) der Ölrückführleitung erfolgt und somit eine größere Temperaturdifferenz zwischen dem jeweils rückzuführenden Kälteöl in der Ölrückführleitung und der Umgebungstemperatur genutzt werden kann. Darüber hinaus ist eine günstigere Regelung des rückzuführenden Kälteölmassenstroms nach dem Prinzip des Drosselrohres ("Orifice") möglich. According to an alternative embodiment can the oil drain opening with interposition a throttle tube with the oil return line be connected. Here, a pressure reduction takes place on present suction pressure level in the particular short throttle tube ("Orifice") immediately before a junction in a suction line. at this embodiment, the Oil return line thus also with a slightly larger Be executed diameter. Furthermore, this variant allows a more effective cooling of the refrigeration oil during its return through the oil return line because a temperature-lowering relaxation process only in one end area (in oil return direction Seen) the oil return line takes place and thus a greater temperature difference between each recirculating refrigerant oil in the oil return line and the ambient temperature can be used. In addition, a more favorable regulation of the recycled cold oil mass flow after the Principle of the throttle tube ("Orifice") possible.

Ferner wird die Aufgabe gelöst mittels einer Kühleinrichtung zum Einsatz in einem entsprechenden Kältesystem, mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Die Kühleinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit in der Kühleinrichtung integriert ist. Mittels einer derartigen Kühleinrichtung ist es bei Einsatz in einem entsprechenden Kältesystem möglich, die oben erwähnten Vorteile zu erzielen. Furthermore, the problem is solved by means of a Cooling device for use in a corresponding Refrigeration system, with the features of claim 14. The cooling device is according to the invention by characterized in that the oil separation unit in the Cooling device is integrated. By means of a Such cooling device is when used in a corresponding refrigeration system possible, the above to achieve the advantages mentioned.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung. Further advantageous embodiments of the invention arise from the description.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert: Es zeigen: The invention is described below in a Embodiment with reference to an accompanying drawing explained in more detail: show:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kältesystem in Form eines Kältekreislaufsystems anhand eines Blockschaltbildes; FIG. 1 shows an inventive refrigeration system in the form of a refrigeration cycle system, using a block diagram;

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer detailliert dargestellten Kühleinrichtung des Kältesystems der Fig. 1; FIG. 2 shows a schematic, partially sectioned side view of a cooling device of the refrigeration system of FIG. 1 shown in detail; FIG.

Fig. 3 ein Detail der Kühleinrichtung der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; FIG. 3 shows a detail of the cooling device of FIG. 2 on an enlarged scale; FIG.

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform eines Details der Kühleinrichtung der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; FIG. 4 shows an alternative embodiment of a detail of the cooling device of FIG. 2 on an enlarged scale; FIG.

Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer alternativen Ölabscheideeinheit und Fig. 5 is a schematic plan view of an alternative Ölabscheideeinheit and

Fig. 6 eine schematische Draufsicht einer weiteren, alternativen Ölabscheideeinheit. Fig. 6 is a schematic plan view of another alternative Ölabscheideeinheit.

Fig. 1 zeigt anhand eines Blockschaltbildes ein allgemein mit 10 bezeichnetes Kältesystem, insbesondere ein Kältekreislaufsystem, beispielsweise zur Klimatisierung eines Fahrzeugs. Das Kältesystem 10 enthält eine Kühleinrichtung 12, die mit einem Verdampfer 14 unter Ausbildung eines geschlossenen Kreislaufs wirkverbunden ist. Vom Verdampfer 14 führt eine als Pfeil 22 dargestellte Kältemittelleitung zu einem Expansionsventil 16, von welchem eine als Pfeil 24 dargestellte Kältemittelleitung zu einer Verbindungsstelle 26 führt. Bei dem Kältemittel handelt es sich insbesondere um ein Gasmedium und im vorliegenden Ausführungsbeispiel um Heißgas. In der Verbindungsstelle 26 wird mittels einer als Pfeil 28 dargestellten Ölrückführleitung abgeschiedenes Öl (Kälteöl) aus der Kühleinrichtung 12 in das vom Verdampfer 14 kommende Kältemittel zugeführt unter Ausbildung eines Kältemittel-Öl-Gemischs, das gemäß Pfeil 30 durch eine entsprechende Zuführleitung einem Kompressor 18 zugeführt wird. Vom Kompressor 18 führt eine als Pfeil 32 dargestellte Zuführleitung zur Kühleinrichtung 12 zur Beaufschlagung derselben mit dem nun unter höherem Druck stehenden Kältemittel-Öl-Gemisch. Innerhalb der Kühleinrichtung 12 - in einer integrierten Ölabscheideeinheit 46 - findet eine später detailliert beschriebene Ölabscheidung aus dem Kältemittel-Öl- Gemisch statt, wobei das abgeschiedene Öl, wie bereits erwähnt, durch die als Pfeil 28 dargestellte Ölrückführleitung von der Kühleinrichtung 12 zur Verbindungsstelle 26 geleitet wird. Das Kältemittel wird durch die Kühleinrichtung 12 geführt und durch eine Kältemittel-Rückführleitung (Pfeil 34) zu einem Sammler oder Trockner 20 geleitet, von welchem eine als Pfeil 36 dargestellte Kältemittelrückführleitung zum Expansionsventil 16 führt. Das Expansionsventil 16 ist schließlich mittels einer mit Pfeil 38 dargestellten Rückführleitung mit dem Verdampfer 14 verbunden. Bei den Leitungen 22, 24, 28, 30 handelt es sich um Saugleitungen, während die Leitungen 32, 34, 36, 38 Druckleitungen sind. Fig. 1 shows a block diagram of a generally designated 10 refrigeration system, in particular a refrigeration cycle system, for example for air conditioning of a vehicle. The refrigeration system 10 includes a cooling device 12 , which is operatively connected to an evaporator 14 to form a closed circuit. From the evaporator 14 , a refrigerant line shown as arrow 22 leads to an expansion valve 16 , from which a refrigerant line shown as arrow 24 leads to a connection point 26 . The refrigerant is in particular a gas medium and, in the present embodiment, hot gas. In the connection point 26 , oil (refrigeration oil) separated from the cooling device 12 is supplied to the refrigerant coming from the evaporator 14 by means of an oil return line shown as arrow 28 to form a refrigerant-oil mixture which is fed to a compressor 18 through a corresponding supply line according to arrow 30 becomes. From the compressor 18 , a feed line shown as arrow 32 leads to the cooling device 12 to act on the same with the now under higher pressure refrigerant-oil mixture. Within the cooling device 12 - in an integrated oil separator 46 - is a separating oil from the refrigerant oil described in detail later mixture instead, whereby the separated oil, as mentioned above, guided by the represented as an arrow 28 oil return line from the cooling device 12 to the junction 26 becomes. The refrigerant is passed through the cooling device 12 and passed through a refrigerant return line (arrow 34 ) to a collector or dryer 20 , from which a refrigerant return line shown as arrow 36 leads to the expansion valve 16 . The expansion valve 16 is finally connected to the evaporator 14 by means of a return line shown by arrow 38 . The lines 22 , 24 , 28 , 30 are suction lines, while the lines 32 , 34 , 36 , 38 are pressure lines.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Kühleinrichtung 12, welche im Kältesystem 10 der Fig. 1 einsetzbar ist. In Fig. 3 ist ein Detail der Kühleinrichtung 12 der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Kühleinrichtung 12 der Fig. 2 und 3 ist mit der Zuführleitung 32 zur Zuführung des Kältemittel-Öl-Gemischs gemäß Pfeil 40 in die Kühleinrichtung 12 verbunden. Hierzu weist die Kühleinrichtung 12 ein Sammelrohr 48 auf, das durch eine untere Begrenzungswand 62 (Trennwand) begrenzt ist. Im Sammelrohr 48 ist die Ölabscheideeinheit 46 derart angeordnet, dass eine erste, in Bezug auf die Zuführrichtung (Pfeil 40) des Kältemittel-Öl- Gemischs stromaufseitige Kammer 50 und eine zweite, stromabseitige Kammer 52 gebildet ist. Die Ölabscheideeinheit 46 ist beispielsweise als Draht- und/oder Metallplattenstruktur ausgebildet und vom Kältemittel (Gasmedium) durchsetzbar. Dabei ist die Ölabscheideeinheit 46 stirnseitig beabstandet zu einer Mehrzahl an Eintrittsöffnungen 54 von Kältemittel-Kühlleitungen 56 (Gasmedium-Kühlleitungen) angeordnet. In der ersten Kammer 50 des Sammelrohrs 48 befindet sich im unteren Bereich eine Ölablauföffnung 60, welche unmittelbar oberhalb der Begrenzungswand 42 liegt. Die Ölablauföffnung 60 ist mit einer insbesondere als Kapillarrohr ausgebildeten Ölrückführleitung 28 zur Ölrückführung gemäß Pfeil 44 verbunden. Das durch die Kühleinrichtung 12 geführte Kältemittel (Gasmedium) wird durch die Kältemittel-Rückführleitung 34 gemäß Pfeil 42 wieder zum Verdampfer 14 zurückgeführt (siehe auch Fig. 1). FIG. 2 shows a schematic illustration of a possible embodiment of a cooling device 12 which can be used in the refrigeration system 10 of FIG. 1. FIG. 3 shows a detail of the cooling device 12 of FIG. 2 on an enlarged scale. The cooling device 12 of FIGS. 2 and 3 is connected to the supply line 32 for supplying the refrigerant-oil mixture according to arrow 40 in the cooling device 12 . For this purpose, the cooling device 12 a collecting tube 48 which is bounded by a lower boundary wall 62 (partition). In the collecting pipe 48 , the oil separating unit 46 is arranged such that a first, upstream-side chamber 50 and a second, downstream-side chamber 52 are formed with respect to the feed direction (arrow 40 ) of the refrigerant-oil mixture. The Ölabscheideeinheit 46 is formed for example as a wire and / or metal plate structure and the refrigerant (gas medium) enforceable. In this case, the oil separation unit 46 is arranged spaced apart from the end face to a plurality of inlet openings 54 of refrigerant cooling lines 56 (gas medium cooling lines). In the first chamber 50 of the collecting tube 48 is located in the lower region of an oil drain opening 60 , which lies directly above the boundary wall 42 . The oil drain opening 60 is connected to an oil return line 28 designed in particular as a capillary tube for oil return according to arrow 44 . The guided through the cooling device 12 refrigerant (gas medium) is returned through the refrigerant return line 34 according to arrow 42 back to the evaporator 14 (see also Fig. 1).

Gemäß dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kühleinrichtung 12 ist die Begrenzungswand 62 als ebenes, schräg angeordnetes Blech ausgebildet. Dabei ist der zur Ölablauföffnung 60 weisende Rand 64 der Begrenzungswand 62 tiefer angeordnet als ihr zu den Kältemittel-Kühlleitungen 56 gerichteter Rand 66. Hierdurch wird eine Anordnung der Ölablauföffnung 60 unterhalb der untersten, mit dem Sammelrohr 48 verbundenen Kühlleitung 56 ermöglicht, wobei gleichzeitig mittels der Begrenzungswand 62 ein zuverlässiger Ölablauf in die Ölrückführleitung 28 erzielbar ist. According to the embodiment of the cooling device 12 shown in FIGS. 2 and 3, the boundary wall 62 is formed as a flat, obliquely arranged metal sheet. In this case, the edge 64 of the boundary wall 62 pointing to the oil drain opening 60 is arranged lower than its edge 66 facing the refrigerant cooling lines 56 . As a result, an arrangement of the oil drain opening 60 below the lowermost, connected to the manifold 48 cooling line 56 is made possible, at the same time by means of the boundary wall 62, a reliable oil drain into the oil return line 28 can be achieved.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung der Begrenzungswand 62. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Begrenzungswand 62 als abgestuftes Formblech ausgebildet, wobei auch hier der zur Ölablauföffnung 60 weisende Rand 64 tiefer angeordnet ist als der zu den Kühlleitungen 56 gerichtete Rand 66. Fig. 4 shows an alternative embodiment with regard to the geometric configuration of the boundary wall 62. In this embodiment, the boundary wall 62 is formed as a stepped shaped sheet, wherein here, too, the edge 64 facing the oil drain opening 60 is arranged lower than the edge 66 directed toward the cooling lines 56 .

Die Ölabscheideeinheit 46 gemäß Fig. 2 bis 4 ist als Draht- und/oder Metallplattenstruktur ausgebildet und weist eine im Wesentlichen ebene Strukturvorderseite (an die erste Kammer 50 grenzend) und eine entsprechend ausgebildete Strukturrückseite (an die zweite Kammer 52 grenzend) auf. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 6 kann die Ölabscheideeinheit 46 auch eine oberflächenvergrößernde, geometrische Makrostrukturierung aufweisen. Dabei verläuft die Makrostrukturierung der Ölabscheideeinheit 46 in einer Draufsicht gemäß Fig. 5 zick-zack-förmig (längsplissierte Struktur), während in Fig. 6 eine in Bezug auf die Kältemittelzuführrichtung (Pfeil 40) konkav gekrümmte Ausgestaltung der Ölabscheideeinheit 46 in einer Draufsicht auf selbige gezeigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 enthält eine stromabseitige Grenzfläche 57 der Ölabscheideeinheit 46 eine Mehrzahl, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei, senkrecht nach unten verlaufende Ölablaufkanten 58, die ein im Querschnitt U- beziehungsweise V-förmiges Profil aufweisen. Mittels derartiger Ölablaufkanten 58 wird eine zuverlässige und effektive Ölabscheidung aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch ermöglicht. Das in der Ölabscheideeinheit 46 abgeschiedene Öl wird durch die Ölrückführleitung 28 aus dem Sammelrohr 48 geleitet und der Verbindungsstelle 26 (siehe auch Fig. 1) zugeführt unter Ausbildung eines geschlossenen Ölkreislaufes. The Ölabscheideeinheit 46 of FIG. 2 to 4 is formed as a wire and / or metal plate structure and has a substantially planar structure front side (adjacent to the first chamber 50 ) and a correspondingly formed structure back side (adjacent to the second chamber 52 ). According to the illustrated embodiments of FIGS. 5 and 6, the oil separation unit 46 may also have a surface-enlarging geometric macrostructure. In this case, the macrostructuring of the oil separation unit 46 proceeds in a plan view according to FIG. 5 in a zig-zag (longitudinally pleated structure), while in FIG. 6 a configuration of the oil separation unit 46 concavely curved in relation to the refrigerant supply direction (arrow 40 ) is shown in a plan view of the same is shown. In the embodiment according to FIG. 5, a downstream boundary surface 57 of the oil separation unit 46 contains a plurality, in the present exemplary embodiment two, vertically downwardly extending oil drainage edges 58 , which have a U-shaped or V-shaped profile in cross-section. By means of such oil drainage edges 58 , a reliable and effective oil separation from the refrigerant-oil mixture is made possible. The oil separated in the oil separation unit 46 is directed out of the manifold 48 through the oil return line 28 and supplied to the joint 26 (see also FIG. 1) to form a closed oil circuit.

Gegenüber einem traditionellen Kältesystem ohne Öl- abscheidung ergeben sich bei einer Überhitzungseinstellung des Expansionsventils 16 von circa 7 K und bei einer Reduktion des umlaufenden Ölanteils von 6% auf 1% die thermodynamischen Vorteile, dass die Kälteleistung um circa 2,5% gesteigert, die Kälteleistungszahl bei gleichzeitiger Mehrleistung von circa 11% verbessert und die Kompressor-Antriebsleistung im Teillastbetrieb (also bei gleicher Kälteleistung) um bis zu 18% verringert werden kann. Compared with a traditional refrigeration system without oil separation results in overheating setting of the expansion valve 16 of about 7 K and with a reduction of the circulating oil content of 6% to 1%, the thermodynamic advantages that the cooling capacity increased by about 2.5%, the cooling capacity 11% improved and the compressor drive power can be reduced by up to 18% in part-load operation (ie with the same cooling capacity).

Vorteilhafterweise erfordert die Ölabscheideeinheit 46, abgesehen von einer relativ dünnen und vorzugsweise flexiblen und dementsprechend verhältnismäßig einfach zu verlegenden Ölrückführleitung 28, keinen zusätzlichen Bauraum. Dabei findet in der Ölrückführleitung 28 eine automatische Kühlung des rückzuführenden Öls (Kälteöl) statt. Bei Ausführung der Ölabscheideeinheit 46 (Abscheidepaket) aus Aluminium bleibt die Sortenreinheit der Kühleinrichtung 12 (Kondensator oder Kondensatormodul) gewahrt. Advantageously, the Ölabscheideeinheit 46 , apart from a relatively thin and preferably flexible and therefore relatively easy to install oil return line 28 , no additional space. In this case, takes place in the oil return line 28, an automatic cooling of the recirculating oil (refrigeration oil). When executing the oil separation unit 46 (deposition package) made of aluminum, the purity of the variety of the cooling device 12 (capacitor or capacitor module) is maintained.

Claims (14)

1. Kältesystem, insbesondere Kältekreislaufsystem zur Klimatisierung eines Fahrzeugs, mit einer Kühleinrichtung, die mittels eines zu kühlenden und Öl enthaltenden Gasmediums durchsetzbar ist, und mit einer Ölabscheideeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) in der Kühleinrichtung (12) integriert ist. 1. refrigeration system, in particular refrigeration cycle system for air conditioning of a vehicle, with a cooling device, which is enforceable by means of a gas medium to be cooled and containing oil, and with a Ölabscheideeinheit, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) in the cooling device ( 12 ) is integrated. 2. Kältesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) als mittels des Gasmediums durchsetzbare Draht- und/oder Metallplattenstruktur ausgebildet ist. 2. Refrigeration system according to claim 1, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) is formed as enforceable by means of the gas medium wire and / or metal plate structure. 3. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) eine oberflächenvergrößernde, geometrische Makrostrukturierung aufweist. 3. Refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) has a surface enlarging, geometric macrostructuring. 4. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) an der in Bezug auf die Durchsetzungsrichtung (40) des Gasmediums stromabseitigen Grenzfläche (57) mindestens eine im Wesentlichen senkrecht nach unten verlaufende Ölablaufkante (58) enthält, die ein im Querschnitt U- oder V-förmiges Profil aufweist. 4. refrigeration system according to any one of the preceding claims, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) at the in relation to the enforcement direction ( 40 ) of the gas medium downstream interface ( 57 ) at least one substantially vertically downwardly extending oil drainage edge ( 58 ), the having a U-shaped or V-shaped profile in cross-section. 5. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) in einem vom Gasmedium durchsetzbaren Sammelrohr (48) der Kühleinrichtung (12) integriert ist, das mit einer die Kühleinrichtung (12) mit einem Verdampfer (14) verbindenden Saugleitung (32) des Kältesystems (10) verbunden ist. 5. Refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) is integrated in an enforceable by the gas medium collecting tube ( 48 ) of the cooling device ( 12 ) with a cooling device ( 12 ) with an evaporator ( 14 ) connecting Suction line ( 32 ) of the refrigeration system ( 10 ) is connected. 6. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der im Sammelrohr (48) angeordneten Ölabscheideeinheit (46) eine erste, in Bezug auf die Durchsetzungsrichtung (40) des Gasmediums stromaufseitige Kammer (50) und eine zweite, stromabseitige Kammer (52) gebildet ist. 6. refrigeration system according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of the collection tube ( 48 ) arranged Ölabscheideeinheit ( 46 ) has a first, with respect to the enforcement direction ( 40 ) of the gas medium upstream chamber ( 50 ) and a second, downstream chamber ( 50 ). 52 ) is formed. 7. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) stirnseitig beabstandet zur jeweiligen Eintrittsöffnung (54) von Gasmedium-Kühlleitungen (56) angeordnet ist. 7. refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the Ölabscheideeinheit ( 46 ) spaced from the end face to the respective inlet opening ( 54 ) of gas medium cooling lines ( 56 ) is arranged. 8. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (48) in der ersten Kammer (50) in einem unteren Bereich eine Ölablauföffnung (60) aufweist. 8. refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting tube ( 48 ) in the first chamber ( 50 ) in a lower region an oil drain opening ( 60 ). 9. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (48) im unteren Bereich eine Begrenzungswand (62) aufweist, deren zur Ölablauföffnung (60) weisender Rand (64) tiefer angeordnet ist als ihr zu den Gasmedium-Kühlleitungen (56) gerichteter Rand (66). 9. refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting tube ( 48 ) in the lower region has a boundary wall ( 62 ), the oil drain opening ( 60 ) facing edge ( 64 ) is arranged lower than her to the gas medium cooling lines ( 56 ) directed edge ( 66 ). 10. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (62) als ebenes, schräg angeordnetes Blech oder als abgestuftes Formblech ausgebildet ist. 10. refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary wall ( 62 ) is formed as a flat, obliquely arranged sheet metal or as a stepped shaped sheet metal. 11. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölablauföffnung (60) mit einer insbesondere als Kapillarrohr ausgebildeten Ölrückführleitung (28) verbunden ist. 11. Refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the oil drain opening ( 60 ) is connected to a particular designed as a capillary oil return line ( 28 ). 12. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölablauföffnung (60) unter Zwischenschaltung eines Drosselrohres mit der Ölrückführleitung (28) verbunden ist. 12. Refrigerating system according to one of the preceding claims, characterized in that the oil drain opening ( 60 ) with the interposition of a throttle tube with the oil return line ( 28 ) is connected. 13. Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (12) ein Kondensator ist. 13. Refrigerating system according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device ( 12 ) is a capacitor. 14. Kühleinrichtung zum Einsatz in einem Kältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinheit (46) in der Kühleinrichtung (12) integriert ist. 14. Cooling device for use in a refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the oil separation unit ( 46 ) in the cooling device ( 12 ) is integrated.