DE102005059917A1 - Evaporator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren Blöcken (B1-B6), wobei in den einzelnen Blöcken (B1-B6) jeweils eine Mehrzahl von Rohren zwischen zwei Sammelabschnitten angeordnet sind, von denen einer oben und der andere unten angeordnet ist, und wobei in mindestens einem Sammelabschnitt mindestens eine Blende (7) vorgesehen ist. Dabei ist (sind) die Blende(n) (7) vorzugsweise ausschließlich in dem letzten von unten her durchströmten Block (B6) angeordnet.The invention relates to a heat exchanger (1), in particular for a motor vehicle, with a plurality of blocks (B1-B6), wherein in each block (B1-B6) a plurality of tubes between two collecting sections are arranged, one of which above and another is arranged below, and wherein at least one aperture (7) is provided in at least one collecting section. In this case, the diaphragm (s) (7) is / are preferably arranged exclusively in the last block (B6) through which flow passes from below.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verdampfer, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention relates to an evaporator, in particular for a motor vehicle, according to the generic term of claim 1.
Aus
der
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Wärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, der die bei Wärmeübertragern nach dem Stand der Technik immanenten Nachteile zumindest zum Teil beseitigt oder wenigstens mindert. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung auch bei zweiphasig vorliegendem Kältemittel möglichst kostengünstig eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung sicherstellen zu können, möglichst ohne Leistung und/oder Wirkungsgrad der Klimaanlage zu verringern.It is therefore an object of the invention, an improved heat exchanger to disposal to put those with heat exchangers according to the prior art inherent disadvantages at least in part eliminated or at least reduced. In particular, it is the task the invention as cost effective as possible even with two-phase refrigerant present preferably uniform temperature distribution to be able to preferably without reducing the performance and / or efficiency of the air conditioner.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is solved through a heat exchanger with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein
Wärmeübertrager vorgesehen,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit mehreren Blöcken, wobei in den einzelnen
Blöcken jeweils
eine Mehrzahl von Rohren zwischen zwei Sammelabschnitten angeordnet
sind, von denen einer oben und der andere unten angeordnet ist,
und mindestens eine Blende vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung
des den Wärmeübertrager
durchströmenden
Mediums (z.B. Kältemittel
oder Kühlmittel) gesehen
hinten liegenden Blöcken
oder zwischen den entsprechenden Blöcken, also an den Übertritten,
angeordnet ist (sind). Vorzugsweise ist die mindestens eine Blende
ausschließlich
im letzten von unten her durchströmten Block angeordnet, besonders
bevorzugt am Übertritt.
Die Blende(n) können hierbei
sicherstellen, dass durch sämtliche
Rohre des letzten Blocks, ein jeweils ausgewogenes Verhältnis aus
flüssigem
und gasförmigem
Kältemittel von
unten nach oben strömt.
Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung sichergestellt
werden. Das Gegenteil, also eine Entmischung und bevorzugte Durchströmung einzelner Rohre
mit flüssigem
bzw. gasförmigem
Kältemittel tritt
vor allen Dingen am Ende des Strömungswegs des
Kältemittels
in einem Verdampfer ohne Blende auf, da hier das Kältemittel
aufgrund seiner Verdampfung in aller Regel bereits einen bedeutenden
Anteil an gasförmiger
Phase aufweist. Ferner stellt die Blende/stellen die Blenden eine
gute Mischung der beiden Phasen sicher, was ebenfalls die Temperaturverteilung
positiv beeinflusst. Hierbei ist – im Gegensatz zur
Auch wenn mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier Blenden vorgesehen werden können, ist bevorzugt genau eine Blende vorgesehen. Diese Blende bzw. zumindest eine Blende ist vorzugsweise am Ende des ersten Drittels des unteren Sammelabschnitts des letzten von unten her durchströmten Blocks angeordnet. Die Blende kann jedoch auch an anderen Stellen vorgesehen sein, insbesondere mittig im Sammelabschnitt. Besonders bevorzugt ist die Blende direkt am Übertritt angeordnet, insbesondere bevorzugt am Übertritt vom vorletzten zum letzten Sammelabschnitt und gegebenenfalls auch am Übertritt vom drittletzten zum vorletzten Sammelabschnitt. Durch das Vorsehen der Blenden im hinteren Bereich des Wärmetauschers ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Kältemittelverteilung im letzten und ggf. vorletzten Block. Durch eine Anordnung von zwei Blenden gegenüber von je einer Trennwand, also am Übertritt vom drittletzten Block zum vorletzten Block und am Übertritt vom vorletzten Block zum letzten Block des Wärmeübertragers, kann ein Einbau im falschen Sammelkasten vermieden werden, d.h. die Prozesssicherheit wird erhöht.Even if several, for example, two, three or four apertures can be provided, preferably exactly one aperture is provided. This aperture or at least one aperture is preferably arranged at the end of the first third of the lower collecting portion of the last bottom-flow block. However, the diaphragm can also be provided at other locations, in particular centrally in the collecting section. Particularly preferably, the diaphragm is arranged directly on the transition, in particular preferably on the passage from the penultimate to the last collection section and optionally also on the passage from the third last to the penultimate collection section. By providing the panels in the rear of the heat exchanger results in a significant Ver Improvement of the refrigerant distribution in the last and possibly penultimate block. By an arrangement of two diaphragms opposite each of a partition wall, ie the transition from the third last block to the penultimate block and the transition from the penultimate block to the last block of the heat exchanger, installation in the wrong collection box can be avoided, ie the process reliability is increased.
Der Wärmeübertrager weist bevorzugt sechs Blöcke auf. Diese sind vorzugsweise zweireihig angeordnet und werden bevorzugt im Gegenstrombetrieb durchströmt. Dabei werden die einzelnen Blöcke derart durchströmt, dass die jeweils benachbarten Blöcke in entgegengesetzter Richtung, d.h. von oben nach unten bzw. von unten nach oben, durchströmt werden.Of the Heat exchanger preferably has six blocks on. These are preferably arranged in two rows and are preferred flows through in countercurrent operation. This will be the individual blocks so flows through, that each neighboring blocks in the opposite direction, i. from top to bottom or from bottom up, flows through become.
Die Kältemittelzu- und -abführung ist vorzugsweise an einer Schmalseite des Verdampfers, insbesondere bevorzugt oben, angeordnet, wobei jedoch auch eine längsseitige Kältemittelzu- und -abführung möglich ist. Die schmalseitige Zu- und Abführung ermöglicht das Vorsehen der Öffnungen in einer im Wesentlichen ebenen Platte. Zudem erfolgt eine gleichmäßigere Strömungsausbildung des eingespritzten Kältemittels. Auch können sich Bauraumvorteile ergeben.The Kältemittelzu- and removal is preferably on a narrow side of the evaporator, in particular preferably arranged at the top, but also a longitudinal side Kältemittelzu- and removal possible is. The narrow-side inlet and outlet allows the provision of the openings in a substantially flat plate. In addition, a more uniform flow training takes place the injected refrigerant. Also can arise space advantages.
Die Blendenöffnung kann mehreckig, insbesondere rechteckig, abgerundet mehreckig, kreisförmig, elliptisch oder oval ausgebildet sein. Insbesondere bevorzugt kann sie eine im Wesentlichen rechteckförmige Gestalt mit einer abgerundet und leicht schräg verlaufenden Schmalseite aufweisen.The aperture may be polygonal, in particular rectangular, rounded polygonal, circular, elliptical or oval. In particular, it may be a essentially rectangular Shape with a rounded and slightly sloping narrow side exhibit.
Die Blendenöffnung ist bevorzugt im Wesentlichen mittig angeordnet, jedoch kann für eine erhöhte Kältemitteldurchleitung beispielsweise auch eine nach unten versetzte oder für eine verringerte Kältemitteldurchleitung eine beispielsweise nach oben versetzte Anordnung der Blendenöffnung vorgesehen sein. Auch kann durch eine derart versetzte Anordnung die Vermischungsgüte der beiden Phasen optimiert werden.The aperture is preferably arranged substantially centrally, however, can for an increased refrigerant passage for example, a downwardly offset or for a reduced refrigerant passage provided, for example, an upward arrangement of the aperture be. Also, by such a staggered arrangement, the blending quality of the two Phases are optimized.
Die Blendenöffnung nimmt vorzugsweise eine Fläche von maximal 95%, insbesondere bevorzugt maximal 50% und minimal 1%, insbesondere bevorzugt minimal 5%, des freien mittleren Strömungsquerschnitts im entsprechenden Sammelabschnitt ein. Dieses Öffnungsverhältnis führt zu einer guten Vernebelung des sich vor der Blende sammelnden flüssigen Kältemittels, so dass die Kältemittelverteilung und somit auch die Temperaturverteilung optimiert wird. Denkbar sind aber auch Werte von 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% und/oder 95% als Anfangs- bzw. Endwert des Intervalls.The aperture preferably takes a surface of at most 95%, particularly preferably at most 50% and minimal 1%, more preferably at least 5%, of the free mean flow cross-section in the appropriate collection section. This opening ratio leads to a good nebulization of the liquid refrigerant collecting in front of the orifice, so that the refrigerant distribution and thus the temperature distribution is optimized. Conceivable but also values of 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% and / or 95% as initial and End value of the interval.
Im entsprechenden Sammelabschnitt können auch mehrere Blenden, insbesondere bis maximal fünf Blenden, vorgesehen sein. Dabei nimmt vorzugsweise der Abstand der Blenden voneinander und deren Abstand von den Enden des Sammelabschnitts in Strömungsrichtung des Kältemittels zu, was die Kältemittelverteilung vorteilhaft beeinflusst. Denkbar ist es jedoch auch, dass der Abstand der Blenden voneinander gleich bleibt, oder auch abnimmt.in the appropriate collection section can also several apertures, in particular up to a maximum of five apertures, be provided. In this case, preferably takes the distance of the aperture from each other and their distance from the ends of the collecting section in the flow direction of the refrigerant to what the refrigerant distribution favorably influenced. It is also conceivable, however, that the distance the aperture remains the same or decreases.
Die Blendenöffnungen im Falle mehrerer nacheinander angeordneter Blenden werden vorzugsweise in Strömungsrichtung des Kältemittels größer, so dass die Kältemittelverteilung auf die Rohre optimiert wird. Sie können jedoch auch kleiner werden oder gleich bleiben.The apertures in the case of a plurality of successively arranged apertures are preferably in the flow direction of the refrigerant larger, so that the refrigerant distribution is optimized for the pipes. However, they can also get smaller or stay the same.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit mehreren Varianten unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:in the The invention is based on an embodiment with several Variants with reference to the drawing explained in detail. In show the drawing:
Ein
Wärmeübertrager
Der
Sammelkasten
Die
Rohrverschaltung ist vorliegend 16-11-16/16-11-16, d.h. Block B1
umfasst sechzehn, Block B2 elf, Block B3 sechzehn, Block B4 sechzehn, Block
B5 elf und Block B6 wiederum sechzehn Flachrohre
Das
Einspritzrohr
Um
eine möglichst
gleichmäßige Temperaturverteilung
zu gewährleisten,
ist sicherzustellen, dass in allen parallelgeschalteten Flachrohren
Die
Blende
Die
Blende
In
Hinblick auf die Wirksamkeit der Blende
Gemäß einer
in
Die Blendenöffnung ist in den dargestellten Varianten jeweils etwa mittig zwischen den Enden der Flachrohre bzw. den Enden von dieselben aufnehmenden Durchzügen und dem den oberen Bereich der Blende aufnehmenden Teil des Sammelkastens angeordnet.The aperture is in the illustrated variants each about midway between the ends of the flat tubes and the ends of the same receiving by trains and the portion of the header box receiving the upper portion of the bezel arranged.
Gemäß der Darstellung
von
Das Einspritzrohr und/oder das Saugrohr müssen nicht notwendigerweise auf der Schmalseite angeschlossen sein, vielmehr ist auch eine längsseitige Anbringung möglich. Dabei kann es bei einer andersartigen Durchströmung des Wärmeübertragers durchaus vorkommen, dass der letzte vom Kältemittel von unten her durchströmte Block, in welchem die Blende angeordnet ist, nicht seitlich angeordnet ist, sondern beispielsweise in der Mitte liegt.The Injection tube and / or the intake manifold do not necessarily have be connected on the narrow side, but is also a long-side Attachment possible. It may well occur in a different flow through the heat exchanger, that the last of the refrigerant flowed through from below Block in which the diaphragm is arranged, not arranged laterally is, for example, in the middle.
In
den
Entsprechendes
gilt auch für
den Sammelkasten in dem Bereich, in welchem die Blende
Gemäß einer
weiteren, in den
Claims (19)
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