DE102005059917A1 - Evaporator - Google Patents

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Gottfried Dipl.-Ing. Dürr
Boris Dr. Ing. Kerler
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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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 EP 1 065 453 B1 ist ein Kältemittelverdampfer mit Kältemittelverteilung bekannt, der vier Blöcke aufweist. Zwischen den einzelnen Blöcken ist jeweils eine Mehrzahl von Flachrohren und von dazwischen angeordneten Wellrippen vorgesehen, die vom äußeren Fluid umströmt werden. Der Kältemittelverdampfer ist derart aufgebaut, dass der erste und die zweite Block benachbart zueinander in Breitenrichtung, senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines äußeren Fluid angeordnet sind, und der dritte und vierte Block benachbart zueinander in Breitenrichtung angeordnet sind, wobei der erste Block auf einer unmittelbaren stromabwärtigen Seite des vierten Blocks in Strömungsrichtung des äußeren Fluids angeordnet ist, während der zweite Block auf einer direkten stromabwärtigen Seite des dritten Bocks in Strömungsrichtung des äußeren Fluids angeordnet ist. Dabei sind in einem Verteilungstankabschnitt des zweiten Blocks und einem Verteilungstankabschnitt der vierten Blocks, die jeweils unten angeordnet sind, Drosseln zum Verkleinern des Kältemitteldurchlassquerschnitts vorgesehen, d.h. in allen von unten nach oben durchströmten Blöcken. Dabei bewirken die Drossellö cher, dass sich vor den Drosseln flüssiges Kältemittel sammelt, in Folge der hohen Kältemittelströmungsgeschwindigkeit mit gasförmigem Kältemittel mitgerissen und mit dem selben vermischt wird, weshalb eine gleichmäßigere Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kältemittel erfolgt. Darüber hinaus stellen jedoch die Drossellöcher auch einen gewissen Aufwand bei der Herstellung des Verdampfers dar. Außerdem bewirken die Drossellöcher eine Verengung des Strömungsquerschnitts, was einen erhöhten Druckabfall im Verdampfer und somit eine Verschlechterung von Leistung und Wirkungsgrad der Klimaanlage zur Folge haben kann. Auch können an derartigen Drossellöchern unerwünschte Geräusche entstehen.From the EP 1 065 453 B1 is known a refrigerant evaporator with refrigerant distribution, which has four blocks. Between the individual blocks in each case a plurality of flat tubes and arranged therebetween corrugated fins are provided, which are flowed around by the outer fluid. The refrigerant evaporator is structured such that the first and second blocks are arranged adjacent to each other in the width direction perpendicular to a flow direction of an outer fluid, and the third and fourth blocks are arranged adjacent to each other in the width direction, the first block being on an immediately downstream side of the fourth block is arranged in the flow direction of the outer fluid, while the second block is arranged on a direct downstream side of the third block in the flow direction of the outer fluid. Incidentally, in a distribution tank portion of the second block and a distribution tank portion of the fourth blocks, which are arranged at the bottom, throttles are provided for reducing the refrigerant passage cross section, that is, in all the blocks flowed through from the bottom to the top. The Drosselellö cher cause that before the chokes liquid refrigerant collects, entrained in consequence of the high refrigerant flow rate with gaseous refrigerant and mixed with the same, which is why a more uniform distribution of liquid and gaseous refrigerant. In addition, however, the throttle holes also represent a certain expense in the production of the evaporator. In addition, the throttle holes cause a narrowing of the flow cross-section, which can result in an increased pressure drop in the evaporator and thus a deterioration of performance and efficiency of the air conditioner. Also, undesirable noise may occur at such throttle holes.

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 EP 1 065 453 B1 – die Anordnung einer (oder mehrerer) Blenden in einen oder mehreren hinten liegenden Blöcken bzw. im letzten von unten durchströmten Block ausreichend, wodurch die Herstellungskosten etwas gesenkt werden können, der Strömungswiderstand des Verdampfers gesenkt werden kann und auch evtl. entstehende Geräusche verringert werden können.According to the invention, a heat exchanger is provided, in particular for a motor vehicle, with a plurality of blocks, wherein in each block a plurality of tubes between two collecting sections are arranged, one of which is located above and the other below, and at least one aperture is provided, the in the flow direction of the medium flowing through the heat exchanger (eg refrigerant or coolant) seen behind blocks or between the corresponding blocks, ie at the crossings, is (are). Preferably, the at least one aperture is arranged exclusively in the last block flowed through from below, particularly preferably at the crossing. The orifice (s) can hereby ensure that flows through all the tubes of the last block, a balanced ratio of liquid and gaseous refrigerant from bottom to top. As a result, a particularly uniform temperature distribution can be ensured. The opposite, so a segregation and preferred flow through individual tubes with liquid or gaseous refrigerant occurs above all at the end of the flow path of the refrigerant in an evaporator without aperture, since the refrigerant usually due to its evaporation already a significant proportion of gaseous Phase has. Furthermore, the iris diaphragm ensures a good mixture of the two phases, which also positively influences the temperature distribution. Here is - in contrast to EP 1 065 453 B1 - The arrangement of one (or more) aperture in one or more blocks behind or in the last flowed through bottom block sufficient, whereby the manufacturing cost can be reduced slightly, the flow resistance of the evaporator can be lowered and any resulting noise can be reduced ,

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:

1 eine Ansicht eines Verdampfers gemäß dem Ausführungsbeispiel, 1 a view of an evaporator according to the embodiment,

2 eine schematische Draufsicht auf den Verdampfer von 1 mit angedeutetem Strömungsverlauf, 2 a schematic plan view of the evaporator of 1 with indicated flow,

3 eine Seitenansicht des Verdampfers von 1, 3 a side view of the evaporator of 1 .

4 eine schematisch dargestellte Schnittansicht der Ebene VI-VI in 3, 4 a schematically illustrated sectional view of the plane VI-VI in 3 .

5 einen Bereich eines Schnitts entlang in der Ebene V-V von 4, 5 a portion of a section along in the plane VV of 4 .

6 eine Ansicht der Blende im eingebauten Zustand, 6 a view of the panel in the installed state,

7a–c verschiedene Blenden mit unterschiedlichen Blendenöffnungen, 7a -C different apertures with different apertures,

8 eine Variante des Einbaus einer Blende mit Darstellung eines Abschnitts des Sammelkastens ohne Flachrohre, und 8th a variant of the installation of a panel showing a portion of the header box without flat tubes, and

9 eine Seitenansicht eines Verdampfers gemäß einer Variante mit einer Blende, 9 a side view of an evaporator according to a variant with a diaphragm,

10 eine Ansicht des Verdampfers von 9 in Luftanströmrichtung mit schematisch dargestellten Trennwänden und Blende, 10 a view of the vaporizer of 9 in Luftanströmrichtung with schematically shown partitions and aperture,

11 eine Seitenansicht eines Verdampfers gemäß einer weiteren Variante mit zwei Blenden, 11 a side view of an evaporator according to another variant with two panels,

12 eine Ansicht des Verdampfers von 11 in Luftanströmrichtung mit schematisch dargestellten Trennwänden und Blenden, 12 a view of the vaporizer of 11 in Luftanströmrichtung with schematically shown partitions and diaphragms,

13 einen Schnitt durch den unteren Sammelkasten im Bereich einer Blende, und 13 a section through the lower collection box in the region of a panel, and

14 einen herkömmlichen Verdampfer ohne Blende mit schematisch angedeuteter Kältemittelverteilung. 14 a conventional evaporator without orifice with schematically indicated refrigerant distribution.

Ein Wärmeübertrager 1, vorliegend ein Verdampfer eines Kraftfahrzeugs, der über ein Einspritzrohr 2 und ein Saugrohr 3 mit einem Expansionsorgan 4 verbunden ist, besteht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus (strömungstechnisch gesehen) sechs Blöcken B1–B6, wobei er zweireihig, mit je drei Blöcke B1–B3 und B4–B6 nebeneinander ausgebildet ist, und weist mittels Trennwänden zur Kältemittelführung unterteilte Sammelkästen 5 (im Folgenden als Sammelabschnitte bezeichnet; eine übliche Bezeichnung ist auch Sammlerabschnitt bzw. Sammlerkasten), eine Mehrzahl von zwischen den Sammelkästen 5 angeordneten Flachrohren 6 und zwischen den Flachrohren 6 angeordnete Wellrippenbleche (nicht dargestellt) auf. Hierbei bilden jeweils zwei Sammelabschnitte und die dazwischen verlaufenden Flachrohre 6 samt Wellrippenblechen einen Block.A heat exchanger 1 , in this case an evaporator of a motor vehicle, via an injection pipe 2 and a suction tube 3 with an organ of expansion 4 is in accordance with the present embodiment of (fluidically seen) six blocks B1-B6, where it is formed in two rows, each with three blocks B1-B3 and B4-B6 side by side, and has dividing tanks by means of dividing the refrigerant duct 5 (hereinafter referred to as collection sections, a common name is also collector section or collector box), a plurality of between the header boxes 5 arranged flat tubes 6 and between the flat tubes 6 arranged corrugated fins (not shown) on. In each case form two collection sections and the flat tubes running between them 6 including corrugated metal sheets one block.

Der Sammelkasten 5 weist seitlich je eine Öffnung für das Einspritzrohr 2 und das Saugrohr 3 auf und ist im Prinzip von herkömmlicher Bauart, also bestehend aus einem Kastenboden mit zwei Reihen langlochartiger Öffnungen, in welche die Enden der Flachrohre 6 eingeführt sind, einem etwa U-förmigen Kastenteil, den besagten Trennwänden zur Führung des Kältemittelstroms, Seitenplatten für den seitlichen Abschluss, wobei in einer der beiden Seitenplatten die Öffnungen für das Einspritzrohr 2 und das Saugrohr 3 vorgesehen sind. Im Gegensatz zu den üblichen Sammelkästen 5 weist der vorliegende, hier unten angeordnete Sammelkasten 5 zusätzlich eine Blende 7 auf, deren Funktion an späterer Stelle näher erläutert ist.The collection box 5 each has an opening for the injection tube laterally 2 and the suction tube 3 and is in principle of conventional design, that is consisting of a box bottom with two rows of slot-like openings into which the ends of the flat tubes 6 are introduced, an approximately U-shaped box part, the said partitions for guiding the refrigerant flow, side plates for the lateral termination, wherein in one of the two side plates, the openings for the injection tube 2 and the suction tube 3 are provided. Unlike the usual collection boxes 5 has the present, arranged here below collection box 5 in addition an aperture 7 whose function is explained in more detail later.

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 6, wodurch die mittleren Blöcke B2 und B5 etwas schmäler ausgebildet sind als die äußeren Blöcke B1, B3, B4 und B6.The pipe interconnection is present 16-11-16 / 16-11-16, ie block B1 comprises sixteen, block B2 eleven, block B3 sixteen, block B4 sixteen, block B5 eleven and block B6 turn sixteen flat tubes 6 , whereby the middle blocks B2 and B5 are slightly narrower than the outer blocks B1, B3, B4 and B6.

Das Einspritzrohr 2 und das Saugrohr 3 sind schmalseitig an einer der beiden Seitenplatten des oberen Sammelkastens 5 angebracht, also am oberen Sammelabschnitt des ersten Blocks B1 bzw. am oberen Sammelabschnitt des letzten Blocks B6, wobei der Wärmeübertrager 1 im Gegenstrombetrieb durchströmt wird. Die Strömungsrichtung des Kältemittels, vorliegend R134a, im Verdampfer sowie der zu kühlenden Luft auf der Außenseite ist in den 1 und 4 bzw. 2, 3 und 4 durch Pfeile verdeutlicht. Hierbei wird das Kältemittel in einem zweiphasigen Zustand in den Verdampfer 1 eingespritzt. Es verlässt den Verdampfer – je nach Belastung und Regelungsverfahren – gegebenenfalls auch in überhitztem, gasförmigem Zustand.The injection pipe 2 and the suction tube 3 are narrow side on one of the two side plates of the upper header 5 attached, ie at the upper collecting portion of the first block B1 and at the upper collecting portion of the last block B6, wherein the heat exchanger 1 flows through in countercurrent operation. The flow direction of the refrigerant, in this case R134a, in the evaporator and the air to be cooled on the outside is in the 1 and 4 respectively. 2 . 3 and 4 illustrated by arrows. Here, the refrigerant is in a two-phase state in the evaporator 1 injected. It leaves the evaporator - depending on the load and control method - if necessary also in superheated, gaseous state.

Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten, ist sicherzustellen, dass in allen parallelgeschalteten Flachrohren 6 – sofern in dem entsprechenden Block überhaupt noch vorhanden – ein gewisser Anteil an flüssigem Kältemittel vorhanden ist. Dies ist in den zuerst durchströmten Blöcken B1 bis B5 relativ unproblematisch. Im letzten Block B6 wird jedoch das noch verbleibende flüssige Kältemittel durch die Saugwirkung des Saugrohrs 3 besonders stark angezogen und darüber hinaus liegt hier bereits ein recht hoher Anteil an gasförmiger Phase im Kältemittel vor, so dass es bei herkömmlichen Verdampfern zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung in diesem Block kommt. Um dies zu verhindern, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Blende 7 im letzten im Strömungsweg des Kältemittels liegenden, unteren Sammelabschnitt, der nicht mit dem Saugrohr 3 direkt verbunden ist, d.h. bei der vorliegenden oben angeordneten, seitlichen Anbringung des Einspritzrohres 2 und des Saugrohres 3 beim letzten Block B6, vorgesehen, welche zum Einen das flüssige Kältemittel anstaut und zum Anderen – auf Grund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit durch die vorliegend quadratische Blendenöffnung 8 – das angestaute Kältemittel mitreißt, wobei es vernebelt wird.To ensure the most uniform possible temperature distribution, it must be ensured that in all parallel-connected flat tubes 6 - If there is still any in the corresponding block - a certain proportion of liquid refrigerant is present. This is relatively unproblematic in the first through-flow blocks B1 to B5. In the last block B6, however, the remaining liquid refrigerant through the suction of the suction pipe 3 Particularly attracted and beyond there is already a fairly high proportion of gaseous phase in the refrigerant, so that it comes in conventional evaporators to a non-uniform temperature distribution in this block. To prevent this, according to the present invention, the aperture 7 in the last lying in the flow path of the refrigerant, lower collection section, not with the suction pipe 3 is directly connected, ie in the present above arranged, lateral attachment of the injection tube 2 and the suction tube 3 in the last block B6, provided, which on the one hand accumulates the liquid refrigerant and on the other - due to the increased flow velocity through the present square aperture 8th - The entrained refrigerant entrains, being nebulized.

Die Blende 7 ist vorliegend zwischen dem elftletzten und dem zwölftletzten Flachrohr 6 angeordnet, also bei den vorliegend sechzehn Flachrohren 6 etwa am Ende des vorderen Drittels des unteren Sammelabschnitts des letzten von unten her durchströmten Blocks B6.The aperture 7 is present between the eleventh last and the twelfth last flat tube 6 arranged, so in the present sixteen flat tubes 6 at the end of the front third of the lower collecting section of the last bottom-flowed block B6.

Die Blende 7 ist – entsprechend der Anbringung der Trennwände – im unteren Sammelkasten 5 vorliegend mittig zwischen zwei benachbarten Öffnungen für Flachrohre 6 angeordnet und mit dem Sammelkasten 5 verlötet. Die Blendenöffnung 8 ist im Wesentlichen mittig zwischen den Enden der eingeführten Flachrohre 6 und der unteren Wand des Sammelkastens 5 angeordnet und weist eine quadratische Gestalt auf, wobei die Fläche der Blendenöffnung 8 ca. 10% der Fläche des Sammelabschnitts einnimmt.The aperture 7 is - according to the attachment of the partitions - in the lower collection box 5 in the present case centrally between two adjacent openings for flat tubes 6 arranged and with the collecting box 5 soldered. The aperture 8th is essentially centered between the ends of the inserted flat tubes 6 and the bottom wall of the collecting tank 5 arranged and has a square shape, wherein the surface of the aperture 8th about 10% of the area of the collection section occupies.

In Hinblick auf die Wirksamkeit der Blende 7 sind die Form des Verdampfers, der hydraulische Durchmesser der Blendenöffnung 8, die Anzahl der Blenden und deren Position im letzten unteren Sammelabschnitt, der nicht direkt mit dem Saugrohr 3 verbunden ist, relevant, weshalb für eine Optimierung der Temperaturverteilung diese Parameter berücksichtigt werden müssen.In terms of effectiveness of the aperture 7 are the shape of the evaporator, the hydraulic diameter of the aperture 8th , the number of orifices and their position in the last lower collection section, which is not directly related to the intake manifold 3 relevant, therefore, for optimization of the temperature distribution, these parameters must be taken into account.

Gemäß einer in 7a dargestellten Variante der Blende weist die Blendenöffnung eine kreisförmige Gestalt auf. Als weitere Varianten der Gestalt der Blendenöffnung sind insbesondere rechteckförmige (vgl. 7b) oder ova le/elliptische Formen möglich, wobei die Kanten der Rechtecke auch abgerundet ausgebildet sein können (vgl. 7c).According to a in 7a illustrated variant of the aperture, the aperture has a circular shape. As further variants of the shape of the aperture are in particular rectangular (see. 7b ) or ova le / elliptical shapes possible, wherein the edges of the rectangles may also be rounded (cf. 7c ).

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 8 kann eine Blende 7, beispielsweise um die Montage und das Verlöten zu vereinfachen, in einer Vertiefung angeordnet sein, die im von den Flachrohren abgewandten Teil des Sammelkastens 5 vorgesehen ist. Auf der anderen Seite ist die Blende 7, wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen zwei benachbarten Durchzügen angeordnet. Dies entspricht einer häufig für Trennwände verwendeten Einbauweise. Die Blendenöffnung ist in 8 nicht dargestellt.As shown by 8th can be a panel 7 For example, in order to simplify the assembly and soldering, be arranged in a recess in the remote from the flat tubes part of the collecting tank 5 is provided. On the other side is the aperture 7 , As arranged in the embodiment described above between two adjacent passages. This corresponds to a common installation method used for partitions. The aperture is in 8th not shown.

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 9 und 10 ist eine Variante des Wärmeübertragers dargestellt, wobei – entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel – der Wärmeübertrager wiederum sechs Blöcke B1 bis B6 aufweist, die im Kreuzgegenstrombetrieb durchströmt werden. Hierbei ist zwischen dem fünften Block B5 und dem sechsten Block B6 eine einzige Blende 7 (in 10 übertrieben dargestellt) angeordnet, d.h. die Blende 7 ist im unteren Sammelkasten direkt in gleicher Höhe der Trennwand im oberen Sammelkasten angeordnet. Die Blende 7 kann somit in ihrer Außenkontur einer Trennwand entsprechen.In the 9 and 10 a variant of the heat exchanger is shown, wherein - according to the first embodiment - the heat exchanger in turn has six blocks B1 to B6, which are flowed through in the countercurrent cross-flow operation. Here, between the fifth block B5 and the sixth block B6 is a single aperture 7 (in 10 exaggerated) arranged, ie the aperture 7 is arranged in the lower collection box directly in the same height of the partition in the upper collection box. The aperture 7 can thus correspond in its outer contour of a partition.

Entsprechendes gilt auch für den Sammelkasten in dem Bereich, in welchem die Blende 7 angeordnet ist. Im Unterschied zu einer Trennwand weist die Blende 7 jedoch eine Blendenöffnung 8 auf, vorliegend, wie in 13 dargestellt, in Form eines Rechtecks mit einer abgerundeten und leicht abgeschrägten Schmalseite. Die Blendenöffnungsgröße beträgt vorliegend ca. 50% der Gesamtfläche der Blende im entsprechenden Bereich des Sammelkastens.The same applies to the collecting box in the area in which the aperture 7 is arranged. Unlike a partition wall, the aperture 7 however, an aperture 8th on, present, as in 13 represented in the form of a rectangle with a rounded and slightly beveled narrow side. The aperture size here is about 50% of the total area of the diaphragm in the corresponding area of the collecting tank.

Gemäß einer weiteren, in den 11 und 12 dargestellten Variante des Wärmeübertragers, welche soweit nachfolgend nicht ausdrücklich erwähnt der zuvor beschriebenen Variante entspricht, ist eine zweite Blende 7 zwischen dem vierten Block B4 und dem fünften Block B5 angeordnet, auf Grund des Strömungsweges also im oberen Sammelkasten (siehe 12). Die beiden Blenden 7 weisen vorliegend einander entsprechende Blendenöffnungen 8 auf, jedoch sind auch unterschiedliche Ausgestaltungen und Anordnungen der Blendenöffnungen möglich.According to another, in the 11 and 12 illustrated variant of the heat exchanger, which as far as not explicitly mentioned below corresponds to the variant described above, is a second aperture 7 arranged between the fourth block B4 and the fifth block B5, because of the flow path so in the upper header (see 12 ). The two panels 7 have in this case corresponding apertures 8th on, but also different configurations and arrangements of the apertures are possible.

Claims (19)

Wärmeübertrager, 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 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende(n) (7) ausschließlich in oder zwischen, im Strömungsweg des den Wärmeübertrager durchströmenden Mediums gesehen, hinten liegenden Blöcken (B4, B5, B6) angeordnet ist (sind).Heat exchanger, in particular for a motor vehicle, with a plurality of blocks (B1-B6), wherein in the individual blocks (B1-B6) are each arranged a plurality of tubes between two collecting sections, one of which is arranged above and the other below, and wherein at least one diaphragm is provided in at least one collecting section, characterized in that the diaphragm (s) ( 7 ) is arranged exclusively in or between, seen in the flow path of the medium flowing through the heat exchanger, rear blocks (B4, B5, B6) is (are). Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende(n) ausschließlich im oder am Übertritt zum letzten von unten her durchströmten Block (B6) und/oder am Übertritt zum vorletzten Block (B5) angeordnet ist (sind).Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the diaphragm (s) exclusively in or at the crossing to the last block flowed through from below (B6) and / or at the crossing to the penultimate block (B5) is (are). Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine oder zwei Blenden (7) vorgesehen sind.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that exactly one or two diaphragms ( 7 ) are provided. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (7)/zumindest eine Blende (7) am Ende des ersten Drittels des unteren Sammelabschnitts des letzten von unten her durchströmten Blocks (B6) angeordnet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm ( 7 ) / at least one aperture ( 7 ) is arranged at the end of the first third of the lower collecting portion of the last bottom-flowed block (B6). Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) sechs Blöcke (B1–B6) aufweist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 1 ) has six blocks (B1-B6). Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) zweireihig ausgebildet ist.Heat exchanger according to one of vorge existing claims, characterized in that the heat exchanger ( 1 ) is formed in two rows. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre Flachrohre (6) sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes flat tubes ( 6 ) are. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rohren Wellrippenbleche angeordnet sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized that corrugated fins are arranged between the tubes. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelzu- und -abführung an einer Schmalseite des Verdampfers (1) angeordnet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant supply and removal at a narrow side of the evaporator ( 1 ) is arranged. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (8) mehreckig, abgerundet mehreckig, kreisförmig, elliptisch oder oval ausgebildet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the aperture ( 8th ) is polygonal, rounded polygonal, circular, elliptical or oval. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (7) durch ein Blech gebildet ist, das in eine Vertiefung im Sammelabschnitt eingelegt und damit verlötet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm ( 7 ) is formed by a metal sheet which is inserted into a recess in the collecting section and soldered thereto. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (8) eine Fläche von maximal 95%, insbesondere maximal 50%, des freien mittleren Strömungsquerschnitts im entsprechenden Sammelabschnitt einnimmt.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the aperture ( 8th ) occupies a maximum area of 95%, in particular a maximum of 50%, of the free mean flow cross-section in the corresponding collecting section. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (8) eine Fläche von minimal 1%, insbesondere minimal 5%, des freien mittleren Strömungsquerschnitts im entsprechenden Sammelabschnitt einnimmt.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the aperture ( 8th ) occupies an area of at least 1%, in particular a minimum of 5%, of the free mean flow cross-section in the corresponding collection section. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Blenden vorgesehen sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized that several apertures are provided. Wärmeübertrager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Blenden voneinander und von den Enden des Sammelabschnitts in Strömungsrichtung des Kältemittels zunimmt.Heat exchanger according to claim 14, characterized in that the distance of the aperture from each other and from the ends of the collecting section in the flow direction of the refrigerant increases. Wärmeübertrager nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnungen in Strömungsrichtung des Kältemittels größer werden.Heat exchanger according to claim 14 or 15, characterized in that the apertures in the flow direction of the refrigerant grow. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemittel R134a vorgesehen ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized that as a refrigerant R134a is provided. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Blende (7) an einem Übertritt vom vorletzten Block (B5) zum letzten Block (B6) angeordnet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that exactly one aperture ( 7 ) is arranged at a crossing from the penultimate block (B5) to the last block (B6). Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Blende (7) an einem Übertritt vom vorletzten Block (B5) zum letzten Block (B6) und eine zweite Blende am Übertritt vom drittletzten Block (B4) zum vorletzten Block (B5) angeordnet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a first diaphragm ( 7 ) is arranged at a crossing from the penultimate block (B5) to the last block (B6) and a second aperture at the transition from the third last block (B4) to the penultimate block (B5).
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