Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen inneren Wärmeübertrager für einen Kältemittelkreislauf, insbesondere für eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Ein solcher innerer Wärmeübertrager umfasst mindestens zwei von je einem Kältemittel durchflossene Rohre zur Übertragung von Wärme von einer Kältemittelströmung auf einer Hochdruckseite auf eine Kältemittelströmung einer Niederdruckseite.The invention relates to an internal heat exchanger for a refrigerant circuit, in particular for an air conditioner for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a refrigerant circuit with an evaporator according to the preamble of claim 13. Such an internal heat exchanger comprises at least two of a respective refrigerant flowing through the pipes Transfer of heat from a refrigerant flow on a high pressure side to a refrigerant flow of a low pressure side.
Bei vorzugsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzten Klimaanlagen werden innere Wärmeübertrager genutzt, um Wärme einer Kältemittelströmung auf der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes auf die Kältemittelströmung einer Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufes zu übertragen. Dadurch lässt sich die sogenannte Leistungszahl, d. h. das Verhältnis aus Kälteleistung und Antriebsleistung des Kältemittelkreislaufes, steigern. Dabei ermöglicht der innere Wärmeübertrager (IWT) die Wärmeübertragung zwischen zwei Kältemittelströmungen in Kältekreisläufen. Hierbei wird typischerweise auf der Hochdruckseite eine Unterkühlung an einem Kondensator und auf der Niederdruckseite eine Überhitzung an einem Verdampfer eingestellt. Der Einsatz eines solchen inneren Wärmeübertragers in einem Kältemittelkreislauf gestattet bei identischer Kälteleistung eine Verringerung der Verdichterleistung, wodurch sich eine Erhöhung der Leistungszahl des Kältekreislaufes ergibt.In air conditioning systems preferably used in motor vehicles, internal heat exchangers are used to transfer heat from a refrigerant flow on the high-pressure side of the refrigerant circuit to the refrigerant flow of a low-pressure side of the refrigerant circuit. This allows the so-called coefficient of performance, d. H. increase the ratio of cooling capacity and drive power of the refrigerant circuit. The internal heat exchanger (IWT) allows the heat transfer between two refrigerant flows in refrigeration circuits. In this case, an undercooling is typically set on a condenser on the high pressure side and an overheating on an evaporator on the low pressure side. The use of such an internal heat exchanger in a refrigerant circuit allows for identical cooling capacity, a reduction in compressor power, resulting in an increase in the coefficient of performance of the refrigeration cycle.
Stand der TechnikState of the art
Aus der DE 199 44 950 A1 ist eine Klimaanlage mit einem inneren Wärmeübertrager bekannt, bei welchem der innere Wärmeübertrager als eine wenigstens abschnittsweise gewendelte und/oder mit angeformten wendelförmigen Stegen zwischen Außen- und Innenrohr versehene Koaxialrohrleitung ausgebildet ist. Hierbei erfolgt die Strömungsführung zumeist im Gegenstrom in zwei konzentrisch ineinander geordneten Rohren.From the DE 199 44 950 A1 an air conditioning system with an internal heat exchanger is known, in which the inner heat exchanger is designed as a coaxial tubing coiled at least in sections and / or provided with integrally formed helical webs between the outer and inner tubes. In this case, the flow is usually in countercurrent flow in two concentrically nested tubes.
Alternativ kann der innere Wärmeübertrager auch eine Mehrkanal-Rohrleitung sein, die einen Sammler wendelförmig umgibt. Somit erfolgt die Wärmeübertragung zwischen einer hochdruckseitigen Kältemittelströmung nach Kondensatoraustritt und einer niederdruckseitigen Kältemittelströmung nach Verdampfer.Alternatively, the inner heat exchanger may also be a multi-channel piping, which surrounds a collector helically. Thus, the heat transfer occurs between a high-pressure side refrigerant flow after the condenser outlet and a low-pressure side refrigerant flow after the evaporator.
Bei den konzentrischen Rohren mit einer Zentrierung des Innenrohres über Stege handelt es sich um eine aufwändige Rohrgestaltung. Darüber hinaus beschränkt sich die Wärmeübertragungsfläche hauptsächlich auf die Rohraußenfläche des Innenrohres und der Stege.The concentric tubes with a centering of the inner tube via webs is an elaborate tube design. In addition, the heat transfer surface is limited mainly to the tube outer surface of the inner tube and the webs.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen inneren Wärmeübertrager für einen Kältemittelkreislauf anzugeben, der einfach herzustellen ist und trotzdem eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen den Rohren aufweist.It is the object of the invention to provide an internal heat exchanger for a refrigerant circuit, which is easy to manufacture and yet has a large heat transfer area between the tubes.
Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1, wonach die mindestens zwei Rohre als Flachrohre ausgebildet sind, welche flächig aufeinanderliegend angeordnet sind. Solche Flachrohre sind fertigungstechnisch einfach zu gestalten und bilden einen kompakten inneren Wärmeübertrager mit geringem Gewicht und guter Wärmeübertragung. Die Wärmeübertragung wird insbesondere dadurch verbessert, da die Flachrohre großflächig aneinander liegen.This is achieved with the features of claim 1, according to which the at least two tubes are designed as flat tubes, which are arranged flat on one another. Such flat tubes are simple to manufacture and form a compact inner heat exchanger with low weight and good heat transfer. The heat transfer is improved in particular because the flat tubes lie against each other over a large area.
Vorteilhafterweise umfassen mindestens zwei Flachrohre durch Innenstege gebildete Strömungskanäle und weise unterschiedliche Längen auf, und das längere Flachrohr das kürzere Flachrohr, insbesondere beidseitig, überragt, wobei jedes Flachrohr an jedem seiner Enden mit einem Kältemittelanschluss verbunden ist. Ein so geformter innerer Wärmeübertrager ist sehr kompakt und platzsparend, weshalb dieser beim Einbau in ein Kraftfahrzeug nur wenig Bauraum benötigt. Trotzdem weist ein solcher innerer Wärmeübertrager einen hohen Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung auf.Advantageously, at least two flat tubes comprise flow channels formed by inner webs and have different lengths, and the longer flat tube projects beyond the shorter flat tube, in particular on both sides, wherein each flat tube is connected at each of its ends to a refrigerant connection. Such a shaped internal heat exchanger is very compact and space-saving, which is why this requires little installation space when installed in a motor vehicle. Nevertheless, such an internal heat exchanger has a high efficiency in heat transfer.
In einer Ausgestaltung weist jedes Flachrohr an seinen Enden eine Verbindungsöffnung für den Kältemittelanschluss auf, wobei die Verbindungsöffnungen auf der gleichen Oberflächenseite zumindest eines der Flachrohre und/oder seitlich an den sich gegenüberliegenden Außenflächen zumindest eines der Flachrohre ausgebildet sind. Somit lässt sich der Wärmeübertrager einfach an die baulichen Verhältnisse am Einbauort anpassen.In one embodiment, each flat tube has at its ends a connection opening for the refrigerant connection, wherein the connection openings are formed on the same surface side of at least one of the flat tubes and / or laterally on the opposite outer surfaces of at least one of the flat tubes. Thus, the heat exchanger can be easily adapted to the structural conditions at the installation.
In einer Variante ist die Verbindungsöffnung auf der Oberflächenseite des Flachrohrs ausgebildet und weist einen elliptischen, insbesondere kreisrunden, Umfang auf. Diese Ausbildung der Verbindungsöffnung gewährleistet eine dichte Verbindung mit dem Kältemittelanschluss.In a variant, the connection opening is formed on the surface side of the flat tube and has an elliptical, in particular circular, circumference. This design of the connection opening ensures a tight connection with the refrigerant connection.
In einer Ausgestaltung ist der Kältemittelanschluss als ein Anschlussrohr oder als ein Anschlussstutzen ausgebildet, wobei der Kältemittelanschluss in die Verbindungsöffnung eingreift. Ein solcher Anschluss lässt sich, insbesondere bei Flachrohren, welche aus einem Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium, bestehen, einfach herstellen. Um eine Verteilung des Kältemittels innerhalb des Flachrohres einfach zu ermöglichen, sind im Bereich des Kältemittelanschlusses die Innenstege, welche die Strömungskanäle innerhalb jedes Flachrohres bilden, entfernt. Somit ist der jeweilige Anschlussbereich des Flachrohres frei von Innenstegen. Dies gewährleistet, dass das Kältemittel ungehindert in das Flachrohr ein- bzw. wieder ausströmen kann.In one embodiment, the refrigerant connection is designed as a connection pipe or as a connecting piece, wherein the refrigerant connection engages in the connection opening. Such a connection can be, in particular in flat tubes, which made of a light metal, preferably Aluminum, insist, easy to manufacture. In order to facilitate a distribution of the refrigerant within the flat tube, in the region of the refrigerant connection, the inner webs, which form the flow channels within each flat tube, are removed. Thus, the respective connection region of the flat tube is free of inner webs. This ensures that the refrigerant can flow unhindered into the flat tube or can flow out again.
Vorteilhafterweise weist die Verbindungsöffnung, die seitlich an den sich gegenüberliegenden Außenflächen des Flachrohres ausgebildet ist, einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.Advantageously, the connection opening, which is formed laterally on the opposite outer surfaces of the flat tube, has a substantially rectangular cross-section.
In einer Weiterbildung weist der Kältemittelanschluss ein Anschlusselement mit einer mehrfach, vorzugsweise zweifach, gestuften Verbindungsfläche auf, die formschlüssig an den in eine Richtung weisenden Enden des kürzeren und des längeren Flachrohres lösbar oder unlösbar angeordnet ist und dabei mit den Verbindungsöffnungen an den Enden der Flachrohre verbunden ist. Diese Stufung gewährleistet, dass die beiden Enden der beiden übereinander liegenden Flachrohre in einem Arbeitsschritt eingepasst und gleichzeitig verlötet werden können.In a further development, the refrigerant connection has a connection element with a multiply, preferably twice, stepped connection surface, which is arranged releasably or non-detachably on the ends of the shorter and the longer flat tube facing in one direction and is connected to the connection openings at the ends of the flat tubes is. This grading ensures that the two ends of the two superimposed flat tubes can be fitted in one step and soldered at the same time.
Alternativ weist der Kältemittelanschluss eine einteilige Hülse oder eine mehrteilige Hülse auf, die an den in eine Richtung weisenden Enden des kürzeren und des längeren Flachrohres lösbar oder unlösbar angeordnet ist, wobei die Hülse die Verbindungsöffnungen an den Enden der Flachrohre umschließt. Die Verwendung der, insbesondere zweiteiligen, Hülse ermöglicht eine einfache Montage der Hülse über den beiden Flachrohren. Durch die genaue Platzierung und Verlötung der Hülsen wird sichergestellt, dass die beiden Fluidströmungen des Kältemittels innerhalb der Hülse stofflich voneinander getrennt sind. Die Öffnungen der Hülse zum Anschluss an die Verbindungsöffnungen der beiden Flachrohre sind hierbei senkrecht zu den beiden Strömungsführungen des Kältemittels angeordnet.Alternatively, the refrigerant connection has a one-piece sleeve or a multi-part sleeve, which is arranged detachably or non-detachably on the unidirectional ends of the shorter and the longer flat tube, the sleeve enclosing the connection openings at the ends of the flat tubes. The use of, in particular two-part, sleeve allows easy mounting of the sleeve over the two flat tubes. The exact placement and soldering of the sleeves ensures that the two fluid flows of the refrigerant within the sleeve are materially separated. The openings of the sleeve for connection to the connecting openings of the two flat tubes are in this case arranged perpendicular to the two flow guides of the refrigerant.
In einer Ausgestaltung umfasst die Hülse zwei Halbschalen, wobei eine erste Halbschale eine Aussparung zur zumindest teilweisen Aufnahme des Endes des Flachrohres aufweist und wobei eine zweite Halbschale Anschlussöffnungen zur Verbindung mit einer externen Kältemittelvorrichtung aufweist. Eine solche Gestaltung der Hülse vereinfacht den Montageprozess der Flachrohre in der Hülse.In one embodiment, the sleeve comprises two half shells, wherein a first half shell has a recess for at least partially receiving the end of the flat tube and wherein a second half shell has connection openings for connection to an external refrigerant device. Such a design of the sleeve simplifies the assembly process of the flat tubes in the sleeve.
In einer Alternative ist die Hülse einteilig ausgebildet, weist eine Aussparung zur zumindest teilweisen Aufnahme der in eine gemeinsame Richtung weisenden Enden des kurzen und des langen Flachrohres auf und ist mit einer Abdeckung verbunden, wobei die Abdeckung Anschlussöffnungen zur Verbindung mit einer externen Kältemittelvorrichtung aufweist. Diese Ausbildung ermöglicht eine platzsparende Aufnahme von mehreren übereinander liegenden Flachrohren, wobei längere und kürzere Flachrohre alternierend angeordnet sind.In one alternative, the sleeve is integrally formed, has a recess for at least partially receiving the pointing in a common direction ends of the short and the long flat tube and is connected to a cover, wherein the cover has connection openings for connection to an external refrigerant device. This design allows a space-saving recording of several stacked flat tubes, with longer and shorter flat tubes are arranged alternately.
Insbesondere weist die Hülse außerhalb des Raumbereiches, den die aufgenommenen Flachrohre einnehmen, einen Freiraum zur Verteilung und/oder Zusammenführung des Kältemittels auf. Dieser Freiraum ermöglicht, dass die beiden Fluidströmungen des Kältemittels an den beiden äußeren Flachrohrbereichen verteilt bzw. zusammengeführt werden. Der Freiraum ist auch beidseitig auf den zwei außen liegenden Flachrohrbereichen vorsehbar.In particular, the sleeve has outside the space, which occupy the recorded flat tubes, a free space for distribution and / or merging of the refrigerant. This free space allows the two fluid flows of the refrigerant to be distributed or combined at the two outer flat tube areas. The free space is also providable on both sides of the two outer flat tube areas.
In einer weiteren Ausführungsform ist jede Verbindungsöffnung seitlich an den äußeren sich gegenüberliegenden Enden eines jeden Flachrohres ausgebildet und von einem, Durchzüge aufweisenden Sammler umschlossen, der als Kältemittelanschluss ein Anschlussrohr oder einen Anschlussstutzen zur Verbindung mit einer externen Kältemittelvorrichtung aufweist. Die Verwendung von an sich bekannten Sammlern hat den Vorteil, dass an den Enden der Flachrohre die Strömungskanäle nicht entfernt werden müssen, was den Herstellungsaufwand für den inneren Wärmeübertrager reduziert.In a further embodiment, each connection opening is formed laterally at the outer opposite ends of each flat tube and enclosed by a collector having passages, which has a connection pipe or a connecting piece for connection to an external refrigerant device as the refrigerant connection. The use of known collectors has the advantage that at the ends of the flat tubes, the flow channels do not need to be removed, which reduces the manufacturing cost of the internal heat exchanger.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Kondensator, einen Verdampfer, einen Kompressor und einen inneren Wärmeübertrager. Bei einem Kältemittelkreislauf, bei welchem der innere Wärmeübertrager einfach herzustellen ist und trotzdem eine zuverlässige Wärmeübertragung gewährleistet, ist der innere Wärmeübertrager nach mindestens einem der Merkmale der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund des einfach gestalteten und kompakten inneren Wärmeübertragers mit geringem Gewicht und guter Wärmeübertragung die Leistungsfähigkeit des Kältemittelkreislaufes verbessert wird.A development of the invention relates to a refrigerant circuit with an evaporator, preferably for a motor vehicle, comprising a condenser, an evaporator, a compressor and an internal heat exchanger. In a refrigerant circuit in which the internal heat exchanger is simple to manufacture and nevertheless ensures reliable heat transfer, the internal heat exchanger is designed according to at least one of the features of the present patent application. This has the advantage that due to the simple design and compact inner heat exchanger with low weight and good heat transfer, the performance of the refrigerant circuit is improved.
Bei der Verwendung eines inneren Wärmeübertragers und mehrerer parallel geführter Verdampfern können die Massenströme der verschiedenen Kältemittelkreisläufe getrennt voneinander eingeregelt werden. Dies führt zu einer guten Temperaturhomogenität innerhalb der einzelnen Verdampfer und bewirkt, dass sämtliche Verdampferzweige durchströmt werden.When using an internal heat exchanger and a plurality of evaporators run in parallel, the mass flows of the various refrigerant circuits can be adjusted separately from each other. This leads to a good temperature homogeneity within the individual evaporator and causes all evaporator branches are flowed through.
Aus der erläuterten Gestaltung dieses inneren Wärmeübertragers ergeben sich verschiedene neue Integrationsmöglichkeiten im Kältemittelkreislauf, wie z. B. die Temperaturhomogenisierung von Kältemittelkühlplatten zur Batteriekühlung von Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen. Gemäß der flachen Bauweise des inneren Wärmeübertragers bietet sich auch eine Angliederung an bzw. eine Integration in Batteriekühlplatten an.From the explained design of this inner heat exchanger, various new integration options in the refrigerant circuit, such. B. the temperature homogenization of refrigerant cooling plates for battery cooling of electric or hybrid vehicles. According to the flat design of the internal heat exchanger offers also an affiliation to or integration into battery cooling plates.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the drawings. Show it:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kältemittelkreislaufes mit einem Gegenstrom-Wärmeübertrager mit integrierter Überhitzung, 1 a first embodiment of a refrigerant circuit with a countercurrent heat exchanger with integrated overheating,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kältemittelkreislaufes mit einem Parallelstrom-Wärmeübertrager mit integrierter Überhitzung, 2 A second embodiment of a refrigerant circuit with a parallel flow heat exchanger with integrated overheating,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 3 A first embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 4 A second embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 5 A third embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 6 A fourth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
7 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 7 A fifth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
8 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 8th A sixth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
9 ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 9 A seventh embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
10 ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 10 An eighth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
11 ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 11 A ninth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
12 ein zehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 12 A tenth embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
13 ein elftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers, 13 an eleventh embodiment of an internal heat exchanger according to the invention,
14 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kältemittelkreislaufes mit einem Parallelstrom-Wärmeübertrager mit integrierter Überhitzung und zwei Verdampfern, 14 A third embodiment of a refrigerant circuit with a parallel flow heat exchanger with integrated overheating and two evaporators,
15 ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, 15 A twelfth embodiment of a heat exchanger according to the invention,
16 perspektivische Darstellung eines ersten Bodens des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers nach 15, 16 perspective view of a first bottom of the heat exchanger according to the invention 15 .
17 perspektivischer Darstellung eines zweiten Bodens des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers nach 15, 17 perspective view of a second bottom of the heat exchanger according to the invention 15 .
18 perspektivische Darstellung eines deckelähnlichen Abschlusses des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers nach 15, 18 perspective representation of a cover-like conclusion of the heat exchanger according to the invention 15 .
19 ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung des Wärmetauschers nach 15, 19 an embodiment for the production of the heat exchanger according to 15 .
20 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager nach 15, 20 a section of the heat exchanger according to the invention 15 .
21 ein Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager nach 20. 21 a cross section through the heat exchanger according to the invention 20 ,
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Prinzipdarstellung eines Kältemittelkreislaufes mit einem Verdampfer 1, wie er vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Dabei ist ein Kondensator 2 über einen Anschlussblock 3 mit dem inneren Wärmeübertrager 4 verbunden. Der Wärmeübertrager 4 ist über einen zweiten Anschlussblock 5, an welchem ein thermostatisches Expansionsventil (TXV) gelagert ist, mit einem Verdampfer 6, beispielsweise einer Kältemittelkühlplatte, verbunden, während der erste Anschlussblock 3 auf einen Kompressor 7 führt. Der erste Anschlussblock 3 weist dabei eine erste Öffnung 8 auf, in welcher das vom Kondensator 2 ausgegebene Kältemittel in den inneren Wärmeübertrager 4 einströmt, wobei das Kältemittel aus der Öffnung 9 aus dem thermostatischen Expansionsventil des Anschlussblocks 5 wieder heraus in den Verdampfer 6 einströmt. Das Ausströmen des Kältemittels aus dem Verdampfer 6 in den inneren Wärmeübertrager 4 erfolgt über die Öffnung 10 des zweiten Anschlussblockes 5, wobei das Kältemittel, welches den inneren Wärmeübertrager 4 passiert hat, aus der Öffnung 11 des ersten Anschlussblockes 3 austritt und in den Kompressor 7 einströmt.The 1 shows a first embodiment of a schematic diagram of a refrigerant circuit with an evaporator 1 as it is preferably used in a motor vehicle. Here is a capacitor 2 via a connection block 3 with the internal heat exchanger 4 connected. The heat exchanger 4 is via a second connection block 5 , on which a thermostatic expansion valve (TXV) is mounted, with an evaporator 6 , For example, a refrigerant cooling plate, connected during the first terminal block 3 on a compressor 7 leads. The first connection block 3 has a first opening 8th on, in which of the capacitor 2 discharged refrigerant into the internal heat exchanger 4 flows in, with the refrigerant from the opening 9 from the thermostatic expansion valve of the connection block 5 back out into the evaporator 6 flows. The outflow of the refrigerant from the evaporator 6 in the internal heat exchanger 4 takes place via the opening 10 of the second terminal block 5 , wherein the refrigerant, which is the internal heat exchanger 4 happened out of the opening 11 of the first terminal block 3 exit and into the compressor 7 flows.
Die Wärmeübertragung erfolgt zwischen einer hochdruckseitigen Kältemittelströmung nach Kondensatoraustritt (Strömungsrichtung A → B) und einer niederdruckseitigen Kältemittelströmung nach Verdampfer (Strömungsrichtung C → D). Die einem, nicht weiter dargestellten thermostatischen Expansionsventil nach gelagerte Überhitzung im inneren Wärmeübertrager 4 wird durch die niederdruckseitige Rückführung des Kältemittels durch den inneren Wärmeübertrager 4 nach dem thermostatischen Expansionsventil realisiert, wodurch die Kälteleistung des Verdampfers 6 nicht reduziert wird (Strömungsrichtung C → D). Die Strömungsführung zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite erfolgt dabei im Gegenstrom.The heat transfer takes place between a high-pressure-side refrigerant flow to the condenser outlet (flow direction A → B) and a low-pressure-side refrigerant flow to the evaporator (flow direction C → D). The one, not shown thermostatic expansion valve after stored overheating in the internal heat exchanger 4 is due to the low-pressure side feedback of the refrigerant through the inner Heat exchanger 4 realized after the thermostatic expansion valve, reducing the cooling capacity of the evaporator 6 is not reduced (flow direction C → D). The flow guidance between the high-pressure side and the low-pressure side takes place in countercurrent.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kältemittelkreislaufes 1 mit einem Verdampfer 6 für ein Kraftfahrzeug, bei welchem der innere Wärmeübertrager 4 im Parallelstrom ohne eine, dem thermostatischen Expansionsventil nachgelagerte Überhitzung im inneren Wärmeübertrager betrieben wird. Dabei bewegt sich die Kältemittelströmung vom Kondensator 2 zum Verdampfer 6 innerhalb des inneren Wärmeübertragers 4 in dieselbe Richtung wie die Kältemittelströmung vom Verdampfer 6 zum Kompressor 7. Die Überhitzung im inneren Wärmeübertrager 4 (Strömungsrichtung C → D) verringert bzw. vermeidet die Überhitzung in dem Verdampfer 6. Dies ist insbesondere aufgrund unterschiedlichster Betriebsbedingungen (z. B. Sommer- und Winterbetrieb) für eine gute Temperaturhomogenisierung innerhalb des Verdampfers 6 von Bedeutung. Diese Betriebsweise ist vorzugsweise für Kältemittelkühlplatten von Traktionsbatterien von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen interessant, bei denen eine gute Temperaturhomogenität der Batteriezellen und entsprechend des Verdampfers vorteilhaft ist.The 2 shows a second embodiment of a refrigerant circuit 1 with an evaporator 6 for a motor vehicle, wherein the internal heat exchanger 4 in parallel flow without one, the thermostatic expansion valve downstream superheat is operated in the internal heat exchanger. The refrigerant flow moves from the condenser 2 to the evaporator 6 inside the internal heat exchanger 4 in the same direction as the refrigerant flow from the evaporator 6 to the compressor 7 , Overheating in the internal heat exchanger 4 (Flow direction C → D) reduces or avoids the overheating in the evaporator 6 , This is especially due to different operating conditions (eg., Summer and winter operation) for a good temperature homogenization within the evaporator 6 significant. This mode of operation is preferably of interest for refrigerant cooling plates of traction batteries of hybrid or electric vehicles, in which a good temperature homogeneity of the battery cells and according to the evaporator is advantageous.
Die 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inneren Wärmeübertragers 4, wie er in den 1 und 2 zur Anwendung kommt. Der Wärmeübertrager 4 besteht dabei aus zwei, einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Flachrohren 12, 13, die mit ihren Oberflächenseiten aufeinanderliegend angeordnet sind. Als Oberflächenseite wird dabei der ebene Bereich eines Flachrohres mit dem größten Flächeninhalt verstanden. Das Flachrohr 12 ist dabei kürzer als das Flachrohr 13, wobei das Flachrohr 12 so auf dem Flachrohr 13 angeordnet ist, dass das kurze Flachrohr 12 beidseitig von den Enden des längeren Flachrohres 13 überragt wird. Die Flachrohre 12, 13 sind dabei aus extrudierten Rohren, z. B. aus Aluminium, hergestellt und weisen in ihrem Inneren mehrere parallel geführte, durch Innenstege 15 getrennte Strömungskanäle 14 auf. Dabei wird das kurze Flachrohr 12 von einer ersten Kältemittelströmung in einer Richtung durchströmt, während das längere Flachrohr 13 von einer zweiten Kältemitteströmung in einer entgegengesetzten Richtung durchströmt wird.The 3 shows a first embodiment of an internal heat exchanger according to the invention 4 as he is in the 1 and 2 is used. The heat exchanger 4 consists of two, a rectangular cross-section having flat tubes 12 . 13 , which are arranged with their surface sides on top of each other. The surface side is understood to mean the flat area of a flat tube with the largest surface area. The flat tube 12 is shorter than the flat tube 13 , where the flat tube 12 so on the flat tube 13 is arranged that the short flat tube 12 on both sides of the ends of the longer flat tube 13 is towered over. The flat tubes 12 . 13 are made of extruded tubes, z. B. made of aluminum, and have in their interior several parallel guided by inner webs 15 separate flow channels 14 on. This is the short flat tube 12 flows through a first refrigerant flow in one direction, while the longer flat tube 13 is traversed by a second flow of refrigerant in an opposite direction.
Sofern es sich um einzelne, miteinander verbundene Flachrohre 12, 13 zur Realisierung der unterschiedlichen Strömungsrichtungen des Kältemittels handelt, werden die Flachrohre 12, 13 vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten oder Kleben miteinander verbunden. Prinzipiell können die einzelnen Flachrohre 12, 13 auch gegeneinander verpresst sein.As far as single, interconnected flat tubes 12 . 13 to realize the different flow directions of the refrigerant, the flat tubes 12 . 13 preferably cohesively, for example, by soldering or gluing together. In principle, the individual flat tubes 12 . 13 also be pressed against each other.
Anstelle von einzelnen, miteinander verbundenen Flachrohren 11, 12 kann auch ein mehrschichtiges Flachrohrblock 16 verwendet werden, bei dem unterschiedliche Flachrohre 17, 18, 19 in verschiedene Richtungen durchströmt werden, wie es in 4 als eine weitere Ausführungsform des inneren Wärmeübertragers 4 dargestellt ist. Dabei werden die beiden äußeren Flachrohre 17 und 18 in eine erste, vorgegebene Richtung von der ersten Kältemittelströmung durchströmt, während das mittlere Flachrohr 19 in entgegen gesetzter Richtung von der zweiten Kältemittelströmung durchflossen wird.Instead of individual, interconnected flat tubes 11 . 12 can also be a multilayer flat tube block 16 used, in which different flat tubes 17 . 18 . 19 be traversed in different directions, as in 4 as a further embodiment of the internal heat exchanger 4 is shown. Here are the two outer flat tubes 17 and 18 flows through in a first, predetermined direction of the first refrigerant flow, while the middle flat tube 19 in the opposite direction is flowed through by the second refrigerant flow.
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen inneren Wärmetauschers 4, bei dem Kältemittelanschlüsse 20, 21; 22, 23 in Form eines Anschlussstutzens direkt auf den Flachrohren 12, 13 installiert sind. Hierbei werden zwei parallel zueinander geführte Strömungen des Kältemittels durch die Flachrohre 12 und 13 eingesetzt, wobei die jeweilige Geometrie bzw. der Aufbau der Flachrohre 12, 13 auch unterschiedlich gestaltet sein kann. Wie im Zusammenhang mit 3 bereits erläutert, weist das erste Flachrohr 12 eine geringere Länge als das zweite Flachrohr 13 auf, wobei beide Flachrohre 12, 13 so angeordnet sind, dass das längere Flachrohr 13 beide Enden des kürzeren Flachrohres 12 überragt. Die jeweils zwei Kältemittelanschlüsse 20 und 21 für das kürzere Flachrohr 12 sind an jeweils einem Ende des Flachrohres 12 auf einer Oberflächenseite angeordnet, während die Kältemittelanschlüsse 22, 23 des längeren Flachrohres 13 ebenfalls an je einem Ende einer Oberflächenseite des Flachrohres 13 positioniert sind. Die Kältemittelanschlüsse 20, 21 des Flachrohres 12 sowie die Kältemittelanschlüsse 22, 23 des Flachrohres 13 weisen dabei in dieselbe Richtung. Die beiden Flachrohre 12, 13 sind dabei über ein Lotformteil oder eine Lotplattierung 24 miteinander verlötet. 5 shows a third embodiment of the internal heat exchanger according to the invention 4 , at the refrigerant connections 20 . 21 ; 22 . 23 in the form of a connecting piece directly on the flat tubes 12 . 13 are installed. In this case, two parallel flows of the refrigerant through the flat tubes 12 and 13 used, with the respective geometry or the structure of the flat tubes 12 . 13 can also be designed differently. As related to 3 already explained, the first flat tube 12 a shorter length than the second flat tube 13 on, with both flat tubes 12 . 13 are arranged so that the longer flat tube 13 both ends of the shorter flat tube 12 surmounted. The two refrigerant connections 20 and 21 for the shorter flat tube 12 are at one end of the flat tube 12 arranged on a surface side while the refrigerant connections 22 . 23 the longer flat tube 13 also at one end of a surface side of the flat tube 13 are positioned. The refrigerant connections 20 . 21 of the flat tube 12 as well as the refrigerant connections 22 . 23 of the flat tube 13 point in the same direction. The two flat tubes 12 . 13 are doing a Lotformteil or a Lotplattierung 24 soldered together.
Im Bereich der in 5 nicht weiter dargestellten Verbindungsöffnungen, die als Bohrungen ausgebildet sein können, der Flachrohre 12, 13 ist es zur Aufnahme der Kältemittelanschlüsse 20, 21; 22, 23 notwendig, dass die durch die Innenstege 15 gebildeten Strömungskanäle 14 in diesem Bereich der Flachrohre 12, 13 entfernt werden, um einen Übergang des Kältemittels von dem Flachrohr 12 auf die Kältemittelanschlüsse 20, 21 bzw. die Kältemittelanschlüsse 22, 23 in das Flachrohr 13 zu realisieren. Hierzu können verschiedene Vorgehensweisen angewandt werden. Als erste Möglichkeit kann parallel zur Oberflächeseite des Flachrohres 12, 13 von der Außenfläche aus in das Flachrohr 12, 13 gefräst werden, so dass der jeweilige Anschlussbereich frei von Innenstegen 15 ist. Als Außenfläche wird dabei ein ebener Bereich des Flachrohres 12, 13 bezeichnet, welcher den geringsten Flächeninhalt aufweist. Zudem ist an jedem Ende der Flachrohre 12, 13 in deren Oberflächenseite je eine Verbindungsöffnung für jeden Kältemittelanschluss 20, 21 bzw. 22, 23 vorgesehen. Zur seitlichen Abdichtung des Flachrohres 12, 13 an dessen Außenfläche wird der gefräste Spalt entlang des Endes des jeweiligen Flachrohres 12, 13 wieder verschlossen. Hierzu kann beispielsweise ein, der Kontur des Flachrohrendes entsprechend geformter Draht eingelötet werden. Als weitere Möglichkeit können auf die Außenflächen der Flachrohre 12, 13 Abschlussplatten 25 zum Verschließen der freien Strömungskanäle 14 aufgelötet werden, wie es aus 5 in der Darstellung D ersichtlich ist.In the area of in 5 not shown connection openings, which may be formed as bores, the flat tubes 12 . 13 it is for holding the refrigerant connections 20 . 21 ; 22 . 23 necessary that through the inner webs 15 formed flow channels 14 in this area of flat tubes 12 . 13 be removed to a transition of the refrigerant from the flat tube 12 on the refrigerant connections 20 . 21 or the refrigerant connections 22 . 23 in the flat tube 13 to realize. Various approaches can be used for this. As a first option can parallel to the surface side of the flat tube 12 . 13 from the outer surface into the flat tube 12 . 13 be milled, so that the respective connection area free of inner webs 15 is. As outer surface is doing a flat region of the flat tube 12 . 13 designated, which has the smallest surface area. In addition, at each end of the flat tubes 12 . 13 in each of its surface side a connection opening for each refrigerant connection 20 . 21 respectively. 22 . 23 intended. For lateral sealing of the flat tube 12 . 13 on the outer surface of the milled gap along the end of the respective flat tube 12 . 13 closed again. For this purpose, for example, one of the contour of the flat tube end correspondingly shaped wire can be soldered. As another option may be on the outer surfaces of the flat tubes 12 . 13 endplates 25 for closing the free flow channels 14 be soldered as it is 5 can be seen in the representation D.
Die verschiedenen Lötungen können wahlweise sequenziell oder auch in zusammengefassten Arbeitsschritten erfolgen. Für das Lotangebot können entweder lotplattierte Materialien oder zusätzliche Lotformteile aus Lotblech oder Lotpaste eingesetzt werden.The various soldering can be done either sequentially or in combined steps. For the Lotangebot either solder-plated materials or additional solder preforms from solder sheet or solder paste can be used.
Alternativ zu einzelnen Flachrohren 12, 13 für die Hoch- bzw. Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufes können auch Flachrohrpakete 16 ähnlich 4, die aus mehreren Flachrohren gebildet sind, verwendet werden. In den Endbereichen dieser Flachrohrpakete 16 ist hierbei zu gewährleisten, dass sich das Kältemittel auf die verschiedenen Flachrohre auf einer Seite des Flachrohrpaketes 16 verteilt bzw. dort zusammengeführt wird. Hierzu können die Innenstege 15, wie bereits beschrieben, im Endbereich entnommen werden und eine Durchgangsbohrung zur Durchführung auf die verschiedenen Flachrohrebenen genutzt werden.Alternative to individual flat tubes 12 . 13 for the high and low pressure side of the refrigerant circuit can also Flachrohrpakete 16 similar 4 , which are formed of several flat tubes, can be used. In the end areas of these flat tube packages 16 In this case, it must be ensured that the refrigerant is concentrated on the various flat tubes on one side of the flat tube package 16 distributed or merged there. For this purpose, the inner webs 15 , as already described, be removed in the end and a through hole to be used for the implementation on the different flat tube levels.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform des inneren Wärmeübertragers 4. Als Kältemittelanschluss wird in diesem Fall ein zweifach abgestufter Flansch 26, 27 an den jeweils beiden, in eine Richtung weisenden Enden der Flachrohre 12, 13 aufgelötet. Vor dem Auflöten des zweifach abgestuften Flansches 26, 27 wird dieser einfach auf das jeweilige Ende der Flachrohre 12, 13 aufgelegt. Jeder Flansch 26, 27 weist dabei zwei Öffnungen 28, 29 auf, die den Flansch 26, 27 vollständig durchsetzen und die so gestaltet sind, dass der Öffnungsdurchmesser und deren Abstand so gewählt sind, dass unmittelbar ein thermostatisches Expansionsventil oder ein dementsprechend ausgeführter Anschlussblock angeflanscht werden kann. Darüber hinaus besteht die Notwendigkeit, dass die Öffnungen 28, 29 des Flansches 26, 27 in Übereinstimmung mit den nicht weiter dargestellten Verbindungsöffnungen der Flachrohre 12, 13 deckungsgleich sind, um eine ausreichende Zirkulation des Kältemittels zu gewährleisten. 6 shows a fourth embodiment of the internal heat exchanger 4 , The refrigerant connection in this case is a double graduated flange 26 . 27 at the two, in one direction facing ends of the flat tubes 12 . 13 soldered. Before soldering the double graduated flange 26 . 27 this is simply on the respective end of the flat tubes 12 . 13 hung up. Every flange 26 . 27 has two openings 28 . 29 on that the flange 26 . 27 completely enforce and are designed so that the opening diameter and the distance are chosen so that directly a thermostatic expansion valve or a correspondingly executed terminal block can be flanged. In addition, there is a need for the openings 28 . 29 of the flange 26 . 27 in accordance with the not shown connection openings of the flat tubes 12 . 13 are congruent to ensure sufficient circulation of the refrigerant.
Zur Verschraubung des thermostatischen Expansionsventils bzw. des Anschlussblockes weist jeder Flansch 26, 27 zwei Gewinde 67, 68 auf. Abgedichtet werden das thermostatische Expansionsventil bzw. der Anschlussblock und die Flansche 26, 27 über nicht weiter dargestellte Dichtungen, beispielsweise O-Ring-Dichtungen. Wie aus dem Schnitt G-G der 6 ersichtlich, liegt die Öffnung 29 des Flansches 26 zentriert über einer Verbindungsöffnung 30 des Flachrohres 12, während die Öffnung 28 des Flansches 26 deckungsgleich zur Verbindungsöffnung 31 des Flachrohres 13 angeordnet ist. Diese Ausgestaltung ist vergleichbar an dem anderen Ende der Flachrohre 12 und 13 ausgeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass die erste Kältemittelströmung unbeeinflusst von der zweiten Kältemittelströmung durch das Flachrohr 12 strömen kann, während die zweite Kältemittelströmung durch das Flachrohr 13 fließt. Unter einer Verbindungsöffnung soll eine Eintrittsöffnung oder eine Austrittsöffnung für das Kältemittel im Flachrohr 12, 13 verstanden werden. Diese Verbindungsöffnungen können als Bohrungen ausgebildet sein. Der Schnitt H-H der 6 durch die Öffnung 29 des Flansches 26 zeigt, dass diese Öffnung 29 lediglich mit dem Flachrohr 12 verbunden ist, welches in diesem Endbereich keine Innenstege 15 aufweist. Das unterhalb des Flachrohres 12 liegende Flachrohr 13 weist dabei noch Innenstege 15 auf und besitzt keine Verbindung zur Öffnung 29.For screwing the thermostatic expansion valve or the terminal block, each flange 26 . 27 two threads 67 . 68 on. Sealed the thermostatic expansion valve or the connection block and the flanges 26 . 27 not shown seals, such as O-ring seals. As from the cut GG the 6 The opening is visible 29 of the flange 26 centered over a connection opening 30 of the flat tube 12 while the opening 28 of the flange 26 congruent to the connection opening 31 of the flat tube 13 is arranged. This embodiment is comparable to the other end of the flat tubes 12 and 13 executed. This ensures that the first refrigerant flow is unaffected by the second refrigerant flow through the flat tube 12 can flow while the second refrigerant flow through the flat tube 13 flows. Under a connection opening to an inlet opening or an outlet opening for the refrigerant in the flat tube 12 . 13 be understood. These connection openings may be formed as bores. The cut HH the 6 through the opening 29 of the flange 26 shows that this opening 29 only with the flat tube 12 is connected, which in this end area no inner webs 15 having. The below the flat tube 12 lying flat tube 13 still has inner bars 15 on and has no connection to the opening 29 ,
In 7 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel des inneren Wärmetauschers 40 dargestellt, welcher in seinem prinzipiellen Aufbau dem Wärmetauscher 25 gemäß 5 entspricht. Im Unterschied zu dem inneren Wärmeübertrager 25 werden zur Reduzierung der Flanschmasse die abgestuften Flansche 26, 27 durch einzelne und zusätzlich verstärkend wirkende Flansche 32, 33 bzw. 34, 35 ersetzt. Für das längere Flachrohr 13 werden zwei U-ähnliche Flansche 32, 34 verwendet, deren Aufbau anhand des Flansches 32 näher erläutert werden soll. Der kleine, abgewinkelte Bereich 36 auf der Stirnseite des Flansches 32 dient zur Abdichtung des Flachrohres 13, wobei dieser abgewinkelte Bereich 36 mit dem Flachrohr 13 verlötet ist. Über dem mit einer Öffnung 37 versehenen Schenkel 38 des Flansches 32 wird eine Anbindung zwischen dem Kältemittelanschluss 23 und dem Flachrohr 13 ebenfalls durch Lötung hergestellt. Der untere Schenkel 39 des Flansches 32 dient zur Stabilisierung des Endes des Flachrohres 13, insbesondere für den Bereich, in dem die Innenstege 15 für die Montage der Kältemittelanschlüsse 22 und 23 ausgespart wurden. Durch diesen zusätzlichen Schenkel 39 des Flansches 32 wird die reduzierte Festigkeit infolge der entnommenen Innenstege 15 wieder kompensiert.In 7 is a fifth embodiment of the internal heat exchanger 40 shown, which in its basic structure the heat exchanger 25 according to 5 equivalent. In contrast to the internal heat exchanger 25 are used to reduce the flange mass the stepped flanges 26 . 27 through individual and additionally reinforcing flanges 32 . 33 respectively. 34 . 35 replaced. For the longer flat tube 13 become two U-like flanges 32 . 34 used, whose construction is based on the flange 32 will be explained in more detail. The small, angled area 36 on the front side of the flange 32 serves to seal the flat tube 13 where this angled area 36 with the flat tube 13 is soldered. Above that with an opening 37 provided thigh 38 of the flange 32 is a connection between the refrigerant connection 23 and the flat tube 13 also made by soldering. The lower thigh 39 of the flange 32 serves to stabilize the end of the flat tube 13 , especially for the area where the inner bars 15 for mounting the refrigerant connections 22 and 23 were omitted. Through this additional leg 39 of the flange 32 is the reduced strength due to the removed inner webs 15 compensated again.
Bei der Verwendung von den zwei einzelnen Flachrohren 12, 13 mit einem zusätzlichen Lotblech 24 zwischen den beiden Flachrohren 12, 13 können für die einzelnen Flansche 33 und 35, die für das kurze Flachrohr 12 vorgesehen sind, gleiche Teile identisch zu den Flanschen 32 und 34 eingesetzt werden. Das Lotblech 24 sollte eine Stärke aufweisen, welche der Höhe der Flansche 33, 35 entspricht, so dass sich die Flansche 33, 35 des kürzeren Flachrohres 12 im Bereich zwischen den beiden Flachrohren 12, 13 passend einfügen.When using the two single flat tubes 12 . 13 with an additional solder sheet 24 between the two flat tubes 12 . 13 can for the individual flanges 33 and 35 that for the short flat tube 12 are provided, identical parts identical to the flanges 32 and 34 be used. The solder sheet 24 should have a thickness equal to the height of the flanges 33 . 35 corresponds, so that the flanges 33 . 35 of the shorter flat tube 12 in the area between the two flat tubes 12 . 13 insert fitting.
Im Fall der lotplattierten Flachrohre 12, 13 weist jeder Flansch 33, 35 des kürzeren Flachrohres 12 zwei abgewinkelte Flächen auf. Die parallel zum Flachrohr 12 verlaufende Fläche entspricht dem Schenkel 38 und die stirnseitig verlaufende Fläche dem abgewinkelten Bereich 36 der Flansche 32, 34 des längeren Flachrohres 13. Der untere Schenkel 39 der Flansche 32, 34 entfällt bei den Flanschen 33, 35.In the case of the solder-plated flat tubes 12 . 13 has each flange 33 . 35 of the shorter flat tube 12 two angled surfaces on. The parallel to the flat tube 12 extending surface corresponds to the leg 38 and the frontally extending surface of the angled region 36 the flanges 32 . 34 the longer flat tube 13 , The lower thigh 39 the flanges 32 . 34 does not apply to the flanges 33 . 35 ,
In einer sechsten Ausführungsform des inneren Wärmetauschers 57 (8) werden für die beiden parallel geführten Flachrohre 12, 13 zum Übergang der jeweiligen Kältemittelströmung von dem Flachrohr 12, 13 auf die jeweils zwei, an beiden Enden der Flachrohre 12, 13 nebeneinander angeordneten Kältemittelanschlüsse in Form von Anschlussrohren 46, 48 bzw. 47, 49 Sammler 42, 43 bzw. 41, 43 mit Durchzügen eingesetzt. Hierzu wird das Flachrohr 13 an die Sammler 42, 43 und das Flachrohr 12 an die Sammler 41, 44 angelötet. Die freie Umlaufkante im Bereich der Sammler 41, 42, 43, 44 wird hier wiederum mit einem Draht dicht verlötet. Ein Sammler 41, 42, 43, 44 stellt ein Verbindungselement zwischen der Verbindungsöffnung 30, 31 des Flachrohres 12, 13 und dem Kältemittelanschluss dar, welcher im vorgegebenen Fall als Anschlussrohr 46, 47, 48,49 ausgebildet ist.In a sixth embodiment of the internal heat exchanger 57 ( 8th ) are used for the two parallel flat tubes 12 . 13 to the transition of the respective refrigerant flow from the flat tube 12 . 13 on each two, at both ends of the flat tubes 12 . 13 juxtaposed refrigerant connections in the form of connecting pipes 46 . 48 respectively. 47 . 49 collector 42 . 43 respectively. 41 . 43 used with passages. For this purpose, the flat tube 13 to the collectors 42 . 43 and the flat tube 12 to the collectors 41 . 44 soldered. The free circumferential edge in the collector area 41 . 42 . 43 . 44 is here in turn soldered tight with a wire. A collector 41 . 42 . 43 . 44 represents a connecting element between the connection opening 30 . 31 of the flat tube 12 . 13 and the refrigerant connection, which in the given case as a connecting pipe 46 . 47 . 48 . 49 is trained.
Die Ausgestaltung der Kältemittelanschlüsse 46, 47; 48, 49 ist vorzugsweise so, dass deren Rohrdurchmesser und Abstand so gewählt sind, dass diese direkt auf das thermostatische Expansionsventil oder einen dementsprechend ausgeführten Anschlussblock geführt werden können. Im Gegensatz zu den bereits erläuterten Ausführungsformen müssen bei der Verwendung von Sammlern 41, 42, 43, 44 die Innenstege 15 der Flachrohre 12, 13 nicht entfernt werden. Wie aus dem Schnitt B-B ersichtlich ist, ist der Kältemittelanschluss 47 über eine Öffnung 48 des Sammlers 41 mit dem Innenraum des Flachrohrs 12 verbunden, wohingegen das Flachrohr 13 gegenüber dieser Kältemittelströmung abgegrenzt ist.The design of the refrigerant connections 46 . 47 ; 48 . 49 is preferably such that its pipe diameter and distance are selected so that they can be performed directly on the thermostatic expansion valve or a correspondingly executed connection block. In contrast to the embodiments already explained, when using collectors 41 . 42 . 43 . 44 the inner bars 15 the flat tubes 12 . 13 not be removed. As can be seen from section BB, the refrigerant connection is 47 over an opening 48 of the collector 41 with the interior of the flat tube 12 whereas the flat tube 13 is delimited from this refrigerant flow.
Eine weitere Alternative des inneren Wärmeübertragers 49 ist in 9 dargestellt. Dabei werden als Kühlmittelanschluss Hülsen 50, 51 zum Übergang der Kältemittelströmungen von den Flachrohren 12, 13 auf die externe Kältemittelvorrichtung verwendet, wobei auch in diesem Fall Kältemittelströmungen parallel geführt werden. Die Flachrohre 12, 13 werden mit ihren, in eine Richtung weisenden Enden jeweils in einer einteiligen Hülse 50, 51 platziert und verlötet, so dass die beiden Kältemittelströmungen innerhalb der Hülsen 50, 51 stofflich voneinander getrennt sind und entsprechend in den Flachrohren 12, 13 geführt werden können. Die Öffnungen 52, 53 bzw. 54, 55 der beiden Hülsen 50, 51 sind senkrecht zur Strömungsführung des Kältemittels im Endbereich der Flachrohre 12, 13 ausgebildet.Another alternative of the internal heat exchanger 49 is in 9 shown. These are used as coolant connection sleeves 50 . 51 to the transition of the refrigerant flows from the flat tubes 12 . 13 used on the external refrigerant device, in which case refrigerant flows are performed in parallel. The flat tubes 12 . 13 become with their, in one direction facing ends each in a one-piece sleeve 50 . 51 placed and soldered so that the two refrigerant flows within the pods 50 . 51 are materially separated from each other and accordingly in the flat tubes 12 . 13 can be performed. The openings 52 . 53 respectively. 54 . 55 the two sleeves 50 . 51 are perpendicular to the flow of the refrigerant in the end of the flat tubes 12 . 13 educated.
Wie aus dem Schnitt G-G hervorgeht, ist die Öffnung 52 der Hülse 50 direkt über der Verbindungsöffnung 30 des Flachrohres 12 gelagert, während die Öffnung 54 der Hülse 50 zentriert über der Verbindungsöffnung 31 des Flachrohres 13 positioniert ist. Die Öffnungen 52 und 54 sind dabei so durch die Hülse 50 beabstandet, dass keine Verbindung zwischen den zwei unterschiedlichen Kältemittelströmungen entstehen kann.As can be seen from the section GG, the opening is 52 the sleeve 50 directly above the connection opening 30 of the flat tube 12 stored while the opening 54 the sleeve 50 centered above the connection opening 31 of the flat tube 13 is positioned. The openings 52 and 54 are doing so through the sleeve 50 spaced that no connection between the two different refrigerant flows can arise.
Im Schnitt H-H, welcher durch die Öffnung 52 der Hülse 50 und die Verbindungsöffnung 30 des Flachrohres 12 geht, ist ersichtlich, dass die Innenstege 15, welche das Innere der Flachrohre 12, 13 in Strömungskanäle 14 aufteilt, in diesem Bereich lediglich im Flachrohr 13 ausgebildet sind.In the section HH, which through the opening 52 the sleeve 50 and the connection opening 30 of the flat tube 12 goes, it is apparent that the inner webs 15 , which is the interior of the flat tubes 12 . 13 in flow channels 14 splits, in this area only in the flat tube 13 are formed.
Gemäß der 10 ist eine achte Ausführungsform des inneren Wärmeübertragers 55 ersichtlich, welcher sich von dem Wärmeübertrager 49 der 9 dadurch unterscheidet, dass die Hülsen 50 bzw. 51 aus zwei Halbschalen 50a und 50b bzw. 51a und 51b bestehen. Diese beiden Halbschalen 50a, 50b bzw. 51a, 51b werden nach der Montage um die, in die gleiche Richtung weisenden Enden der Flachrohre 12, 13 miteinander verlötet.According to the 10 is an eighth embodiment of the internal heat exchanger 55 can be seen, which is different from the heat exchanger 49 of the 9 this distinguishes the pods 50 respectively. 51 from two half-shells 50a and 50b respectively. 51a and 51b consist. These two half shells 50a . 50b respectively. 51a . 51b After installation, they are aligned around the ends of the flat tubes pointing in the same direction 12 . 13 soldered together.
Bei einem inneren Wärmeübertrager 57, welcher in 11 dargestellt ist, ist ein innen liegendes, längeres Flachrohr 13 auf beiden gegenüberliegenden Oberflächenseiten mit jeweils einem kürzeren Flachrohr 12 verbunden. Dieser Flachrohrstapel kann zur Zusammenführung der Kältemittel an beiden Enden in eine weitere, als Kältemittelanschluss dienende Hülse 58, 59 eingesetzt und verlötet werden, so dass die beiden Kältemittelströmungen innerhalb der Hülsen 58, 59 stofflich voneinander getrennt sind und auf die nicht weiter dargestellte externe Kältemittelvorrichtung geführt werden. Die Hülsen 58, 59 weisen im Gegensatz zu den Hülsen 50, 51 einen Freiraum 60 außerhalb der Längsausdehnung der Flachrohre 12, 13 auf. Dieser Freiraum 60 ermöglicht, dass die Strömung des Kältemittels, welches die beiden äußeren kürzeren Flachrohre 12 durchfließt, in der Hülse 58, 59 verteilt bzw. zusammengeführt werden können. Der Freiraum 60 ist auch beidseitig auf den zwei außen liegenden Flachrohren 12 vorsehbar. Die nicht weiter dargestellten Anschlussbohrungen der Flachrohre 12, 13 sind wiederum senkrecht zur Strömungsführung im Endbereich der Flachrohre 12, 13 ausgebildet. Auch hier kann die Hülse jeweils aus zwei Halbschalen zusammengesetzt sein.For an internal heat exchanger 57 which is in 11 is shown, is an inner, longer flat tube 13 on both opposite surface sides, each with a shorter flat tube 12 connected. This flat tube stack can be used to merge the refrigerant at both ends into a further, serving as a refrigerant connection sleeve 58 . 59 be inserted and soldered so that the two refrigerant flows within the sleeves 58 . 59 are materially separated from each other and are guided on the not shown external refrigerant device. The pods 58 . 59 show in contrast to the pods 50 . 51 a free space 60 outside the longitudinal extent of the flat tubes 12 . 13 on. This free space 60 allows the flow of the refrigerant, which is the two outer shorter flat tubes 12 flows through, in the sleeve 58 . 59 can be distributed or merged. The open space 60 is also on both sides on the two outer flat tubes 12 be provided. The non-illustrated connection bores of the flat tubes 12 . 13 are again perpendicular to the flow guide in the end of the flat tubes 12 . 13 educated. Again, the sleeve may be composed of two half shells.
Bei den betrachteten Varianten muss es sich nicht genau um zwei Flachrohre 12, 13 mit jeweils einer Hochdruck- und Niederdruckseite handeln, es können auch mehrere Flachrohre einer Seite (beispielsweise der Hochdruckseite) übereinander gestapelt und miteinander verbunden werden. Darüber hinaus kann beispielsweise die Hochdruckseite oder die Niederdruckseite bestehend aus einem Flachrohr oder einem Flachrohrstapel beidseitig mit Flachrohren bzw. Flachrohrstapeln der anderen Seite (beispielsweise der Niederdruckseite) umgeben werden, wie es in 11 dargestellt ist. The variants considered need not be exactly two flat tubes 12 . 13 each act on a high-pressure and low-pressure side, it can also be several flat tubes one side (for example, the high pressure side) stacked and connected to each other. In addition, for example, the high-pressure side or the low-pressure side consisting of a flat tube or a flat tube stack can be surrounded on both sides with flat tubes or flat tube stacks of the other side (for example, the low-pressure side), as in 11 is shown.
Der Schnitt J-J verdeutlicht, dass die Flachrohre 12, 13 mit der Hülse 58 verbunden sind. Der sich an das erste Flachrohr 12 anschließende Freiraum 60 verbindet dabei das zweite Flachrohr 12 mit dem Kältemittel, wie es auch aus dem Schnitt I-I ersichtlich ist.The cut JJ illustrates that the flat tubes 12 . 13 with the sleeve 58 are connected. The himself to the first flat tube 12 subsequent free space 60 connects the second flat tube 12 with the refrigerant, as it is also apparent from the section II.
In 12 ist ein zehntes Ausführungsbeispiel eines inneren Wärmeübertragers 62 dargestellt, bei dem ein innenliegendes Flachrohr 13 auf seinen beiden gegenüberliegenden Oberflächenseiten mit jeweils einem kürzeren Flachrohr 12 verbunden ist. Dieser Flachrohrstapel 12, 13, 12 kann ebenfalls zur Fluidzusammenführung des Kältemittels an beiden Enden des Flachrohrstapels 12, 13, 12 in jeweils eine Hülse 63, 64 eingeschoben und verlötet werden, so dass die beiden Fluidströmungen des Kältemittels innerhalb der Hülse 63, 64 stofflich voneinander getrennt bleiben und auf die nicht weiter dargestellte externe Kältemittelvorrichtung geführt werden können.In 12 is a tenth embodiment of an internal heat exchanger 62 shown in which an inner flat tube 13 on its two opposite surface sides, each with a shorter flat tube 12 connected is. This flat tube stack 12 . 13 . 12 may also be used to fluidly combine the refrigerant at both ends of the flat tube stack 12 . 13 . 12 in each case a sleeve 63 . 64 be inserted and soldered so that the two fluid flows of the refrigerant within the sleeve 63 . 64 materially separated from each other and can be performed on the external refrigerant device, not shown.
Die Hülsen 63, 64 sind zweiteilig ausgebildet und bestehen jeweils aus einem offenen Gehäuse 63a, 64a, das mit einer Abdeckung 63b, 64b verschlossen und verlötet ist. Die Hülsenteile 63a, 64a und 63b, 64b werden durch spanende Bearbeitung angefertigt. Auch ein geeignetes Gussverfahren ist zur Herstellung der Hülsenteile 63a, 64a und 63b, 64b denkbar.The pods 63 . 64 are formed in two parts and each consist of an open housing 63a . 64a that with a cover 63b . 64b closed and soldered. The sleeve parts 63a . 64a and 63b . 64b are made by machining. Also, a suitable casting method is for making the sleeve parts 63a . 64a and 63b . 64b conceivable.
In jeder Hülse 63a, 63b bzw. 64a, 64b sind jeweils zwei Öffnungen 65, 66 gemäß der Anschlusssituation des thermostatischen Expansionsventils vorgesehen. Außerdem sind zur Befestigung des thermostatischen Expansionsventils oder des entsprechenden Anschlussblockes zwei Gewinde 67, 68 in jeder Hülse 63, 64 positioniert, so dass das thermostatische Expansionsventil bzw. dessen Anschlussblock direkt auf der jeweilige Hülse 63 bzw. 64 verschraubt werden kann. Abgedichtet werden das Expansionsventil und die Hülse 63, 64 beispielsweise über eine O-Ring-Dichtung.In every sleeve 63a . 63b respectively. 64a . 64b are each two openings 65 . 66 provided according to the connection situation of the thermostatic expansion valve. In addition, two threads are used to attach the thermostatic expansion valve or the corresponding terminal block 67 . 68 in every sleeve 63 . 64 positioned so that the thermostatic expansion valve or its connection block directly on the respective sleeve 63 respectively. 64 can be screwed. Sealed the expansion valve and the sleeve 63 . 64 for example, via an O-ring seal.
Analog zu dem in 10 dargestellten inneren Wärmeübertrager 62 ist in 13 ein Beispiel für einen inneren Wärmeübertrager 69 dargestellt, bei welchem auf beiden gegenüberliegenden Oberflächenseiten eines innen liegenden, kurzen Flachrohres 12 ein jeweils längeres Flachrohr 13, 70 aufliegt. Auch bei diesem Flachrohrstapel 12, 13, 70 werden die Hülsen 63, 64 zur Verbindung des Innenraumes der Flachrohre 12, 13, 70 verwendet, um eine zuverlässige Zusammenführung der jeweiligen Kältemittelströmung über die Hülse 63, 64 zu realisieren. Die Strömungskanäle 14 des Flachrohres 12, welche mit der Öffnung 65 der Hülse 63 verbunden sind, sind aus dem Schnitt M-M ersichtlich. Wie der Schnitt N-N zeigt, ist die Öffnung 65 durchlässig zu dem Strömungskanal 14 des kurzen Flachrohres 12 ausgebildet, während die beiden längeren Flachrohre 13, 70 mit der Öffnung 66 der Hülse 63 verbunden sind.Analogous to the in 10 illustrated internal heat exchanger 62 is in 13 an example of an internal heat exchanger 69 shown, in which on both opposite surface sides of an inner, short flat tube 12 each a longer flat tube 13 . 70 rests. Also in this flat tube stack 12 . 13 . 70 become the pods 63 . 64 for connecting the interior of the flat tubes 12 . 13 . 70 used to reliably merge the respective refrigerant flow through the sleeve 63 . 64 to realize. The flow channels 14 of the flat tube 12 which with the opening 65 the sleeve 63 are connected, can be seen from the section MM. As the section NN shows, the opening is 65 permeable to the flow channel 14 of the short flat tube 12 formed while the two longer flat tubes 13 . 70 with the opening 66 the sleeve 63 are connected.
Die einzelnen Flachrohre 12, 13, 70 können bei den unterschiedlichen Varianten auch senkrecht bzw. schräg zu den Strömungsrichtungen des Kältemittels gebogen werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Flachrohrverbund nach der Umformung aufeinander abgestimmt ist und bei einer eventuell nachgelagerten Verbindung flächig miteinander verbunden ist. Durch die Formgebung der Flachrohre kann die Strömungsführung variiert werden. Durch eine 90°-Biegung kann beispielsweise eine waagerechte Strömungsführung durch die Flachrohre 12, 13, 70 realisiert werden, wohingegen der Anschlussblock des thermostatischen Expansionsventils und somit der Thermokopf des thermostatischen Expansionsventils in einer bevorzugten senkrechten Lage angeordnet werden. Innere Wärmeübertrager gemäß den beschriebenen Ausführungsformen können auch in Kühlplatten, wie einer Modular-Tube-Kühlplatte integriert werden. Hierzu können die Flachrohre beispielsweise neben den Flachrohren der Kühlplatte angeordnet werden.The individual flat tubes 12 . 13 . 70 can be bent perpendicular or obliquely to the flow directions of the refrigerant in the different variants. It should be noted that the flat tube composite is tuned to each other after the forming and is connected flat in a possibly downstream connection with each other. Due to the shape of the flat tubes, the flow guidance can be varied. By a 90 ° bend, for example, a horizontal flow guidance through the flat tubes 12 . 13 . 70 be realized, whereas the terminal block of the thermostatic expansion valve and thus the thermal head of the thermostatic expansion valve are arranged in a preferred vertical position. Inner heat exchangers according to the described embodiments can also be integrated in cooling plates, such as a modular tube cooling plate. For this purpose, the flat tubes can be arranged, for example, next to the flat tubes of the cooling plate.
Wie eingangs erläutert, kann der innere Wärmeübertrager im Kältekreislauf auf unterschiedliche Weisen positioniert werden. Neben der Strömungsführung zwischen Hoch- und Niederdruck im Gegenstrom (1) bzw. im Parallelstrom (2) ist in 14 ein Kältemittelkreislauf 71 gezeigt, bei welchem der innere Wärmeübertrager 4 zwei Verdampfer 6, 72 parallel betreibt. Dabei setzt sich der innere Wärmeübertrager 4 aus einem hochdruckseitigen, mit dem Kondensator 2 verbundenen Flachrohr 13 (Strömungsrichtung A → B) und zwei niederdruckseitigen Flachrohren 12, 70 zusammen, wovon das Flachrohr 12 einen ersten Kältemittelkreislauf mit dem Verdampfer 6 und das Flachrohr 70 einen zweiten Kältemittelkreislauf mit dem Verdampfer 72 bildet. Das Flachrohr 13 ist dabei länger ausgebildet als die anliegenden Flachrohre 12, 70.As explained above, the inner heat exchanger in the refrigeration cycle can be positioned in different ways. In addition to the flow control between high and low pressure in countercurrent ( 1 ) or in parallel ( 2 ) is in 14 a refrigerant circuit 71 shown in which the internal heat exchanger 4 two evaporators 6 . 72 operates in parallel. This is where the inner heat exchanger sits 4 from a high-pressure side, with the condenser 2 connected flat tube 13 (Flow direction A → B) and two low-pressure side flat tubes 12 . 70 together, of which the flat tube 12 a first refrigerant circuit with the evaporator 6 and the flat tube 70 a second refrigerant circuit with the evaporator 72 forms. The flat tube 13 is designed longer than the adjacent flat tubes 12 . 70 ,
Das Kältemittel strömt vom Kondensator 2 durch die Hochdruckseite des inneren Wärmeübertragers 4 in Form des Flachrohres 13 (Strömungsrichtung A → B) und wird dann auf zwei thermostatische Expansionsventile 73, 74 aufgeteilt. Der aufgeteilte Strömungsverlauf ist prinzipiell identisch, weshalb im Weiteren nur der Kreislauf mit dem Verdampfers 6 beschrieben wird. Nach der Expansion im thermischen Expansionsventil 73 durchströmt das Kältemittel den Verdampfer 6 und nimmt Leistung auf (Strömungsrichtung C → D). Anschließend wird das Kältemittel parallel zur Hochdruckseite durch die Niederdruckseite des inneren Wärmeübertragers, also dem Flachrohr 12, (Strömungsführung von D → E) geleitet. Dabei wird das Kältemittel überhitzt. Anschließend durchströmt das überhitzte Kältemittel wiederum das thermostatische Expansionsventil 73 und wird mit dem zweiten Kreislauf des Verdampfers 72 wieder zusammengeführt (Strömungsrichtung E → F).The refrigerant flows from the condenser 2 through the high pressure side of the internal heat exchanger 4 in the form of the flat tube 13 (Flow direction A → B) and then to two thermostatic expansion valves 73 . 74 divided up. The split Flow is basically identical, which is why in the following only the circuit with the evaporator 6 is described. After expansion in the thermal expansion valve 73 the refrigerant flows through the evaporator 6 and absorbs power (flow direction C → D). Subsequently, the refrigerant is parallel to the high pressure side through the low pressure side of the inner heat exchanger, ie the flat tube 12 , (Flow control of D → E) passed. The refrigerant is overheated. The superheated refrigerant then again flows through the thermostatic expansion valve 73 and comes with the second circuit of the evaporator 72 merged again (flow direction E → F).
Durch die Verwendung von zwei thermostatischen Expansionsventilen 73, 74 können die Massenströme der zwei Kreisläufe bei unterschiedlichen Verdampfern, Verdampferleistungen und Strömungsverhältnissen getrennt voneinander eingeregelt werden. Anstelle von zwei Verdampfern kann auch eine größere Verdampferanzahl nach der beschriebenen Vorgehensweise parallel verschaltet werden.By using two thermostatic expansion valves 73 . 74 The mass flows of the two circuits at different evaporators, evaporator performance and flow conditions can be adjusted separately. Instead of two evaporators and a larger number of evaporators can be connected in parallel according to the procedure described.
Bei der Verwendung eines inneren Wärmeübertragers und mehrerer parallel geführter Verdampfer 6, 72 können die Massenströme der verschiedenen Kreisläufe getrennt voneinander eingeregelt werden. Dies führt zu einer guten Temperaturhomogenität innerhalb der einzelnen Verdampfer und bewirkt, dass sämtliche Verdampferzweige durchströmt werden.When using an internal heat exchanger and several parallel evaporators 6 . 72 the mass flows of the different circuits can be adjusted separately from each other. This leads to a good temperature homogeneity within the individual evaporator and causes all evaporator branches are flowed through.
In 15 ist ein zwölftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 75 dargestellt, welcher aus drei übereinander liegenden Flachrohren 17, 18, 19 besteht, wobei das mittlere Flachrohr 18 die kürzeren Flachrohre 17, 19 beidseitig überragt. Das mittlere Flachrohr 18 stellt dabei ein Hochdruckflachrohr dar, während die kürzeren Flachrohre 17, 19 Niederdrückflachrohre sind. Dieser Block aus Flachrohren ist beidseitig mit einem dreiteiligen Anschlussteil 76, 77 abgeschlossen. Im Weiteren soll nur das Anschlussteil 76 betrachtet werden, da das Anschlussteil 77 identisch aufgebaut ist.In 15 is a twelfth embodiment of the heat exchanger according to the invention 75 shown, which consists of three superimposed flat tubes 17 . 18 . 19 exists, with the middle flat tube 18 the shorter flat tubes 17 . 19 surmounted on both sides. The middle flat tube 18 represents a high-pressure flat tube, while the shorter flat tubes 17 . 19 Niederdrückflachrohre are. This block of flat tubes is on both sides with a three-piece connector 76 . 77 completed. In the following, only the connection part 76 be considered as the connecting part 77 is constructed identically.
Das Anschlussteil 76 besteht aus einem Niederdruckboden 78, einem Hochdruckboden 79 und einem Hochdruckdeckel 80 und wird über die Verbindungsöffnungen 30, 31 der Flachrohre 17, 18, 19 geschoben. Der in 16 dargestellte Niederdruckboden 78 weist einen rechteckähnlichen Querschnitt auf und ist beidseitig offen gestaltet, um auf den Block der Flachrohre 17, 18, 19 aufgeschoben zu werden. Der Niederdruckboden 78 umfasst an seiner dem Flachrohr 17 zugewandten Seite eine Öffnung 81, mittels welcher das Flachrohr 17 mit einem nicht weiter dargestellten Kältemittelanschluss der Niederdruckseite verbunden werden kann. Ein Kragen 82 weist in Richtung des Hochdruckbodens 79 und ist an dessen Durchmesser angepasst.The connection part 76 consists of a low pressure floor 78 , a high pressure floor 79 and a high pressure lid 80 and gets over the connection openings 30 . 31 the flat tubes 17 . 18 . 19 pushed. The in 16 illustrated low pressure bottom 78 has a rectangular cross-section and is open on both sides to access the block of flat tubes 17 . 18 . 19 to be deferred. The low pressure floor 78 includes at its the flat tube 17 facing side an opening 81 , by means of which the flat tube 17 can be connected to a non-illustrated refrigerant connection of the low pressure side. A collar 82 points in the direction of the high pressure floor 79 and is adapted to its diameter.
Der Hochdruckboden 79 des Anschlussteiles 76 weist zum Niederdruckboden 78 gerichtet einen solchen offenen Querschnitt auf, dass der Hochdruckboden 79 auf den Niederdruckboden 78 aufgesetzt werden kann. In der Gegenrichtung verjüngt sich der Durchmesser des Hochdruckbodens 79 und endet in einer rechteckähnlichen Öffnung 83 zur Aufnahme des Flachrohres 18 (17).The high pressure floor 79 of the connection part 76 points to the low pressure floor 78 directed such an open cross-section that the high-pressure floor 79 on the low pressure floor 78 can be put on. In the opposite direction, the diameter of the high pressure soil tapers 79 and ends in a rectangle-like opening 83 for receiving the flat tube 18 ( 17 ).
In 18 ist der Hochdruckdeckel 80 dargestellt, welcher mit seiner offenen Stirnseite auf den Hochdruckboden 79 aufgesetzt wird. Auf der anderen Stirnseite ist der Hochdruckdeckel 80 geschlossen gestaltet und weist an seiner dem längeren Flachrohr 18 zugewandten Seite 84 eine weitere Öffnung 85 auf, an welche sich ebenfalls ein nicht weiter dargestellter Kühlmittelanschluss anschließt.In 18 is the high pressure lid 80 shown, which with its open end face on the high pressure ground 79 is put on. On the other end is the high-pressure lid 80 designed closed and has at its the longer flat tube 18 facing side 84 another opening 85 on, which is also followed by a non-illustrated coolant connection.
Die einzelnen Schritte zur Montage eines solchen Wärmeübertragers 75 sind in 19 gezeigt. In einem erstens Schritt I werden die drei Flachrohre 17, 18, 19 zu einem Block kassetiert. Anschließend wird im Schritt II der Niederdruckboden 78 aufgezogen, auf welchen im Schritt III der Hochdruckboden 79 aufgesetzt wird. Im vierten Schritt IV wird der Hochdruckdeckel 80 aufgezogen. Anschließend wird der Wärmetauscher 75 verlötet.The individual steps to install such a heat exchanger 75 are in 19 shown. In a first step I, the three flat tubes 17 . 18 . 19 coffered to a block. Subsequently, in step II, the low pressure floor 78 mounted on which in step III of the high pressure ground 79 is put on. In the fourth step IV, the high-pressure lid 80 reared. Subsequently, the heat exchanger 75 soldered.
Der Hochdruckboden 79 und der Niederdruckboden 78 sind als Tiefziehbauteile ausgebildet, während der Hochdruckdeckel ein Gussteil darstellt. Da der Niederdruckboden 78 und der Hochdruckboden 79 Durchzüge für die Flachrohre 17, 18, 19 aufweisen, sind alle Teile 78, 79, 80 des Anschlussteiles 76 in Rohrrichtung aufeinander aufziehbar.The high pressure floor 79 and the low pressure floor 78 are formed as thermoforming components, while the high-pressure lid is a casting. Because the low pressure floor 78 and the high pressure floor 79 Passages for the flat tubes 17 . 18 . 19 are all parts 78 . 79 . 80 of the connection part 76 can be pulled on one another in the tube direction.
In 20 ist ein Längsschnitt durch das, auf die Flachrohre 17, 18, 19, aufgezogene Anschlussteil 76 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die kürzeren Flachrohre 17, 19 in dem Niederdruckboden 78 enden, welcher als Sammler ausgebildet ist. Das längere Flachrohr 18 erstreckt sich vollständig durch den Hochdruckboden 79 und endet im Hochdruckdeckel 80, welcher ebenfalls die Funktion eines Sammlers aufweist.In 20 is a longitudinal section through, on the flat tubes 17 . 18 . 19 , threaded connection part 76 shown. It can be seen that the shorter flat tubes 17 . 19 in the low pressure floor 78 end, which is designed as a collector. The longer flat tube 18 extends completely through the high-pressure floor 79 and ends in the high pressure lid 80 , which also has the function of a collector.
Ein Querschnitt durch das Anschlussteil 76 zeigt 21, bei welchem rohrseitig auf das Anschlussteil 76 geblickt wird. Das an die Hochdruckseite angeschlossene, mittlere Flachrohr 18 ist von den beiden kürzeren Flachrohren 17, 19 umgeben, welche an die Niederdruckseite angeschlossen sind. Diese kürzeren Flachrohre 17, 19 sind von dem Niederdruckboden 78 umgeben, welcher die Öffnung 81 zur Verbindung des Wärmetauschers 75 mit der Kühlmittelleitung aufweist. Um den Niederdruckboden 78 erstreckt sich der umlaufende Hochdruckboden 79.A cross section through the connection part 76 shows 21 , in which tube side on the connection part 76 is looked. The medium flat tube connected to the high pressure side 18 is from the two shorter flat tubes 17 . 19 surrounded, which are connected to the low pressure side. These shorter flat tubes 17 . 19 are from the low pressure ground 78 Surrounded by the opening 81 for connecting the heat exchanger 75 having the coolant line. Around the low pressure floor 78 extends the revolving high pressure floor 79 ,
Die vorgeschlagenen Ausführungsformen haben die Vorteile, dass es sich bei dem inneren Wärmeübertrager jeweils um einen einfach gestalteten, kompakten inneren Wärmeübertrager mit geringem Gewicht und guter Wärmeübertragung handelt. The proposed embodiments have the advantages that the internal heat exchanger is in each case a simply designed, compact internal heat exchanger with low weight and good heat transfer.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 19944950 A1 [0003] DE 19944950 A1 [0003]
