BE1026655B1

BE1026655B1 - Evaporator

Info

Publication number: BE1026655B1
Application number: BE20185663A
Authority: BE
Inventors: Kristof Antoine Walthere Onckelinx; Maarten Dominique Joris Onckelinx
Original assignee: Vos Technics Bvba
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-28
Also published as: BE1026655A1

Abstract

Verdamper voor het gebruik in een koelsysteem, waarbij de verdamper een eerste circuit en een tweede circuit bevat, waarbij het eerste circuit ingericht is voor het doorvoeren van een eerste fluïdum en het tweede circuit ingericht is voor het doorvoeren van een tweede fluïdum, waarbij het tweede circuit een volume definieert en waarbij het eerste circuit verspreid is over nagenoeg het gehele volume om een warmte-uitwisseling tussen het eerste fluïdum en het tweede fluïdum te faciliteren, waarbij het eerste circuit minstens twee segmenten bevat welke minstens twee segmenten ingericht zijn om onafhankelijk van elkaar het eerste fluïdum door te voeren, daardoor gekenmerkt dat de minstens twee segmenten elk verspreid zijn over nagenoeg het gehele volume.Evaporator for use in a refrigeration system, where the evaporator includes a first circuit and a second circuit, the first circuit being configured to pass a first fluid and the second circuit configured to pass a second fluid, the second circuit defines a volume and wherein the first circuit is distributed over substantially the entire volume to facilitate heat exchange between the first fluid and the second fluid, the first circuit comprising at least two segments arranged at least two segments to be independent of each other to pass the first fluid, characterized in that the at least two segments are each spread over substantially the entire volume.

Description

BE2018/5663 VerdamperBE2018 / 5663 Evaporator

De uitvinding heeft betrekking op een verdamper, ook bekend als een koelbatterij in een koelsysteem.The invention relates to an evaporator, also known as a cooling battery in a cooling system.

Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op een verdamper voor gebruik in een koelsysteem, waarbij de verdamper een eerste circuit en een tweede circuit bevat, waarbij het eerste circuit ingericht is voor het doorvoeren van een eerste fluïdum en het tweede circuit ingericht is voor het doorvoeren van een tweede fluïdum, waarbij het tweede circuit een volume definieert en waarbij het eerste circuit verspreid is over nagenoeg het gehele volume om een warmte-uitwisseling tussen het eerste fluïdum en het tweede fluïdum te faciliteren, waarbij het eerste circuit minstens twee segmenten bevat welke minstens twee segmenten ingericht zijn om onafhankelijk van elkaar het eerste fluïdum door te voeren.More specifically, the invention relates to an evaporator for use in a refrigeration system, the evaporator comprising a first circuit and a second circuit, the first circuit being arranged to transfer a first fluid and the second circuit being arranged to transfer a second fluid, wherein the second circuit defines a volume and the first circuit is distributed over substantially the entire volume to facilitate heat exchange between the first fluid and the second fluid, the first circuit comprising at least two segments containing at least two segments are arranged to independently pass the first fluid.

De functie van de verdamper is het faciliteren van een warmte-uitwisseling tussen een koelmiddel en omgevingslucht. De verdamper is typisch ingericht om een groot contactoppervlak tussen koelmiddel en de omgevingslucht te voorzien, waardoor efficiënte warmte-uitwisseling tussen koelmiddel en de omgevingslucht realiseerbaar is. Het is van belang dat de warmte-uitwisseling op een gecontroleerde manier gebeurt, zodat de temperatuur van de omgevingslucht accuraat geregeld kan worden. Deze regeling gebeurt typisch door het meten van een temperatuur van de omgevingslucht. De regeling is vooral van belang bij toepassingen waarbij de temperatuur van de omgevingslucht constant gehouden dient te worden.The function of the evaporator is to facilitate heat exchange between a refrigerant and ambient air. The evaporator is typically designed to provide a large contact area between refrigerant and the ambient air, allowing efficient heat exchange between refrigerant and the ambient air to be realized. It is important that the heat exchange takes place in a controlled manner, so that the temperature of the ambient air can be accurately controlled. This control is typically done by measuring a temperature of the ambient air. The control is especially important in applications where the temperature of the ambient air must be kept constant.

US 2006/0137371 wordt beschouwd als meest nabije stand van de techniek en beschrijft een koelsysteem waarbij de verdamper meerdere koelcircuits bevat, waarbij elk koelcircuit opgedeeld is in een eerste en een tweede set van circuits. Het koelsysteem is verder ingericht om de eerste set van circuits te isoleren van een stroom van koelvloeistof. Dit systeem heeft als voordeel dat het ontvochtigen van omgevingslucht gecontroleerd kan worden. Het is een nadeel van een koelsysteem met een dergelijke verdamper dat de controle op de warmteuitwisseling suboptimaal is.US 2006/0137371 is considered the closest prior art and describes a refrigeration system in which the evaporator contains multiple refrigeration circuits, each refrigeration circuit being divided into a first and a second set of circuits. The cooling system is further arranged to isolate the first set of circuits from a flow of coolant. This system has the advantage that the dehumidification of ambient air can be controlled. It is a drawback of a cooling system with such an evaporator that the control of the heat exchange is sub-optimal.

EP 1722174 beschrijft een werkwijze voor het koelen van lucht in een koelcircuit met CO2 als koelmiddel, en een koelbatterij welke ingericht is om de werkwijze uit te voeren. De koelbatterij is in twee in serie geschakelde koelsecties ingedeeld. Elke koelsectie heeft verder elk een eigen luchtstroom, waarbij een luchtvochtigheid van de tweede luchtstroom welke door de tweede koelsectie gevoerd wordt, gesatureerd wordt voordat het in de tweede koelsectie binnenkomt. Het systeem staat toe om prestaties van de verdamper te verbeteren. Het is een nadeel van een koelsysteem met een dergelijke verdamper dat de controle op de warmte-uitwisseling suboptimaal is.EP 1722174 describes a method for cooling air in a cooling circuit with CO2 as a coolant, and a cooling battery which is arranged to carry out the method. The cooling coil is divided into two cooling sections connected in series. Each cooling section each further has its own airflow, whereby an air humidity of the second airflow passing through the second cooling section is saturated before entering the second cooling section. The system allows to improve evaporator performance. It is a drawback of a cooling system with such an evaporator that the control of the heat exchange is sub-optimal.

2018/56632018/5663

BE2018/5663BE2018 / 5663

Het is een doel van de uitvinding om een verdamper te voorzien waarin de warmte-uitwisseling beter controleerbaar is.It is an object of the invention to provide an evaporator in which the heat exchange is more controllable.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een verdamper, daardoor gekenmerkt dat de minstens twee segmenten elk verspreid zijn over nagenoeg het gehele volume.To this end, the invention provides an evaporator, characterized in that the at least two segments are each spread over almost the entire volume.

De verdamper volgens de uitvinding bevat een eerste- en een tweede circuit. Het eerste circuit is ingericht voor het doorvoeren van een eerste fluïdum, bijvoorbeeld koelvloeistof. Het tweede circuit is ingericht voor het doorvoeren van een tweede fluïdum, bijvoorbeeld omgevingslucht uit een te koelen koelruimte. Het eerste circuit bevat minstens twee segmenten, welke onafhankelijk van elkaar het eerste fluïdum kunnen doorvoeren.The evaporator according to the invention contains a first and a second circuit. The first circuit is arranged for the passage of a first fluid, for example cooling liquid. The second circuit is arranged for the passage of a second fluid, for example ambient air from a cooling space to be cooled. The first circuit contains at least two segments, which can independently transfer the first fluid.

Het tweede circuit definieert een volume waarbinnen het eerste circuit verspreid is over nagenoeg het gehele volume. Aangezien het eerste circuit verspreid is over het gehele volume, ontstaat er een nagenoeg maximaal contactoppervlak waarlangs een warmte kan uitgewisseld worden tussen het eerste fluïdum en het tweede fluïdum. Het eerste fluïdum neemt typisch warmte op van het tweede fluïdum.The second circuit defines a volume within which the first circuit is spread over almost the entire volume. Since the first circuit is distributed over the entire volume, a virtually maximum contact surface is created along which a heat can be exchanged between the first fluid and the second fluid. The first fluid typically absorbs heat from the second fluid.

Niet enkel is het eerste circuit verspreid over het volume, maar volgens de uitvinding is elk segment van het eerste circuit verspreid over het volume, waardoor het contactoppervlak van elk segment verspreid is over nagenoeg het gehele volume. Hierdoor wordt nagenoeg het gehele volume gebruikt voor het uitwisselen van warmte tussen het eerste segment en het tweede circuit. Ook wordt nagenoeg het gehele volume gebruikt voor het uitwisselen van warmte tussen het tweede segment en het tweede circuit. Wanneer een segment uit het eerste circuit het eerste fluïdum doorvoert, wordt dat segment een operationeel segment genoemd. Of, anders verwoord, een segment is operationeel indien het segment het eerste fluïdum doorvoert. Elk operationeel segment bevat een hoeveelheid eerste fluïdum, dat werkzaam is in het eerste circuit.Not only is the first circuit spread across the volume, but according to the invention, each segment of the first circuit is spread across the volume, whereby the contact area of each segment is spread across substantially the entire volume. As a result, almost the entire volume is used to exchange heat between the first segment and the second circuit. Virtually the entire volume is also used to exchange heat between the second segment and the second circuit. When a segment from the first circuit passes through the first fluid, that segment is called an operational segment. Or, in other words, a segment is operational if the segment carries the first fluid. Each operational segment contains an amount of first fluid that operates in the first circuit.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat een verandering van een werkzame hoeveelheid eerste fluïdum in een volume, door het controleren van operationele segmenten, invloed heeft op de warmte-uitwisseling.The invention is based on the insight that a change of an effective amount of first fluid in a volume, by controlling operating segments, influences the heat exchange.

Hiertoe worden meerdere segmenten voorzien die onafhankelijk van elkaar kunnen opereren. Zo kan elk segment onafhankelijk van de andere segmenten operationeel zijn. Dit heeft als gevolg dat de totale hoeveelheid eerste fluïdum werkzaam in het eerste circuit veranderbaar is. Een verandering van het aantal operationele segmenten resulteert in een verandering van de totale hoeveelheid eerste fluïdum werkzaam in het eerste circuit. Het vermeerderen van het aantal operationele segmenten zorgt voor een verhoging van de totale hoeveelheid eerste fluïdum werkzaam in het eerste circuit. Het verminderen van het aantal operationele segmenten zorgt voor een verlaging van de totale hoeveelheid eerste fluïdum werkzaam in het eerste circuit.Several segments are provided for this purpose that can operate independently of each other. For example, each segment can be operational independently of the other segments. As a result, the total amount of first fluid operating in the first circuit is variable. A change in the number of operating segments results in a change in the total amount of first fluid operating in the first circuit. Increasing the number of operating segments increases the total amount of first fluid operating in the first circuit. Reducing the number of operating segments decreases the total amount of first fluid operating in the first circuit.

2018/56632018/5663

BE2018/5663BE2018 / 5663

Uit voorgaande redenering volgt dat een verhouding kan gedefinieerd worden als de totale hoeveelheid eerste fluïdum werkzaam in het eerste circuit gedeeld door het volume gedefinieerd door het tweede circuit. Deze verhouding is regelbaar door het aantal operationele segmenten te veranderen. Het vermeerderen van het aantal operationele segmenten vergroot de verhouding, het verminderen van het aantal operationele segmenten verkleint de verhouding. Segmenten met verschillende eigenschappen kunnen geselecteerd worden om de verhouding te vergroten of verkleinen.From previous reasoning, it follows that a ratio can be defined as the total amount of first fluid operating in the first circuit divided by the volume defined by the second circuit. This ratio is adjustable by changing the number of operating segments. Increasing the number of operating segments increases the ratio, decreasing the number of operating segments reduces the ratio. Segments with different properties can be selected to increase or decrease the ratio.

Het verkleinen van de verhouding heeft als gevolg dat het eerste fluïdum per eenheid lucht die door het tweede circuit stroomt meer warmte opneemt. Deze hogere warmteopname heeft als voordeel dat het eerste fluïdum sneller verdampt. Het sneller verdampen van het eerste fluïdum zorgt ervoor dat er sneller op temperatuursveranderingen in de koelruimte gereageerd kan worden. Tests hebben uitgewezen dat het moment waarop koelvloeistof, met name CO2, start met verdampen in een verdamper moeilijk controleerbaar of regelbaar is. Omdat, wanneer een ruimte gekoeld moet worden, koelvloeistof in de verdamper gebracht wordt totdat het gewenste effect gemeten wordt aan de omgevingstemperatuur, is het voordelig dat de koelvloeistof onmiddellijk start met verdampen. Dit is echter in de praktijk niet het geval. Omdat koelvloeistof niet onmiddellijk start met verdampen, zal het effect van de ingebrachte koelvloeistof niet onmiddellijk meetbaar zijn aan de omgevingstemperatuur. Dit leidt tot situaties waarin te veel koelvloeistof in de verdamper gebracht wordt. Als gevolg wordt de omgevingstemperatuur overmatig gekoeld. Dit alles is het rechtstreekse gevolg van het onvoorspelbare gedrag van koelvloeistof in een verdamper, meer bepaald het moment waarop de koelvloeistof effectief start met verdampen. De uitvinding voorziet in een mechanisme om het negatieve effect van dit onvoorspelbare gedrag noemenswaardig te verminderen. Namelijk door het verkleinen van de verhouding zal de koelvloeistof noemenswaardig sneller warmte opnemen van de omgevingslucht en dus ook noemenswaardig sneller starten met verdampen. Aldus is de warmte-uitwisseling beter controleerbaar.Reducing the ratio causes the first fluid to absorb more heat per unit of air flowing through the second circuit. This higher heat absorption has the advantage that the first fluid evaporates faster. The faster evaporation of the first fluid ensures that it is possible to react more quickly to temperature changes in the cooling space. Tests have shown that the moment when coolant, especially CO2, starts evaporating in an evaporator is difficult to control or control. Since, when a room is to be cooled, coolant is introduced into the evaporator until the desired effect is measured at the ambient temperature, it is advantageous that the coolant immediately starts to evaporate. However, this is not the case in practice. Since coolant does not immediately start to evaporate, the effect of the coolant introduced will not be immediately measurable at the ambient temperature. This leads to situations where too much coolant is introduced into the evaporator. As a result, the ambient temperature is cooled excessively. All this is a direct result of the unpredictable behavior of coolant in an evaporator, in particular the moment when the coolant actually starts to evaporate. The invention provides a mechanism to significantly reduce the negative effect of this unpredictable behavior. Namely by reducing the ratio, the coolant will absorb heat of the ambient air noticeably faster and thus also start evaporating noticeably faster. The heat exchange is thus more controllable.

Het vergroten van de verhouding heeft als gevolg dat de operationele segmenten een grotere hoeveelheid eerste fluïdum kunnen doorvoeren. Dit heeft als gevolg dat een groter koelvermogen realiseerbaar is, aangezien er meer warmte opgenomen kan worden. Een groter vermogen is belangrijk wanneer de omgevingslucht snel afgekoeld dient te worden.Increasing the ratio results in the operating segments being able to transfer a greater amount of first fluid. As a result, a greater cooling capacity can be realized, since more heat can be absorbed. Greater power is important when the ambient air needs to be cooled quickly.

Door het onafhankelijk maken van het eerste segment en het tweede segment is de warmte-uitwisseling beter controleerbaar wanneer de verhouding klein gekozen wordt en is het koelvermogen maximaal wanneer de verhouding groot gekozen wordt.By making the first segment and the second segment independent, the heat exchange is more controllable when the ratio is chosen small and the cooling capacity is maximized when the ratio is chosen large.

Bij voorkeur is het eerste circuit aangepast voor het doorvoeren van CO2 als eerste fluïdum. Het tijdstip waarop CO2 verdampt in een typische verdamper kan onvoorspelbaar zijn.Preferably, the first circuit is adapted to pass CO2 as the first fluid. The timing of CO2 evaporation in a typical evaporator can be unpredictable.

2018/56632018/5663

BE2018/5663BE2018 / 5663

Hierdoor is het voordelig om de verhouding, bijvoorbeeld wanneer het houden van een constante omgevingstemperatuur belangrijk is, te wijzigen. Doordat het CO2 meer warmte opneemt per eenheid lucht die doorheen het tweede circuit stroomt, zal het sneller en meer voorspelbaar verdampen. De verhouding kan tevens gewijzigd worden wanneer maximaal koelen van de omgeving gewenst is. Hiertoe kan een maximale verhouding gekozen worden. Tests en simulaties hebben uitgewezen dat het verkleinen van de verhouding het verdampen van CO2 sneller maakt, en bijgevolg ervoor zorgt dat het houden van een constante omgevingstemperatuur eenvoudiger wordt.This makes it advantageous to change the ratio, for example when keeping a constant ambient temperature is important. Because the CO2 absorbs more heat per unit of air that flows through the second circuit, it will evaporate faster and more predictably. The ratio can also be changed when maximum cooling of the environment is desired. A maximum ratio can be chosen for this. Tests and simulations have shown that reducing the ratio makes CO2 evaporation faster, and thus makes it easier to maintain a constant ambient temperature.

Bij voorkeur is het tweede circuit aangepast voor het doorvoeren van omgevingslucht als tweede fluïdum. Een belangrijke toepassing voor het gebruik van verdampers is het koelen van omgevingslucht, bijvoorbeeld lucht in een koelruimte. Hierdoor is het voordelig dat het tweede circuit aangepast is voor het doorvoeren van de omgevingslucht, aangezien zowel de doorvoer als de warmte-uitwisseling efficiënt kan gebeuren.Preferably, the second circuit is adapted for the passage of ambient air as the second fluid. An important application for the use of evaporators is the cooling of ambient air, for example air in a cooling room. This makes it advantageous that the second circuit is adapted for the passage of the ambient air, since both the passage and the heat exchange can take place efficiently.

Bij voorkeur bevat een eerste segment van de minstens twee segmenten een eerste buis welke zich van een eerste ingang naar een eerste uitgang uitstrekt en bevat een tweede segment van de minstens twee segmenten een tweede buis welke zich van een tweede ingang naar een tweede uitgang uitstrekt. Buizen laten toe dat het eerste fluïdum van de ingang van het segment naar de uitgang van het segment kan voortbewegen. Bovendien zijn buizen typisch ingericht zodat lekken voorkomen worden.Preferably, a first segment of the at least two segments includes a first tube extending from a first entrance to a first exit, and a second segment of the at least two segments includes a second tube extending from a second entrance to a second exit. Tubes allow the first fluid to advance from the entry of the segment to the exit of the segment. In addition, pipes are typically arranged to prevent leaks.

Bij voorkeur heeft de eerste buis een eerste inhoud die groter is dan een tweede inhoud van de tweede buis. Dit verschil in inhoud zorgt ervoor dat er meer selecties van segmenten gemaakt kunnen worden met een verschillende inhoud, waardoor er meer keuze is in het kiezen van de gepaste inhoud. Voor een verdamper in gebruik met twee segmenten zijn er drie verschillende werkingskeuzes te onderscheiden.Preferably, the first tube has a first volume greater than a second volume of the second tube. This difference in content allows more selections of segments to be made with different contents, giving more choice in choosing the appropriate content. For an evaporator in use with two segments, three different operating options can be distinguished.

In een eerste keuze worden zowel de eerste buis als de tweede buis gebruikt. Dit is mogelijk door zowel het eerste segment als het tweede segment operationeel te maken. Bij deze eerste keuze heeft het eerste circuit van de verdamper een maximale werkzame inhoud, waardoor de verhouding maximaal is. Bijgevolg heeft de eerste keuze het grootste koelvermogen van de drie verschillende keuzes.In a first choice, both the first tube and the second tube are used. This is possible by making both the first segment and the second segment operational. With this first choice, the first evaporator circuit has a maximum active content, which maximizes the ratio. Consequently, the first choice has the greatest cooling capacity of the three different choices.

In een tweede keuze wordt slechts de eerste buis gebruikt. Dit is mogelijk door slechts het eerste segment operationeel te maken, en het tweede segment af te sluiten. Bij deze keuze heeft het eerste circuit van de verdamper een werkzame inhoud welke gelijk is aan de inhoud van de eerste buis. De werkzame inhoud van de verdamper in de tweede keuze is kleiner dan de werkzame inhoud van de verdamper in de eerste keuze. Hierdoor is het koelvermogen van de verdamper kleiner, maar is de warmte-uitwisseling beter controleerbaar.In a second choice, only the first tube is used. This is possible by only making the first segment operational and closing the second segment. With this selection, the first evaporator circuit has an active content equal to the content of the first tube. The active content of the evaporator in the second choice is less than the active content of the evaporator in the first choice. As a result, the evaporator's cooling capacity is smaller, but the heat exchange is more controllable.

2018/56632018/5663

BE2018/5663BE2018 / 5663

In een derde keuze wordt enkel de tweede buis gebruikt. Dit is mogelijk door slechts het tweede segment operationeel te maken en het eerste segment af te sluiten. Bij deze keuze heeft de verdamper een werkzame inhoud welke gelijk is aan de inhoud van de tweede buis. De werkzame inhoud van de verdamper in de derde keuze is kleiner dan de werkzame inhoud van de tweede keuze. Hierdoor is het totale koelvermogen van de verdamper kleiner, maar is de warmte-uitwisseling beter controleerbaar. De derde keuze heeft bijgevolg de beste controle van de drie verschillende keuzes op de warmte-uitwisseling in de verdamper.In a third choice, only the second tube is used. This is possible by only making the second segment operational and closing the first segment. With this choice, the evaporator has an active content equal to the content of the second tube. The active content of the third choice evaporator is less than the active content of the second choice. As a result, the total cooling capacity of the evaporator is smaller, but the heat exchange is more controllable. The third choice therefore has the best control of the three different choices on the heat exchange in the evaporator.

Toepassen van de verdamper volgens de uitvinding heeft een verder verrassend effect, namelijk ijsvorming op het tweede circuit van de verdamper kan geminimaliseerd worden door afwisselend verschillende segmenten van het eerste circuit te selecteren. Door verschillende segmenten van het eerste circuit te selecteren, zal ijsvorming zich op verschillende plaatsen in het tweede circuit manifesteren, en kunnen de negatieve gevolgen van de ijsvorming verminderd worden.Using the evaporator according to the invention has a further surprising effect, namely ice formation on the second circuit of the evaporator can be minimized by alternately selecting different segments of the first circuit. By selecting different segments of the first circuit, icing will manifest in different places in the second circuit, and the negative effects of icing can be reduced.

Bij voorkeur heeft de eerste buis een eerste lengte die groter is dan een tweede lengte van de tweede buis. Het verschil van lengte tussen de eerste buis en de tweede buis zorgt voor meer mogelijke combinaties waarbij de totale lengte verschillend is. Zo is er een verschil in operationele lengte indien slechts de eerste buis het eerste fluïdum doorvoert, indien slechts de tweede buis het eerste fluïdum doorvoert en indien zowel de eerste als de tweede buis het eerste fluïdum doorvoeren. Deze verschillende lengtes zorgen ervoor dat er meer verschillende verhoudingen mogelijk zijn. Dit is voordelig aangezien er beter kan gekozen worden tussen het inspelen op veranderende omgevingstemperaturen en/of het regelen van het koelvermogen van de verdamper. Het effect van buizen met verschillende lengtes is analoog aan het effect van buizen met verschillende inhoud, dat hierboven uitgebreid beschreven is. Twee buizen met verschillende lengtes kunnen nagenoeg dezelfde inhoud hebben, of een overeenstemmende verschillende inhoud hebben. Twee buizen met verschillende inhoud kunnen nagenoeg dezelfde lengte hebben, of een overeenstemmende verschillende lengte hebben.Preferably, the first tube has a first length greater than a second length of the second tube. The difference in length between the first tube and the second tube allows for more possible combinations where the total length is different. For example, there is a difference in operational length if only the first tube passes through the first fluid, if only the second tube passes through the first fluid, and if both the first and second tubes pass through the first fluid. These different lengths allow for more different proportions. This is advantageous since it is better to choose between responding to changing ambient temperatures and / or controlling the evaporator's cooling capacity. The effect of pipes of different lengths is analogous to the effect of pipes of different contents, which has been described in detail above. Two tubes of different lengths can have almost the same content, or a correspondingly different content. Two tubes of different contents can be of substantially the same length, or a correspondingly different length.

Bij voorkeur bevatten de eerste en tweede buis meerdere buisdelen, welke buisdelen in het volume nagenoeg parallel ten opzichte van elkaar liggen, en waarbij nagenoeg elk buisdeel een eerste naburig buisdeel heeft behorend tot de eerste buis en een tweede naburig buisdeel heeft behorend tot de tweede buis, zodanig dat de minstens twee segmenten elk verspreid zijn over nagenoeg het gehele volume. De productie en het onderhoud van de verdamper welke buizen bevat met buisdelen, en waarbij buisdelen nagenoeg parallel naast elkaar liggen, is goedkoop en weinig arbeidsintensief. Het is verder ook gemakkelijk om, gebruikmakend van parallelle buisdelen, elk segment nagenoeg over het gehele volume te verspreiden. Aangezien elkPreferably, the first and second tubes comprise a plurality of tube sections, which tube sections lie in volume substantially parallel to each other, and wherein virtually each tube section has a first adjacent tube section belonging to the first tube and a second adjacent tube section belonging to the second tube such that the at least two segments are each spread over almost the entire volume. The production and maintenance of the evaporator, which contains pipes with pipe parts, and where pipe parts lie almost parallel to each other, is inexpensive and little labor intensive. It is further also easy to spread each segment substantially over the entire volume using parallel tube sections. Since each

2018/56632018/5663

BE2018/5663 buisdeel een naburig buisdeel behorend tot het eerste segment en het tweede segment heeft, is de spreiding over nagenoeg het gehele volume van deze segmenten verzekerd.BE2018 / 5663 tube part has a neighboring tube part belonging to the first segment and the second segment, the spread over almost the entire volume of these segments is ensured.

Bij voorkeur vormen de buisdelen een patroon. Dit vereenvoudigt verder de onderlinge ligging van alle buisdelen, waardoor het de productie en het onderhoud verder goedkoper en minder arbeidsintensief wordt. Een patroon is ook typisch een gemakkelijke manier om een bepaald volume homogeen op te vullen. Homogeniteit is voordelig voor een voorspelbare warmte-uitwisseling, aangezien de warmte-uitwisseling gerelateerd is aan het patroon. Verder zijn de naburige buisdelen voor elk buisdeel gemakkelijker te definiëren.The tube parts preferably form a pattern. This further simplifies the mutual location of all pipe parts, making production and maintenance further cheaper and less labor-intensive. A cartridge is also typically an easy way to homogeneously fill a given volume. Homogeneity is advantageous for a predictable heat exchange, since the heat exchange is related to the pattern. Furthermore, the adjacent pipe sections are easier to define for each pipe section.

Bij voorkeur zijn naburige buisdelen in het patroon direct grenzend. Nagenoeg elk buisdeel, op buisdelen aan de randen van het patroon na, hebben hetzelfde aantal naburige buisdelen welke direct grenzend zijn.Preferably adjacent tube parts in the pattern are directly adjacent. Virtually every pipe section, except pipe sections at the edges of the cartridge, have the same number of adjacent pipe sections which are directly adjacent.

Bij voorkeur bevat het tweede circuit meerdere parallelle lamellen en waarbij het volume gedefinieerd wordt door de meerdere parallelle lamellen. Het gebruik van lamellen is voordelig aangezien deze typisch een groot oppervlak bestrijken. Dit groot oppervlak zorgt voor een grotere en eenvoudigere warmte-uitwisseling tussen het tweede fluïdum, typisch omgevingslucht, en het tweede circuit. Hierdoor is het voordelig om het volume te definiëren door de parallelle lamellen.Preferably, the second circuit includes a plurality of parallel vanes and the volume is defined by the multiple parallel vanes. The use of slats is advantageous since they typically cover a large area. This large surface area allows for greater and easier heat exchange between the second fluid, typically ambient air, and the second circuit. This makes it advantageous to define the volume by the parallel slats.

De uitvinding voorziet verder in een koelsysteem bevattende de verdamper volgens de uitvinding, waarbij het koelsysteem verbonden is met het eerste circuit van de verdamper voor het doorvoeren van het eerste fluïdum. Een koelsysteem bevat typisch minstens een condensor en een verdamper met een compressor en expansieventiel. De werking van een koelsysteem is bekend voor de vakman en wordt daarom in deze beschrijving niet in detail uitgelegd. Ter plaatse van de verdamper kan warmte opgenomen worden en ter plaatse van de condensor warmte kan afgegeven worden. Het afgeven van de warmte gebeurt typisch aan een temperatuur die noemenswaardig hoger is dan het opnemen van de warmte, zodanig dat een omgeving koelbaar is. Het koelsysteem bevat verder typisch een gesloten circuit welke het eerste fluïdum bevat.The invention further provides a cooling system containing the evaporator according to the invention, wherein the cooling system is connected to the first circuit of the evaporator for the passage of the first fluid. A cooling system typically includes at least a condenser and an evaporator with a compressor and expansion valve. The operation of a cooling system is known to the person skilled in the art and is therefore not explained in detail in this description. Heat can be absorbed at the evaporator and heat can be emitted at the condenser. Heat is typically released at a temperature significantly higher than heat absorption, such that an environment is coolable. The cooling system further typically includes a closed circuit containing the first fluid.

Het gebruik van de verdamper volgens de uitvinding in het koelsysteem heeft als voordeel dat het koelsysteem een betere controle toelaat op de warmte-uitwisseling ter hoogte van de verdamper.The use of the evaporator according to the invention in the cooling system has the advantage that the cooling system allows better control of the heat exchange at the level of the evaporator.

Bij voorkeur bevat het koelsysteem minstens één klep voor het regelen van het eerste fluïdum, zodanig dat een eerste doorvoer van het eerste fluïdum door het eerste segment en een tweede doorvoer van het eerste fluïdum door het tweede segment onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn. Het gebruik van een klep is een eenvoudige manier om de doorvoer van het eerste fluïdum te regelen. Het is mogelijk om kleppen te voorzien zodanig dat elk segment onafhankelijkPreferably, the cooling system includes at least one valve for controlling the first fluid, such that a first passage of the first fluid through the first segment and a second passage of the first fluid through the second segment are independently controllable. Using a valve is an easy way to control the flow of the first fluid. It is possible to provide valves such that each segment is independent

2018/56632018/5663

BE2018/5663 regelbaar is. Dit heeft als voordeel dat het mogelijk is om de verhouding op een eenvoudige manier groter of kleiner te maken.BE2018 / 5663 is adjustable. This has the advantage that it is possible to make the ratio larger or smaller in a simple manner.

Bij voorkeur bevat het koelsysteem verder een ventilator voor het forceren van een luchtstroom doorheen het tweede circuit. Het forceren van een luchtstroom zorgt voor een gecontroleerde doorvoer van omgevingslucht, waardoor de warmte-uitwisseling optimaler kan gebeuren.Preferably, the cooling system further includes a fan for forcing an air flow through the second circuit. Forcing an air flow ensures a controlled flow of ambient air, which allows the heat exchange to take place more optimally.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

In de tekening laat:In the drawing:

figuur 1 een uitvoeringsvorm zien van een koelsysteem volgens de stand van de techniek;Figure 1 shows an embodiment of a cooling system according to the prior art;

figuur 2 een schematisch model zien van een verdamper volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding;figure 2 shows a schematic model of an evaporator according to a first embodiment of the invention;

figuur 3 een schematisch model zien van een doorsnede van een verdamper volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding;figure 3 shows a schematic model of a cross section of an evaporator according to a further embodiment of the invention;

figuur 4 een uitvoeringsvorm zien van een koelsysteem volgens de uitvinding; en figuur 5 een schematisch model zien van een verdamper volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding.figure 4 shows an embodiment of a cooling system according to the invention; and Figure 5 shows a schematic model of an evaporator according to an alternative embodiment of the invention.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.In the drawing, the same or analogous element is assigned the same reference numeral.

Een verdamper is in de context van deze beschrijving gedefinieerd als een apparaat dat warmte-uitwisseling faciliteert tussen een koelmiddel en lucht, die respectievelijk doorheen een eerste circuit en een tweede circuit stromen. Voor de vakman is het duidelijk dat de verdamper slechts een voorkeursuitvoeringsvorm is. Verdamper volgens de uitvinding is bruikbaar in andere toepassingen, zo kan de verdamper bijvoorbeeld ook als vloeistof - lucht warmtewisselaar dienen.An evaporator is defined in the context of this description as a device that facilitates heat exchange between a refrigerant and air flowing through a first circuit and a second circuit, respectively. It is clear to the skilled person that the evaporator is only a preferred embodiment. Evaporator according to the invention can be used in other applications, for example the evaporator can also serve as a liquid-air heat exchanger.

Een koelmiddel is gedefinieerd als een vulling van een koelcircuit. De vakman begrijpt dat een koelmiddel een gasfase en een vloeistoffase heeft, die afgewisseld worden om de koelwerking van het koelcircuit te bekomen teneinde warmte te transporteren. Traditioneel vertoont een koelcyclus een gasfase en een vloeistoffase, en wordt een verdamper en een condensor voorzien voor het respectievelijk opnemen en afgeven van warmte. Tussen verdamper en condensor worden een expansieventiel en een compressor voorzien voor het wijzigen van de druk van het koelmiddel en voor het circuleren van het koelmiddel in het koelcircuit.A coolant is defined as a charge in a cooling circuit. The person skilled in the art understands that a coolant has a gas phase and a liquid phase, which are alternated to obtain the cooling effect of the cooling circuit in order to transport heat. Traditionally, a refrigeration cycle has a gas phase and a liquid phase, and an evaporator and condenser are provided for receiving and releasing heat, respectively. An expansion valve and a compressor are provided between the evaporator and condenser to change the pressure of the refrigerant and to circulate the refrigerant in the refrigeration circuit.

Een koelruimte, ook klimaatruimte genoemd, wordt gedefinieerd als een ruimte die aangepast is om een gewenste temperatuur of een gewenst klimaat, dat sterk kan afwijken vanA cold room, also called a climate room, is defined as a room that is adapted to a desired temperature or climate, which can deviate greatly from

2018/56632018/5663

BE2018/5663 de omgevingstemperatuur of het omgevingsklimaat, vast te houden. Zelfs wanneer de temperatuur in de koelruimte niet sterk afwijkt, kan de koelruimte functioneren om de temperatuur in de koelruimte te handhaven door warmte van bronnen in de koelruimte te compenseren. Typisch wordt een koelruimte gevormd door een kamer waarvan de muren, deuren, het plafond en de vloer goed geïsoleerd zijn en waarin de luchtverversing hoofdzakelijk machinaal geregeld wordt.BE2018 / 5663 to maintain the ambient temperature or the ambient climate. Even if the temperature in the refrigerator compartment does not differ significantly, the refrigerator compartment can function to maintain the temperature in the refrigerator compartment by compensating heat from sources in the refrigerator compartment. Typically, a cooling room is formed by a room whose walls, doors, ceiling and floor are well insulated and in which the air exchange is mainly controlled by machine.

Figuur 1 toont een vereenvoudigde schematische weergave van een opbouw van een koelsysteem volgens een uitvoeringsvorm gekend in de stand van de techniek. Hierbij toont figuur 1 een verdamper 1 voor het afgeven van warmte naar de omgevingslucht. Compressor 2 dient voor het verhogen van de druk van het koelmiddel 10. Condensor 3 dient voor het opnemen van warmte uit de omgeving. Expansieventiel 4 dient voor het verlagen van de druk van het koelmiddel 10. Daarbij is verdamper 1 door middel van buizen verbonden met compressor 2, compressor 2 verbonden met condensor 3, condensor 3 verbonden met expansieventiel 4 en het expansieventiel 4 verbonden met de verdamper 1. Hierdoor wordt een buizencircuit 9 gevormd waarin voornoemde elementen opeenvolgend voorzien zijn. Het buizencircuit 9 is een gesloten circuit, gevuld met het koelmiddel 10. Het koelmiddel 10 bevindt zich in het buizencircuit 9 en is circuleerbaar door de elementen van het koelsysteem, waardoor het verschillende stappen doorloopt die hieronder kort toegelicht worden. Daarbij zal voor de vakman duidelijk zijn dat de verschillende stappen niet opeenvolgend maar wel tegelijk gebeuren terwijl het koelmiddel circuleert in het circuit.Figure 1 shows a simplified schematic representation of a construction of a cooling system according to an embodiment known in the prior art. Figure 1 shows an evaporator 1 for delivering heat to the ambient air. Compressor 2 serves to increase the pressure of the refrigerant 10. Condenser 3 serves to absorb heat from the environment. Expansion valve 4 serves to reduce the pressure of the refrigerant 10. Evaporator 1 is connected to compressor 2 by pipes, compressor 2 is connected to condenser 3, condenser 3 is connected to expansion valve 4 and expansion valve 4 is connected to evaporator 1. A tube circuit 9 is formed in which the above-mentioned elements are successively provided. The tubing circuit 9 is a closed circuit, filled with the coolant 10. The coolant 10 is contained in the tubing circuit 9 and is circulated through the elements of the cooling system, through which it goes through several steps which are briefly explained below. It will be clear to the person skilled in the art that the different steps do not take place consecutively but simultaneously while the coolant circulates in the circuit.

In een eerste stap in de verdamper 1 wordt warmte uitgewisseld tussen het koelmiddel 7 en de lucht in de klimaatruimte. De warmte-uitwisseling gebeurt voornamelijk binnen een vooraf bepaald volume 19. Typisch wordt deze uitwisseling geoptimaliseerd door lamellen 26 die het contactoppervlak tussen de verdamper 1 en de lucht maximaliseren. De lamellen 26 definiëren bij voorkeur het volume 19. Meer bepaald is het volume 19 gedefinieerd als de combinatie van alle lamellen 26 inclusief de ruimtes die zich tussen aangrenzende lamellen 26 uitstrekken. De verdamper 1 bevindt zich in de koelruimte welke gekoeld dient te worden. Omgevingslucht 5 wordt geforceerd door de verdamper 1, waardoor een luchtstroom ontstaat voor het koelen van de koelruimte. Dit wordt typisch gedaan door het voorzien van een ventilator of een ander luchtstuurmiddel. De omgevingslucht 5 welke door de verdamper geforceerd wordt geeft warmte af aan het koelmiddel 10. Na de warmte-uitwisseling verlaat de omgevingslucht de verdamper 1 als afgekoelde lucht 6.In a first step in the evaporator 1, heat is exchanged between the refrigerant 7 and the air in the climate chamber. The heat exchange mainly takes place within a predetermined volume 19. Typically, this exchange is optimized by fins 26 which maximize the contact area between the evaporator 1 and the air. The slats 26 preferably define the volume 19. More specifically, the volume 19 is defined as the combination of all the slats 26 including the spaces extending between adjacent slats 26. The evaporator 1 is located in the cooling room which must be cooled. Ambient air 5 is forced by the evaporator 1, creating an air flow for cooling the cooling space. This is typically done by providing a fan or other air control device. The ambient air 5 forced by the evaporator gives off heat to the refrigerant 10. After the heat exchange, the ambient air leaves the evaporator 1 as cooled air 6.

Het koelmiddel 10 heeft bij het binnenstromen in de verdamper een relatief lage temperatuur en een relatief lage druk. Het koelmiddel 10 is typisch vloeibaar. Met andere woorden is het koelmiddel 10 in vloeibare vorm met lage druk 11. In een typische verdamper zorgt warmteuitwisseling met de omgevingslucht 5 ervoor dat het koelmiddel 10 verdampt. Het koelmiddel 10The refrigerant 10, when flowing into the evaporator, has a relatively low temperature and a relatively low pressure. The coolant 10 is typically liquid. In other words, the refrigerant 10 is in liquid form with low pressure 11. In a typical evaporator, heat exchange with the ambient air 5 causes the refrigerant 10 to evaporate. The refrigerant 10

2018/56632018/5663

BE2018/5663 gaat dus van een vloeibare vorm naar een gasvorm. Hierbij neemt het koelmiddel warmte op van de omgevingslucht. Dit opnemen van warmte gebeurt aan een nagenoeg constante temperatuur.BE2018 / 5663 therefore goes from a liquid form to a gas form. The coolant absorbs heat from the ambient air. This heat absorption takes place at a virtually constant temperature.

Het koelmiddel komt uit de verdamper in de gasfase en met een lage druk 12. De druk van het koelmiddel in gasvorm met lage druk 12 wordt vervolgens verhoogd in de compressor 2. Het verhogen van deze druk in deze stap zorgt voor een temperatuursverhoging van het koelmiddel. De compressor zorgt er tevens voor dat koelmiddel circuleert in het koelcircuit.The refrigerant exits from the gas phase evaporator at a low pressure 12. The pressure of the low pressure gaseous refrigerant 12 is then increased in the compressor 2. Increasing this pressure in this step will increase the temperature of the refrigerant . The compressor also ensures that refrigerant circulates in the refrigeration circuit.

Het koelmiddel in gasvorm met hoge druk 13 wordt voor de volgende stap doorgevoerd naar de condensor 3. In condensor 3 wordt een warmte-uitwisseling gefaciliteerd tussen het koelmiddel 10 en verdere omgevingslucht, bijvoorbeeld buitenlucht, waarbij een stroom verdere omgevingslucht aangevoerd wordt volgens pijl 7. De verdere omgevingslucht neemt warmte op van het koelmiddel 10, waardoor de verdere omgevingslucht opwarmt. De verdere omgevingslucht verlaat de condensor als verwarmde lucht 8. Het koelmiddel 10 geeft warmte af en ondergaat typisch een faseovergang terug naar de vloeibare vorm.The gaseous refrigerant with high pressure 13 is passed on to the condenser 3 for the next step. In condenser 3, a heat exchange is facilitated between the refrigerant 10 and further ambient air, for example outside air, whereby a flow of further ambient air is supplied according to arrow 7. The further ambient air takes up heat from the coolant 10, causing the further ambient air to heat up. The further ambient air leaves the condenser as heated air 8. The refrigerant 10 releases heat and typically undergoes a phase transition back to the liquid form.

Het koelmiddel komt uit de condensor in de vloeistof fase en met een hoge druk. De druk van het koelmiddel in vloeibare vorm met hoge druk 14 wordt vervolgens in een vierde stap verlaagd in het expansieventiel 4. Het verlagen van de druk zorgt voor een verlaging van de temperatuur van het koelmiddel. Het koelmiddel in vloeibare vorm met lage druk 11 stroomt vervolgens terug naar de verdamper, waar de cyclus wordt herhaald.The refrigerant comes out of the condenser in the liquid phase and with a high pressure. The pressure of the high pressure liquid refrigerant 14 is then lowered in the expansion valve 4 in a fourth step. Reducing the pressure decreases the temperature of the refrigerant. The low pressure liquid refrigerant 11 then flows back to the evaporator where the cycle is repeated.

Bij voorkeur is de verdere omgevingslucht 7 buitenlucht. De vakman begrijpt dat, om het rendement van het koelsysteem zo hoog mogelijk te krijgen, de warmteopname uit de koelruimte bij voorkeur zo dicht mogelijk ligt bij de hoeveelheid warmteafgifte aan de verdere omgevingslucht. In de praktijk is dit ten gevolge van warmteverliezen en koeltechnische werkingsprincipes niet mogelijk. Echter het streefdoel blijft om de warmteopname 12 en de warmteafgifte 11 zo dicht mogelijk bij elkaar te krijgen.Preferably, the further ambient air 7 is outside air. The person skilled in the art understands that in order to get the efficiency of the cooling system as high as possible, the heat absorption from the cooling space is preferably as close as possible to the amount of heat release to the further ambient air. In practice, this is not possible due to heat losses and refrigeration operating principles. However, the goal remains to get the heat absorption 12 and the heat output 11 as close together as possible.

Er kan een onderscheid gemaakt worden in natuurlijke en synthetische koelmiddelen 10. Typische voorbeelden van natuurlijke koelmiddelen zijn ammoniak, propaan butaan en pentaan. Typische voorbeelden van synthetische koelmiddelen zijn Chloorfluorkoolstofverbindingen (CFK's) en Fluorkoolwaterstofverbindingen (HFK’s). Een ander voorbeeld is CO2. CO2 is een niet-toxisch natuurlijk koelmiddel met een lage kritische temperatuur. Hierdoor kunnen koelsystemen welke gebruik maken van CO2 als koelmiddel in het zogeheten ‘trans-kritisch gebied’ werken. Verder is CO2 zeer geschikt als lage-temperatuur koelmiddel, waardoor het vaak gebruikt wordt in industriële invriestoepassingen. Verder is CO2 uitzonderlijk geschikt voor het gebruik in warmtepomptoepassingen.A distinction can be made between natural and synthetic coolants 10. Typical examples of natural coolants are ammonia, propane butane and pentane. Typical examples of synthetic refrigerants are Chlorofluorocarbons (CFCs) and Fluorocarbon Compounds (HFCs). Another example is CO2. CO2 is a non-toxic natural coolant with a low critical temperature. This allows cooling systems that use CO2 as a coolant to work in the so-called "trans-critical area". Furthermore, CO2 is very suitable as a low-temperature coolant, which means that it is often used in industrial freezing applications. Furthermore, CO2 is exceptionally suitable for use in heat pump applications.

Figuur 2 toont een schematisch model van een uitvoeringsvorm van een verdamper volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.Figure 2 shows a schematic model of an embodiment of an evaporator according to a first embodiment of the invention.

2018/56632018/5663

BE2018/5663BE2018 / 5663

Figuur 2 toont een eerste circuit 15 voor het doorvoeren van het koelmiddel 10.Figure 2 shows a first circuit 15 for the passage of the coolant 10.

Dit eerste circuit bevat een eerste segment 17 en een tweede segment 18. Verder toont figuur 2 een tweede circuit 16. Het tweede circuit 16 is gevormd door meerdere parallelle lamellen en is daarmee ingericht voor het doorvoeren van de omgevingslucht. Verder definieert het tweede circuit 16 een volume 19.This first circuit contains a first segment 17 and a second segment 18. Furthermore, figure 2 shows a second circuit 16. The second circuit 16 is formed by a plurality of parallel slats and is thus arranged for the passage of the ambient air. Furthermore, the second circuit 16 defines a volume 19.

Het eerste circuit 15 is verspreid over nagenoeg het gehele volume 19. Meer bepaald is elk segment van het eerste circuit 15 verspreid over nagenoeg het gehele volume 19. Door het eerste circuit 16 te verspreiden over nagenoeg het gehele volume, wordt het gehele volume gebruikt voor de warmte-uitwisseling. De warmte-uitwisseling tussen het koelmiddel 10 en de lucht typisch is beter wanneer het gehele volume gebruikt wordt dan wanneer slechts een deel van het volume gebruikt wordt. Zoals vertoond in figuur 2 is het mogelijk dat het eerste circuit 15 zich gedeeltelijk buiten het volume 19 uitstrekt. Het eerste circuit 15 is hierbij nog steeds verspreid over nagenoeg het gehele volume 19. Bij voorkeur bevindt minstens de helft van het eerste circuit 15 zich binnen het volume 19, verder bij voorkeur minstens drie vierde, meest bij voorkeur minstens vier vijfde.The first circuit 15 is distributed over almost the entire volume 19. More specifically, each segment of the first circuit 15 is spread over almost the entire volume 19. By distributing the first circuit 16 over almost the entire volume, the entire volume is used for the heat exchange. The heat exchange between the coolant 10 and the air is typically better when the whole volume is used than when only part of the volume is used. As shown in Figure 2, the first circuit 15 may extend partially outside the volume 19. The first circuit 15 is still spread over almost the entire volume 19. Preferably at least half of the first circuit 15 is located within volume 19, further preferably at least three-fourths, most preferably at least four-fifths.

Een analoge redenering kan gemaakt worden voor het eerste segment 17 en het tweede segment 18. Het eerste segment 17 is verspreid over nagenoeg het gehele volume 19. Hierdoor wordt, indien het eerste segment 17 operationeel is, de warmte-uitwisseling tussen het koelmiddel 10 en de lucht verbeterd ten opzichte van wanneer het eerste segment 17 niet verspreid is over het gehele volume 19. Een operationeel segment is een segment dat het koelmiddel 10 doorvoert. Het tweede segment 18 is ook verspreid over nagenoeg het gehele volume 19. Hierdoor wordt, indien het tweede segment 18 operationeel is, de warmte-uitwisseling tussen het koelmiddel 10 en de lucht verbeterd ten opzichte van wanneer het tweede segment 18 niet verspreid is over het gehele volume 19.An analogous reasoning can be made for the first segment 17 and the second segment 18. The first segment 17 is spread over almost the entire volume 19. As a result, if the first segment 17 is operational, the heat exchange between the coolant 10 and the air improves compared to when the first segment 17 is not distributed over the entire volume 19. An operational segment is a segment that carries the coolant 10. The second segment 18 is also spread over almost the entire volume 19. As a result, if the second segment 18 is operational, the heat exchange between the coolant 10 and the air is improved compared to when the second segment 18 is not spread over the entire volume 19.

Het eerste circuit 15 bevat bij voorkeur buizen, welke het koelmiddel 10 doorvoeren van een ingang 22 naar een uitgang 23. Meer bepaald bevat het eerste circuit 15 een eerste buis 20 behorend tot het eerste segment 17 welke eerste buis 20 het koelmiddel 10 van de ingang 22 naar de uitgang 23 kan doorvoeren, en bevat het eerste circuit een tweede buis 21 behorend tot het tweede segment 18 welke tweede buis 21 het koelmiddel 10 van de ingang 22 naar de uitgang 23 kan doorvoeren. Het eerste circuit 15 is bij voorkeur ingericht voor het doorvoeren van CO2.The first circuit 15 preferably contains tubes, which pass the coolant 10 from an inlet 22 to an outlet 23. More specifically, the first circuit 15 contains a first tube 20 belonging to the first segment 17, which first tube 20 contains the coolant 10 of the inlet 22 to pass through to outlet 23, and the first circuit includes a second tube 21 belonging to the second segment 18, which second tube 21 can pass through coolant 10 from inlet 22 to outlet 23. The first circuit 15 is preferably arranged for the passage of CO2.

Het eerste segment 17 en het tweede segment 18 hebben een regelbare doorvoer. Het eerste segment is ingericht om het koelmiddel 10 onafhankelijk van het tweede segment 18 door te voeren. Daarbij wil onafhankelijk zeggen dat koelmiddel doorheen het eerste segment kan stromen ongeacht of er koelmiddel 10 doorheen het tweede segment stroomt. Het tweede segmentThe first segment 17 and the second segment 18 have controllable throughput. The first segment is arranged to pass the coolant 10 independently of the second segment 18. This means independently that coolant can flow through the first segment regardless of whether coolant 10 flows through the second segment. The second segment

2018/56632018/5663

BE2018/5663 is ingericht om het koelmiddel 10 onafhankelijk van het eerste segment 18 door te voeren. Een segment dat koelmiddel 10 doorvoert wordt beschouwd als een operationeel segment. Het eerste segment 17 en het tweede segment 18 kunnen dus onafhankelijk van elkaar operationeel zijn.BE2018 / 5663 is arranged to pass the coolant 10 independently of the first segment 18. A refrigerant throughput segment is considered an operational segment. Thus, the first segment 17 and the second segment 18 can be operated independently of each other.

De eerste buis 20 en de tweede buis 21 hebben elk een vooraf bepaalde inhoud en lengte. De vooraf bepaalde lengte en/of inhoud van de eerste buis 20 is bij voorkeur verschillend dan de vooraf bepaalde lengte en/of inhoud van de tweede buis 21. Het koelmiddel 10 kan door het eerste segment 17, door het tweede segment 18 of door een combinatie van het eerste segment en het tweede segment doorgevoerd worden.The first tube 20 and the second tube 21 each have a predetermined volume and length. The predetermined length and / or content of the first tube 20 is preferably different from the predetermined length and / or content of the second tube 21. The coolant 10 can pass through the first segment 17, through the second segment 18 or through a combination of the first segment and the second segment.

Het tweede circuit 16 bevat meerdere parallelle lamellen 26. Lamellen 26 zijn ingericht voor het uitwisselen van warmte tussen de warme omgevingslucht 5 en het koelmiddel 10. Lamellen 26 zijn bij voorkeur ingericht voor het voorzien in een groot contactoppervlak tussen de omgevingslucht en het eerste circuit 15. De lamellen 26 liggen bij voorkeur parallel ten opzichte van elkaar. Hierdoor kan het volume 19 gedefinieerd worden als de lamellen 26 en de ruimte tussen aaneengrenzende lamellen 26. De lamellen 26 zijn bij voorkeur ingericht voor het houden van het eerste circuit 15.The second circuit 16 includes a plurality of parallel vanes 26. Vanes 26 are arranged to exchange heat between the warm ambient air 5 and the coolant 10. Vanes 26 are preferably arranged to provide a large contact area between the ambient air and the first circuit 15 The slats 26 are preferably parallel to each other. The volume 19 can hereby be defined as the lamellae 26 and the space between adjacent lamellae 26. The lamellae 26 are preferably adapted to hold the first circuit 15.

De eerste buis 20 en de tweede buis 21 bevatten respectievelijk eerste buisdelen en tweede buisdelen. Deze buisdelen liggen nagenoeg parallel ten opzichte van elkaar in het volume 19. Bij voorkeur steekt elk buisdeel dwars doorheen de lamellen 26 zodanig dat elk buisdeel in contact komt met nagenoeg alle lamellen 26 in het volume 19. Bij voorkeur worden de buisdelen in een nagenoeg loodrechte richting verbonden met de lamellen 26.The first tube 20 and the second tube 21 contain first tube parts and second tube parts, respectively. These pipe parts lie almost parallel to each other in the volume 19. Preferably, each pipe part protrudes transversely through the slats 26, such that each pipe part comes into contact with almost all slats 26 in the volume 19. Preferably, the pipe parts are arranged in a substantially perpendicular direction connected to the slats 26.

Het volume 19 is het gebied waarin de warmte-uitwisseling plaatsvindt. De luchtstroom van omgevingslucht 5 wordt door het volume geforceerd. Hierdoor wordt de omgevingslucht 5 langs de lamellen 26 gevoerd. Aangezien de lamellen in contact staan met de het eerste circuit 15 via de buisdelen, is warmte uitwisselbaar met het koelmiddel 10. De vakman zal inzien dat het volume 19 op figuur 2 groter of kleiner kan zijn dan gedefinieerd voor het verduidelijken van de figuur. Anders zouden buitenste lamellen en de randen van het volume 19 samenvallen, hetgeen moeilijk weer te geven is in de figuur.The volume 19 is the area in which the heat exchange takes place. The air flow of ambient air 5 is forced through the volume. As a result, the ambient air 5 is passed along the slats 26. Since the fins are in contact with the first circuit 15 through the tube sections, heat is exchangeable with the coolant 10. Those skilled in the art will appreciate that the volume 19 in Figure 2 may be larger or smaller than defined to illustrate the figure. Otherwise, outer slats and the edges of the volume 19 would coincide, which is difficult to represent in the figure.

Elk segment heeft ter plaatste van een eerste uiteinde de ingang 22 en ter plaatse van het andere uiteinde de uitgang 23. De ingang 22 en de uitgang 23 zijn bij voorkeur ingericht voor een koppelen aan het buizencircuit 9 van het koelsysteem. Hierdoor maakt het eerste circuit 15 een deel uit van het buizencircuit.Each segment has the inlet 22 at a first end and the outlet 23 at the other end. The inlet 22 and the outlet 23 are preferably adapted for coupling to the pipe circuit 9 of the cooling system. As a result, the first circuit 15 forms part of the piping circuit.

Figuur 3 toont een schema van een doorsnede loodrecht op de buisdelen van een verdamper met twee segmenten volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Figuur 3 toont de buisdelen van het eerste segment 17 en het tweede segment 18, welke buisdelen parallel liggen ten opzichte van elkaar. In figuur 3 is het patroon zichtbaar. De buisdelen in het patroon zijn in rijenFigure 3 shows a schematic sectional view perpendicular to the tubing sections of a two-segment evaporator according to an embodiment of the invention. Figure 3 shows the pipe sections of the first segment 17 and the second segment 18, which pipe sections lie parallel to each other. In figure 3 the pattern is visible. The pipe sections in the pattern are in rows

2018/56632018/5663

BE2018/5663 en kolommen opgedeeld in figuur 3. Figuur 3 illustreert verder hoe de meerdere buisdelen opgedeeld kunnen worden in twee segmenten. Meer bepaald is in figuur 3 een verbinding getoond tussen buisdelen die bij eenzelfde segment horen. Uit de getoonde verbindingen is ook af te leiden hoe elk segment verdeeld is over nagenoeg het gehele volume.BE2018 / 5663 and columns divided in figure 3. Figure 3 further illustrates how the multiple pipe sections can be divided into two segments. More specifically, figure 3 shows a connection between pipe parts belonging to the same segment. From the connections shown it can also be deduced how each segment is distributed over almost the entire volume.

Het eerste segment 17 wordt door een lijn weergegeven, waarbij de lijn de ingang 22, de buisdelen en de uitgang 23 van het eerste segment 17 verbindt. Het tweede segment 18 wordt door een andere lijn weergegeven, waarbij de lijn de ingang 22, de buisdelen en de uitgang 23 van het tweede segment 18 verbindt. In figuur 3 bevat het eerste segment 17 twee keer zoveel buisdelen dan het tweede segment 18.The first segment 17 is represented by a line, the line connecting the input 22, the pipe sections and the output 23 of the first segment 17. The second segment 18 is represented by another line, the line connecting the input 22, the pipe sections and the output 23 of the second segment 18. In figure 3, the first segment 17 contains twice as many tube parts as the second segment 18.

In het ontstane patroon zijn voor elk buisdeel naburige buisdelen te onderscheiden. Een centraal buisdeel heeft acht naburige buisdelen, een randbuisdeel is een buisdeel dat zich aan een rand van het patroon bevindt en heeft zes naburige buisdelen en een hoekbuisdeel is een buisdeel dat zich op een hoek van het patroon bevindt en heeft drie naburige buisdelen. Voor de vakman is het duidelijk dat verschillende uitvoeringsvormen andere patronen kunnen hebben, waarbij het aantal naburige buisdelen anders is.In the resulting pattern, neighboring tube parts can be distinguished for each pipe section. A central tubing section has eight adjacent tubing sections, an edge tubing section is a tubing section located at an edge of the cartridge and has six adjacent tubing sections, and a corner tubing section is a tubing section located at an angle of the cartridge and has three adjacent tubing sections. It is clear to the skilled person that different embodiments may have different patterns, the number of adjacent tube parts being different.

Een buisdeel behorend tot het eerste segment 17 heeft steeds een naburig buisdeel behorend tot het tweede segment 18. Een buisdeel behorend tot het tweede segment 18 heeft steeds een naburig buisdeel behorend tot het eerste segment 17. Hierdoor wordt een goede spreiding doorheen het volume 19 van elk segment verzekerd. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat andere uitvoeringsvormen kunnen bedacht worden waarin niet elk buisdeel behorend tot het eerste segment 17 een naburig buisdeel behorend tot het tweede segment 18 heeft, zonder af te wijken van de werkingsprincipes van de uitvinding. Dit kan bijvoorbeeld door de verdamper 1 zodanig aan te passen dat een hoekbuisdeel van het eerste segment 17 geen naburige buisdelen behorend tot het tweede segment 18 bevat. Bij voorkeur heeft elk centraal buisdeel behorend tot het eerste segment 17 een naburig buisdeel behorend tot het tweede segment 18, verder bij voorkeur hebben alle centrale buisdelen en randbuisdelen behorend tot het eerste segment 17 een naburig buisdeel behorend tot het tweede segment 18, meest bij voorkeur heeft elk buisdeel behorend tot het eerste segment 17 een naburig buisdeel behorend tot het tweede segment 18.A pipe part belonging to the first segment 17 always has an adjacent pipe part belonging to the second segment 18. A pipe part belonging to the second segment 18 always has an adjacent pipe part belonging to the first segment 17. This ensures a good spread throughout the volume 19 of every segment insured. It will be apparent to those skilled in the art that other embodiments can be envisioned in which not every tubing belonging to the first segment 17 has an adjacent tubing belonging to the second segment 18 without departing from the operating principles of the invention. This can be done, for example, by adapting the evaporator 1 such that a corner tube part of the first segment 17 does not contain neighboring tube parts belonging to the second segment 18. Preferably, each central tube part belonging to the first segment 17 has an adjacent tube part belonging to the second segment 18, further preferably all central tube parts and edge tube parts belonging to the first segment 17 have an adjacent tube part belonging to the second segment 18, most preferably each tube part belonging to the first segment 17 has an adjacent tube part belonging to the second segment 18.

Figuur 4 laat een vereenvoudigde schematische weergave zien van een koelsysteem met een verdamper volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Hiertoe is de verdamper 1 aan ingang 22 en uitgang 23 verbonden met het buizencircuit 9, waardoor het eerste circuit 15 van verdamper 1 een deel uitmaakt van het buizencircuit 9. Het buizencircuit 9 is een gesloten circuit, bevattende het koelmiddel 10. Verder is het koelsysteem ingericht met één of meerdere kleppen 28. De één of meerdere kleppen 28 maken het mogelijk om de doorvoer van het koelmiddel 10 door het eerste segment 17 en het tweede segment 18 te regelen. Bij voorkeur wordtFigure 4 shows a simplified schematic representation of a refrigeration system with an evaporator according to an embodiment of the invention. For this purpose, the evaporator 1 at input 22 and output 23 is connected to the pipe circuit 9, whereby the first circuit 15 of evaporator 1 forms part of the pipe circuit 9. The pipe circuit 9 is a closed circuit, containing the refrigerant 10. Furthermore, the cooling system arranged with one or more valves 28. The one or more valves 28 make it possible to control the throughput of the coolant 10 through the first segment 17 and the second segment 18. Preferably

2018/56632018/5663

BE2018/5663 de doorvoer van het koelmiddel 10 geregeld door een driewegklep. Alternatief wordt de doorvoer van het koelmiddel 10 geregeld door een klep aan de ingang 22 van elk segment. Verder alternatief kunnen kleppen voorzien worden ter plaatse van de uitgang van elk segment.BE2018 / 5663 the flow of the coolant 10 controlled by a three-way valve. Alternatively, the flow of the coolant 10 is controlled by a valve at the inlet 22 of each segment. A further alternative is to provide valves at the exit of each segment.

Figuur 5 laat een schematisch model zien van een verdamper volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding. De verdamper volgens deze alternatieve uitvoeringsvorm bevat een eerste segment 17, een tweede segment 18 en een derde segment 24. Het derde segment is, net zoals het eerste en tweede segment, gevormd als een buis welke ingericht is om het koelmiddel 10 door te voeren van een ingang 22 naar een uitgang 23. Het derde segment 24 is ook verspreid over nagenoeg het volledige volume 19. De vakman zal inzien dat het mogelijk is om een verschillende inhoud en/of lengte te gebruiken voor elk segment waardoor er meer keuze is in het kiezen van de verhouding.Figure 5 shows a schematic model of an evaporator according to an alternative embodiment of the invention. The evaporator of this alternative embodiment includes a first segment 17, a second segment 18 and a third segment 24. The third segment, like the first and second segments, is formed as a tube adapted to pass the refrigerant 10 from an input 22 to an output 23. The third segment 24 is also spread over almost the entire volume 19. The skilled person will recognize that it is possible to use a different content and / or length for each segment, so that there is more choice in the choosing the ratio.

Het koelsysteem bevattende een verdamper in een uitvoeringsvorm zoals getoond in figuur 5 is ingericht met kleppen welke de doorvoer van het koelmiddel 10 door de verschillende segmenten regelen. Hierdoor is elk segment van de verdamper onafhankelijk van de andere segmenten bruikbaar.The cooling system containing an evaporator in an embodiment as shown in Figure 5 is arranged with valves that control the passage of the coolant 10 through the different segments. This makes each segment of the evaporator usable independently of the other segments.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.Based on the description above, those skilled in the art will understand that the invention can be practiced in different ways and on different principles. In addition, the invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments, as well as the figures, are merely illustrative and serve only to enhance the understanding of the invention. Therefore, the invention will not be limited to the embodiments described herein, but is defined in the claims.

Claims

An evaporator for use in a refrigeration system, the evaporator comprising a first circuit and a second circuit, the first circuit being arranged to transfer a first fluid and the second circuit being arranged to transfer a second fluid, the second circuit defines a volume and the first circuit is distributed over substantially the entire volume to facilitate heat exchange between the first fluid and the second fluid, the first circuit comprising at least two segments arranged at least two segments to be independent to pass the first fluid from one another, characterized in that the at least two segments are each spread over substantially the entire volume.

Evaporator according to claim 1, wherein the first circuit is adapted to pass CO2 as the first fluid.

Evaporator according to claim 1 or 2, wherein the second circuit is adapted for the passage of ambient air as the second fluid.

An evaporator according to any preceding claim, wherein a first segment of the at least two segments includes a first tube extending from a first inlet to a first outlet and wherein a second segment of the at least two segments includes a second tube from a second entrance to a second exit.

Evaporator according to claim 4, wherein the first tube has a first volume that is greater than a second volume of the second tube.

An evaporator according to claim 4 or 5, wherein the first tube has a first length greater than a second length of the second tube.

Evaporator according to any one of claims 4-6, wherein the first and second tube contain tube parts, which tube parts are substantially parallel to each other in volume, and wherein virtually every tube part has a first adjacent tube part belonging to the first tube and a second adjacent tube portion belonging to the second tube such that the at least two segments are each spread over substantially the entire volume.

2018/5663

BE2018 / 5663

Evaporator according to claim 7, wherein the tube parts form a cartridge.

Evaporator according to claim 8, wherein adjacent tube parts in the cartridge are directly adjacent.

Evaporator according to any of the preceding claims, wherein the second contains a plurality of parallel fins and wherein the volume is defined by the multiple parallel fins.

The refrigeration system containing the evaporator according to any of the preceding claims, wherein the refrigeration system is connected to the first circuit of the evaporator for passage of the first fluid, the first fluid being a refrigerant of the refrigeration system.

The cooling system of claim 11, wherein the cooling system includes at least one valve for controlling the first fluid, such that a first passage of the first fluid through the first segment and a second passage of the first fluid through the second segment independently be adjustable.

The cooling circuit of claim 11 or 12, further comprising a fan for forcing an air flow through the second circuit.