DE10119743A1

DE10119743A1 - Condenser for motor vehicle air conditioning system, with compressed gaseous coolant entering condenser inlet and passing through air-cooled heat exchanger tubes and then passing through two further cooling stages

Info

Publication number: DE10119743A1
Application number: DE2001119743
Authority: DE
Inventors: Roland Haussmann
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-24

Abstract

Compressed gaseous coolant enters the condenser inlet (10) and passes, at a first flow speed, to air-cooled heat exchanger tubes (14) to achieve condensation of the coolant. Then, at a second flow speed, partly condensed coolant flows through a second set of tubes (13) to sub-cool the coolant. Finally, at a higher flow speed than in the last tubes,coolant flows through a third set of tubes (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Verflüssiger, und insbesondere einen Ver flüssiger für eine Kraftfahrzeugsklimaanlage. In einem klassischen Kältekreis durchläuft ein Kältemittel nacheinander einen Kompressor, der das in der gasförmigen Phase vorliegende Kältemittel komprimiert, einen mit Luft beaufschlagbaren Verflüssiger, in dem das Kältemit tel kondensiert wird, einen Druckminderer und einen Verdampfer, in dem das Kältemittel zurück in die gasförmige Phase überführt wird, wobei der Klimatisierungsluft die Wärme ent zogen wird.The present invention relates generally to a condenser, and more particularly to a ver more liquid for an automotive air conditioning system. In a classic refrigeration cycle runs through Refrigerant one after the other a compressor that is present in the gaseous phase Compressed refrigerant, an air-condenser in which the refrigerant tel is condensed, a pressure reducer and an evaporator in which the refrigerant is converted back into the gaseous phase, whereby the heat from the air conditioning air is pulled.

In den letzten Jahren wurden vermehrt zur Erhöhung des Wirkungsgrades Verflüssiger mit sogenannter Unterkühlung vorgeschlagen. Bei diesen Verflüssigern wird zumindest ein Teil des im Sättigungszustands vorliegenden teilkondensierten Kältemittels noch weiter abgekühlt. Insbesondere im Umfeld von Kraftfahrzeugsklimaanlagen unterscheidet man generell diesbe züglich zwischen zwei Arten an Verflüssigern, nämlich einerseits Verflüssiger, in denen das Kältemittel sukzessive die einzelnen Bestandteile, d. h. einen Kondensationsteil und einen Unterkühlungsteil durchströmt, und andererseits Zwei- oder Mehr-Wege-Verflüssigern, bei welchen das Fluid zumindest zwei strömungstechnisch parallelen Pfaden folgen kann, um jeweils unterschiedliche Zustände bzw. Temperaturen anzunehmen.In recent years, condensers have been increasingly used to increase the efficiency so-called hypothermia proposed. At least a part of these condensers of the partially condensed refrigerant in the saturated state is cooled even further. A distinction is generally made here, particularly in the area of motor vehicle air conditioning systems between two types of condensers, namely on the one hand condensers in which the Refrigerant successively the individual components, d. H. a condensation part and one Flows through the subcooling part, and on the other hand two- or multi-way condensers which the fluid can follow at least two paths parallel in terms of flow technology in order to assume different states or temperatures.

Ein Verflüssiger der zuerst genannten Art ist z. B. offenbart in der WO 94/11686. Bei dem hier beschriebenen Verflüssiger wird das Kältemittel im oberen Abschnitt eingeführt und durchläuft zickzackartig Wärmetauscherrohre, die mit Lamellen versehen sind, um in einem rohrförmigen Sammler zu münden, der als Gasabscheider dient und einen Trockner enthält. Am unteren Ende des Sammlers wird das kondensierte Fluid zu Unterkühlungszwecken nochmals zickzackförmig durch weitere Wärmetauscherrohre geleitet, um anschließend dem Kühlkreislauf zugeführt zu werden.. A condenser of the first type is e.g. B. disclosed in WO 94/11686. In which Condenser described here, the refrigerant is introduced in the upper section and passes through zigzag like heat exchanger tubes, which are provided with fins, in one to open tubular collector, which serves as a gas separator and contains a dryer. At the bottom of the collector, the condensed fluid is used for supercooling again passed in a zigzag shape through further heat exchanger tubes in order to then the Cooling circuit to be fed ..

Ein Verflüssiger der zweitgenannten Art ist beispielhaft beschrieben in der DE-A-199 18 616. Der hier beschriebene Verflüssiger wird wiederrum in einem oberen Abschnitt mit gasförmi gen Kältemittel gespeist, welches zickzackförmig durch ein Netz aus Wärmetauscherrohren geführt wird. Nach zumindest teilweiser Kondensation kann das Kältemittel dann einerseits im wesentlichen ohne Druckverluste in einem rohrförmigen als Abscheider dienenden Sammler geführt werden, während ein anderer Teil zur Unterkühlung einen diesbezüglich parallel geschalteten Pfad beschreiten kann, welcher unmittelbar und unterhalb des Flüssig keitsniveaus in dem Sammler mündet. Um in dem zu Unterkühlungszwecken dienenden Pfad eine längere Verweildauer bereitstellen zu können, geht eine generelle Tendenz dahin aus gangsseitig eine Drossel vorzusehen, so dass die Strömungsgeschwindigkeit reduziert ist.A condenser of the second type is described by way of example in DE-A-199 18 616. The condenser described here is in turn in an upper section with gaseous refrigerant, which is zigzag through a network of heat exchanger tubes to be led. After at least partial condensation, the refrigerant can then on the one hand essentially without pressure loss in a tubular separator Collectors are led while another part overcooled one in this regard parallel path can follow, which immediately and below the liquid levels in the collector. To in the path used for hypothermia There is a general tendency to be able to provide a longer dwell time provide a throttle on the aisle side so that the flow velocity is reduced.

Da permanent versucht wird den Wirkungsgrad solch eines Verflüssigers zu erhöhen, hat man versucht, die Unterkühlung, welche üblicherweise zwischen 8° und 15°K ausmacht, in noch stärkerem Maße zu nutzen. Diese Versuche haben aber zu keinen zufriedenstellenden Ergeb nissen geführt, bedingt durch einen übermäßigen Anstieg des Hochdruckes, was wiederum dazu führt, dass unverhältnismäßig mehr Energie aufgebracht werden muss und speziell bei Kraftfahrzeugsanwendungen in einem erhöhten Kraftstoffverbrauch resultiert.Since there is a permanent attempt to increase the efficiency of such a condenser, one has tries to subcool, which is usually between 8 ° and 15 ° K, in to use more. However, these attempts have had no satisfactory results nissen, caused by an excessive increase in high pressure, which in turn leads to the fact that disproportionately more energy has to be applied and especially at Automotive applications result in increased fuel consumption.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Verflüssiger, insbe sondere für eine Kraftfahrzeugsklimaanlage mit mehreren mit Luft beaufschlagbaren Rohren, von denen erste bei einer ersten Strömungsgeschwindigkeit von Kältemittel durchströmt wer den, um eine Flüssigkeit mit gesättigtem Zustand am Ausgang zu erhalten und zweite bei einer zweiten Strömungsgeschwindigkeit von zumindest teilkondensiertem Kältemittel durch strömt werden, um eine Unterkühlung des Kältemittels zu ermöglichen in solch einer Weise weiterzubilden, dass der Wirkungsgrad des Verflüssigers erhöht ist.Accordingly, the object of the present invention is a condenser, esp especially for a motor vehicle air conditioning system with a plurality of pipes which can be exposed to air, the first of which is flowed through by refrigerant at a first flow rate to get a liquid with a saturated state at the outlet and second at a second flow rate of at least partially condensed refrigerant flows to allow the refrigerant to subcool in such a manner to further develop that the efficiency of the condenser is increased.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verflüssiger Dritte mit Luft beaufschlagbare Rohre umfasst, die von zumindest teilweise unterkühltem Kältemittel bei einer dritten Strömungsgeschwindigkeit durchströmt werden, welche größer als die zweite Geschwindigkeit ist. In äußerst überraschender Weise hat sich gezeigt, dass trotz der Tatsa che, dass der Fachmann nicht geneigt ist weitere mit Luft beaufschlagbare Rohre vorzusehen, da eine weitere Unterkühlung wirkungsgradtechnisch nicht sinnvoll ist, das Bereitstellen von weiteren von Luft beaufschlagbaren Rohren den Wirkungsgrad verbessern kann, wenn man diese von dem, zumindest teilweise unterkühlten Kältemittel bei einer Strömungsgeschwin digkeit durchströmen lässt, welche größer ist als die Geschwindigkeit in den Rohren, die zur Unterkühlung dienen. Obwohl das Phänomen noch nicht vollständig erklärt werden konnte, wird davon ausgegangen, dass der Wirkungsgradanstieg zumindest teilweise in der optimier ten Wärmeübertragung liegt, und das eine höhere gewissermaßen beruhigte Austrittsströmung bereitgestellt werden kann bzw. dass vor dem Eintritt in die dritten mit Luft beaufschlagten Rohre das gesättigte Kältemittel aus den zweiten Rohren im Sammler gemischt wird.According to the invention, this object is achieved in that the condenser third parties with air acted upon pipes comprises, which at least partially supercooled refrigerant flow through a third flow rate, which is greater than the second Speed is. In an extremely surprising way it has been shown that despite the facts that the specialist is not inclined to provide further air-inflatable pipes, since further subcooling is not sensible in terms of efficiency, the provision of other tubes that can be exposed to air can improve the efficiency if one this from the at least partially supercooled refrigerant at a flow rate can flow through, which is greater than the speed in the pipes, which for Serve hypothermia. Although the phenomenon has not yet been fully explained, it is assumed that the increase in efficiency is at least partially in the optim heat transfer, and this is a higher quasi-calmed outlet flow can be provided or that air is admitted before entering the third Pipes the saturated refrigerant from the second pipes is mixed in the collector.

Vorteilhafterweise ist den dritten Rohren ein Sammler, insbesondere ein als Mischkammer ausgebildeter Sammler strömungstechnisch vorgeschaltet. Indem man den dritten Rohren ei nen Sammler vorschaltet kann somit der kälteste Teil des unterkühlten Kältemittels oder des Gemisches an unterkühltem Kältemittel und an nicht unterkühltem, z. B. gesättigtem, Käl temittel zur Beschickung derselben genutzt werden. Bei einer insbesondere bevorzugten Aus führungsform ist in diesem Sammler zusätzlich eine Beruhigungskammer und/oder ein Trockner vorgesehen.The third tube is advantageously a collector, in particular a mixing chamber Trained collector upstream. By ei the third tubes The coldest part of the supercooled refrigerant or the Mixture of supercooled refrigerant and non-supercooled, e.g. B. saturated, calf means are used to load the same. In a particularly preferred Aus The form of leadership in this collector is also a calming chamber and / or a Dryer provided.

Der erfindungsgemäße Verflüssiger ist besonders vorteilhaft bei einem sogenannten Zwei- oder Mehrwege-Verflüssiger, so dass es bevorzugt ist, dass zumindest ein Bypass vorgesehen ist, der Kältemittel mit geringerer, insbesondere praktisch ohne Unterkühlung zu dem Samm ler fuhrt. Speziell bei dieser Anwendung hat sich gezeigt, dass der Wirkungsgrad durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen dritten Rohre zu einem signifikanten Anstieg des Wir kungsgrades führt.The condenser according to the invention is particularly advantageous in the case of a so-called dual or multi-way condenser, so it is preferred that at least one bypass is provided is, the refrigerant with less, in particular practically without supercooling to the collection he leads. Especially in this application, it has been shown that the efficiency through the Providing the third tubes according to the invention to a significant increase in the we efficiency leads.

Ein besonders verlustarmer Verflüssiger lässt sich dadurch realisieren, dass die ersten, zwei ten und dritten Rohre in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei insbesonde re der optionale Bypass zumindest teilweise zwischen den ersten und zweiten Rohren ausge bildet ist. Bei dieser Ausgestaltung nimmt die Temperatur am Verflüssiger kontinuierlich von oben nach unten ab, so dass die Einflüsse von parasitärer Erwärmung bzw. Wärmeleitung in der Berippung stark reduziert sind. Insbesondere können somit auch die zur Unterkühlung dienenden Rohre, die üblicherweise am unteren Endabschnitt des Verflüssigers ausgebildet sind, vor äußeren Wärmeeinflüssen geschützt werden, da in den dritten Rohren praktisch eine vergleichbare Temperatur herrscht, die somit einen thermischen Schild bereitstellen. A particularly low-loss condenser can be realized by the first two th and third pipes are arranged one above the other in this order, in particular re the optional bypass at least partially between the first and second tubes forms is. With this configuration, the temperature at the condenser decreases continuously from top to bottom so that the influences of parasitic heating or heat conduction in ribs are greatly reduced. In particular, they can also be used for hypothermia serving pipes, which are usually formed at the lower end portion of the condenser are protected from external heat influences, since there is practically one in the third tubes comparable temperature prevails, which thus provide a thermal shield.

Im Idealfall sollte die Temperatur eingangsseitig und ausgangsseitig der dritten Rohre prak tisch gleich sein, so dass es insbesondere bevorzugt ist, dass die dritte Geschwindigkeit durch Auslegung der Strömungsgeschwindigkeit in den dritten Rohren des Verflüssigers des Ver flüssigers und/oder durch Vorsehen von Drosselmittel eine im wesentlichen isotherme Durch strömung der dritten Rohre ermöglicht wird.Ideally, the temperature on the inlet and outlet sides of the third pipes should be accurate be the same table, so it is particularly preferred that the third speed through Design of the flow velocity in the third tubes of the condenser of the Ver liquid and / or by providing throttling means an essentially isothermal through flow of the third tubes is made possible.

Vorteilhafterweise wird der gesamte Druckverlust in den dritten Rohren durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt, wodurch der Effekt der Erhöhung der optimierten Wärme übertragung bedingt durch die höheren Kältemittelgeschwindigkeiten verbessert wird, und die ausgangsseitige Enthalpie des aus dem Verflüssiger tretenden Kältemittels deutlich reduziert werden kann.Advantageously, the total pressure loss in the third pipes is caused by the high Flow rate achieved, creating the effect of increasing the optimized heat Transmission is improved due to the higher refrigerant speeds, and the enthalpy of the refrigerant emerging from the condenser is significantly reduced on the outlet side can be.

Vorteilhafterweise ist der Verflüssiger in solch einer Weise ausgebildet, dass die Absenkung der Sättigungstemperatur durch den Druckabfall in den dritten Rohren und/oder durch diesbe züglich zugeführte Drosselmittel im wesentlichen durch die Abkühlung des Kältemittels über die beaufschlagende Luft kompensiert wird. Alternativ zu dem isothermen Verlauf kann bei spielhaft auch eingangsseitig der dritten Rohre eine Drosseleinrichtung vorgesehen werden, die bevorzugt solch eine Feineinstellung ermöglicht, dass die mit dem Druckabfall einherge hende Absenkung der Sättigungstemperatur austrittsseitig der dritten Rohre durch Abkühlen des flüssigen Kältemittels vollständig kompensiert ist und die gleiche Unterkühlung aus- bzw. eingangsseitig der dritten Rohre vorliegt.The condenser is advantageously designed in such a way that the lowering the saturation temperature by the pressure drop in the third tubes and / or by this throttle supplied quickly due to the cooling of the refrigerant the pressurized air is compensated. As an alternative to the isothermal course, a throttle device can also be provided on the input side of the third tubes, which preferably allows such a fine adjustment that it is accompanied by the pressure drop Lowering of the saturation temperature on the outlet side of the third tubes by cooling of the liquid refrigerant is fully compensated and the same subcooling on the input side of the third pipes.

Die dritten Rohre können bei einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform aus lediglich einem Rohr oder aus zwei parallel geschalteten Rohren gebildet sein.In a particularly preferred embodiment, the third tubes can only consist of be formed from a tube or from two tubes connected in parallel.

Schließlich ist es bevorzugt, dass die dritten Rohre eine Vorexpansionskammer bilden, in der die Enthalpie des Kältemittels reduziert wird und zwar ohne dass eine Unterkühlung stattfin det, die die Unterkühlung beim Eintritt in die dritten Rohre übersteigen würde.Finally, it is preferred that the third tubes form a pre-expansion chamber in which the enthalpy of the refrigerant is reduced without undercooling det, which would exceed the supercooling when entering the third pipes.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden, detaillierten, lediglich beispielhaft angegebenen Beschreibung einer derzeit bevorzugten Aus führungsform, welche auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen gilt: Further advantages and features of the present invention result from the following, detailed, exemplary description of a currently preferred Aus form of management which refers to the attached drawings, in which the following applies:

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Verflüssigers. Fig. 1 shows a preferred embodiment of an inventive liquefier SEN in a sectional view.

Fig. 2 zeigt ein Mollier-h-, lgp-Diagramm, in dem ein Kältezyklus entsprechend zwei Ausfüh rungsvarianten angedeutet ist. Fig. 2 shows a Mollier-h, lgp diagram in which a refrigeration cycle according to two versions is indicated.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verflüssigers darge stellt. An der oberen rechten Seite beim Bezugszeichen 10 wird der Verflüssiger mit kompri miertem gasförmigem Kältemittel, welches ggf. auch überhitzt vorliegen kann, beschickt und wird mittels der Verteilerkammer 20 auf Wärmetauscherrohre 14 verteilt, die wie dargestellt mit Lamellen 29 versehen sind, um einen Wärmetausch mit beaufschlagender Luft zu opti mieren. Am Ende dieser Rohre tritt das Kältemittel in eine Umlenk- und Verteilerkammer 23 und dort weiter in eine Kammer 24 und weiter zickzackförmig durch die Kammern 25, 26, 27 bis hin in eine Kammer 28, die als Separationskammer dienen kann, wie weiter unten erläutert wird. Die bis hierin durchströmten Rohre bilden erste Rohre 11, die zur Abkühlung bis hin zur Kondensation des Kältemittels dienen.In Fig. 1, a preferred embodiment of a condenser according to the invention is Darge. On the upper right side at reference number 10 , the condenser is charged with compressed gaseous refrigerant, which may also be overheated, and is distributed by means of the distributor chamber 20 to heat exchanger tubes 14 , which are provided with fins 29 , as shown, in order to exchange heat to optimize air pressure. At the end of these pipes, the refrigerant enters a deflection and distribution chamber 23 and there further into a chamber 24 and further zigzag through the chambers 25 , 26 , 27 to a chamber 28 which can serve as a separation chamber, as will be explained further below , The tubes through which flow flows up to here form first tubes 11 , which are used for cooling down to condensation of the refrigerant.

Nachdem es sich bei der hier dargestellten Ausführungsform um einen sogenannten Mehrwe ge-Verflüssiger handelt, wird in der Kammer 28 ein Teil des Kältemittels über ein Rohr 12 zu der gegenüberliegenden Seite gebracht und von dort über einen Kanal 42 in einen Sammler 8 eingebracht. Im Idealfall sollte dieser Teil des Fluides praktisch im gesättigten Zustand vor liegen. Unterhalb dieses Bypass-Rohres 12, welches obwohl lediglich als ein Rohr dargestellt ist, selbstverständlich auch mehrere Rohre umfassen könnte, münden im folgenden als zweite Rohre bezeichnete Wärmetauscher-Rohre in der Kammer 28. Somit werden diese zweiten Rohre 13 von verflüssigtem Kältemittel beschickt und durchströmt. Die Kammer 28 kann daher als Separationskammer interpretiert werden, da Kältemittel im gesättigten Zustand ei nen Bypassweg beschreitet, während zumindest ein größtenteils verflüssigter Anteil zu Unter kühlungszwecken durch zweite Wärmetauscher-Rohre 13 geführt wird.After the embodiment shown here is a so-called Mehrwe ge condenser, part of the refrigerant is brought to the opposite side via a pipe 12 in the chamber 28 and is introduced from there via a channel 42 into a collector 8 . Ideally, this part of the fluid should be practically saturated. Below this bypass tube 12 , which although it is only shown as one tube, could of course also comprise several tubes, heat exchanger tubes, referred to below as second tubes, open into the chamber 28 below. Liquefied refrigerant is thus charged to and flowed through these second tubes 13 . The chamber 28 can therefore be interpreted as a separation chamber, since refrigerant takes a bypass path in the saturated state, while at least a largely liquefied portion is led for cooling purposes through second heat exchanger tubes 13 .

Um die gewünschte Unterkühlung in den zweiten Rohren 13 bereitzustellen ist austrittseitig eine Drosseleinrichtung vorgesehen. Somit liegt in den zweiten Rohren 13 eine relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit vor, die anschließend durch die Drosselfunktion erhöht wird. Nach der Drosselung kann das unterkühlte Fluid wie dargestellt umgelenkt werden, um in einer Mischkammer 10 mit dem Kältemittel vermischt zu werden, welches durch das Rohr 12 getreten ist. In der gezeigten Ausführungsform wird das gesättigete Kältemittel von oben her in den Sammler eingebracht und erreicht die Mischkammer 10 nach Durchtritt eines Trock ners 58 und einer Vorberuhigungskammer. Durch Zusammenwirken dieser Maßnahmen liegt somit eine relativ beruhigte Flüssigkeitssäule in dem Sammler vor, die im untersten Abschnitt durch eine Öffnung 17, die optional als Drossel ausgebildet sein kann, die erfindungsgemäßen dritten Rohre 15 beschicken kann. Auch diese Rohre 15 sind mit entsprechenden Lamellen versehen und können mit Luft beaufschlagt werden, dienen jedoch nicht wie die zweiten Roh re 13 zu einer Unterkühlung des Kältemittels, sondern als Vorexpansionskammer, so dass austrittsseitig zumindest ohne weitergehende Unterkühlung eine reduzierte Enthalpie bereit gestellt werden kann. Anders ausgedrückt, liegt im Verhältnis zu der Strömungsgeschwindig keit in den zweiten Rohren 13 in den dritten Rohren 15 eine höhere Geschwindigkeit vor.In order to provide the desired subcooling in the second tubes 13 , a throttle device is provided on the outlet side. Thus there is a relatively low flow velocity in the second tubes 13 , which is subsequently increased by the throttle function. After throttling, the supercooled fluid can be redirected as shown to be mixed in a mixing chamber 10 with the refrigerant that has passed through the tube 12 . In the embodiment shown, the saturated refrigerant is introduced into the collector from above and reaches the mixing chamber 10 after passing through a dryer 58 and a pre-calming chamber. As a result of the interaction of these measures, there is a relatively calm liquid column in the collector, which can feed the third tubes 15 according to the invention in the lowest section through an opening 17 , which can optionally be designed as a throttle. These tubes 15 are provided with corresponding fins and can be pressurized with air, but do not serve like the second tube re 13 for subcooling the refrigerant, but as a pre-expansion chamber, so that a reduced enthalpy can be provided on the outlet side at least without further subcooling. In other words, there is a higher speed in the second tubes 13 in relation to the flow velocity in the third tubes 15 .

Der Betrieb eines erfindungsgemäßen Verflüssigers soll nun kurz in zwei Ausführungsvari anten unter Bezugnahme auf ein h-, lgp-Diagramm beschrieben werden, wie es in Fig. 2 dar gestellt ist. Bei der ersten Ausführungsvariante sind keine Drosselmittel vorgesehen, so dass ein Druckabfall über die Länge der dritten Rohre 15 bereitgestellt ist. Diese Ausführungsform ist in dem in Fig. 2 gezeigten h-, lgp-Diagramm gepunktet dargestellt. Die alternative Ausfüh rungsform sieht im Übergangsbereich zwischen der Mischkammer 10 und den dritten Rohren 1 S eine Drossel beim Bezugszeichen 17 vor. Ein entsprechender Verlauf des thermodynami schen Zyklus ist in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Entsprechende Orte des in Fig. 1 gezeigten Verflüssigers sind in Fig. 2 mit entsprechenden Bezugszeichen angedeutet.The operation of a condenser according to the invention will now be briefly described in two embodiment variants with reference to an h, lgp diagram, as shown in FIG. 2. In the first embodiment variant, no throttling means are provided, so that a pressure drop over the length of the third tubes 15 is provided. This embodiment is shown in dotted lines in the h, lgp diagram shown in FIG. 2. The alternative embodiment provides for a throttle at 17 in the transition region between the mixing chamber 10 and the third tubes 1 S. A corresponding course of the thermodynamic cycle is shown in Fig. 2 with solid lines. Corresponding locations of the condenser shown in FIG. 1 are indicated in FIG. 2 with corresponding reference symbols.

Wie vorangehend beschrieben erreicht überhitztes, in der Dampfphase vorliegendes Käl temittel den Verflüssiger beim Bezugszeichen 10 und wird in den ersten Rohren 11 nahezu isobar abgekühlt bis es die Kammer 28 erreicht. In der Kammer 28 wird ein Teil des Käl temittels, bevorzugt der gesättigte Anteil nicht unterkühlt und zu der Mischkammer 22 ge führt. Der verbleibende Teil des Kältemittels, welcher vorteilhafterweise vollständig verflüs sigt und gesättigt ist, wird in den zweiten Rohren 13 weiter abgekühlt, also unterkühlt. Dieser Teil des Kältemittels wird wie erwähnt nach Drosselung ebenfalls der Mischkammer 22 zuge führt, so dass in dem dargestellten h-, lgp-Diagramm die Kurven erneut zusammenlaufen. Ausgehend von der Mischkammer 22 wird nun gemäß einer ersten Variante das Fluid ohne eine dezidierte Drosseleinrichtung in den dritten Rohren 15 geführt. Wie man es anhand der gepunkteten Linie erkennen kann, wird somit das Kältemittel im wesentlichen bei konstanter Unterkühlung expandiert um anschließend in üblicher Weise im Expansionsventil entspannt, verdampft und erneut komprimiert zu werden.As described above, superheated refrigerant in the vapor phase reaches the condenser at reference number 10 and is cooled isobarically in the first tubes 11 until it reaches the chamber 28 . In the chamber 28 , part of the refrigerant, preferably the saturated portion, is not supercooled and leads to the mixing chamber 22 . The remaining part of the refrigerant, which is advantageously completely liquefied and saturated, is further cooled in the second tubes 13 , that is, supercooled. This part of the refrigerant, as mentioned, also leads to the mixing chamber 22 after throttling, so that the curves converge again in the illustrated h, lgp diagram. Starting from the mixing chamber 22 , according to a first variant, the fluid is now guided in the third tubes 15 without a dedicated throttle device. As can be seen from the dotted line, the refrigerant is expanded essentially with constant supercooling in order to be expanded, evaporated and compressed again in the expansion valve in the usual way.

Bei einer Ausführungsvariante, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist, wird eingangs seitig der dritten Rohre eine Drossel 17 zur isenthalpen Entspannung vorgesehen. Nach Durchtritt der Drossel 17 wird somit das Kältemittel in den dritten Rohren 15 im wesentlichen isobar gekühlt, wobei wiederum die Unterkühlung erreicht wird, die in der Mischkammer 22 vorlag, so dass eine weitere Unterkühlung nicht stattfindet. Anders ausgedrückt erreicht der Kältezyklus auch bei dieser Ausführungsvariante einen Punkt im h-, lgp-Diagramm von ent sprechender Unterkühlung, jedoch reduzierter Enthalpie. Somit wird die Absenkung der Sät tigungstemperatur, die durch die Drosselung bewirkt ist, in den dritten Rohren 1 S kompen siert.In one embodiment variant, which is shown in solid lines, a throttle 17 is provided on the input side of the third tubes for isenthalpic relaxation. After the throttle 17 has passed , the refrigerant in the third tubes 15 is cooled essentially isobarically, the supercooling which was present in the mixing chamber 22 again being achieved, so that further subcooling does not take place. In other words, the cooling cycle also reaches a point in the h, lgp diagram of corresponding supercooling, but reduced enthalpy, in this embodiment variant. Thus, the lowering of the saturation temperature, which is caused by the throttling, is compensated in the third tubes 1 S.

Bei beiden Varianten wird somit eine Vorexpansionszone bereitgestellt, die die erfindungs gemäße Wirkungsgraderhöhung bereitstellt, die vermutlich einerseits durch eine Beruhigung des Fluides bei höherer Geschwindigkeit und andererseits durch eine thermische Abschir mung der Unterkühlungsrohre 13 erzielt wird, begleitet von einer optimierten Wärmeübertra gung und verbessertem treibendem Temperaturgefälle.In both variants, a pre-expansion zone is thus provided, which provides the increase in efficiency according to the invention, which is probably achieved on the one hand by calming the fluid at higher speed and on the other hand by thermal shielding of the supercooling tubes 13 , accompanied by an optimized heat transfer and an improved driving temperature gradient ,

Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig unter Bezugnahme auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass ver schiedenste Veränderungen und Modifikationen im Rahmen der Ansprüche möglich sind. So ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf einen vorangehend lediglich beispielhaft beschriebenen Mehrwege-Verflüssiger anwendbar ist, sondern ebenfalls auf einen sogenannten Einweg- oder Sequentielltyp-Verflüssiger. Auch die Anzahl der einzelnen Wär metauscherrohre der ersten, zweiten und dritten Gruppe, sowie der optionalen Bypass-Leitung ist als nicht einschränkend zu bewerten. Wie vorangehend beschrieben, ist es jedoch beson ders vorteilhaft, den Verflüssiger in solch einer Weise auszulegen, dass die Austrittstempera tur des Verflüssigers bei zwischen 8° und 15°K unterhalb der Sättigungstemperatur des Käl temittels liegen sollte.Although the present invention is heretofore complete with reference to FIG preferred embodiments has been described, those skilled in the art should recognize that ver Various changes and modifications are possible within the scope of the claims. So It is to be understood that the present invention is not limited to just one multi-way condenser described by way of example is applicable, but also to one so-called one-way or sequential type plasticizers. The number of individual heat Meters of the first, second and third group, as well as the optional bypass line is not to be considered restrictive. However, as described above, it is special it is advantageous to design the condenser in such a way that the outlet temperature condenser at between 8 ° and 15 ° K below the saturation temperature of the cold should be medium.

Claims

1. Condenser, in particular for a motor vehicle air conditioning system with a plurality of air-inflatable tubes ( 11 , 12 , 13 , 15 ), of which the first ( 11 ) are flowed through by refrigerant at a first flow rate to enable partial condensation and the second ( 13 ) at a second flow rate of at least partially condensed refrigerant to allow subcooling of the refrigerant, characterized in that the Ver liquefier comprises third, air-inflatable tubes ( 15 ), the at least partially supercooled refrigerant at one third flow velocity can be flowed through, which is greater than the second speed.

2. A condenser according to claim 1, characterized in that the third tubes ( 15 ) is upstream of a collector ( 8 , 10 ), in particular a collector designed as a mixing chamber ( 22 ).

3. A condenser according to claim 2, characterized in that at least one bypass ( 12 , 40 ) is provided, the refrigerant, in particular practically without supercooling to the collector ( 8 , 10 ).

4. Condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second and third tubes ( 11 , 13 , 15 ) are arranged one above the other in this order, in particular with the optional bypass ( 12 , 40 ) at least partially between the first and second tubes ( 11 , 13 )

5. A condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the third speed by designing the condenser and / or throttling means ( 17 ) enables a flow through the third tubes ( 15 ) without further subcooling.

6. A condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure drop in the third tubes ( 15 ) and / or by means of an associated throttle means ( 17 ) is greater than that of the second tubes ( 13 ) and / or throttle means associated therewith.

7. A condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature drop due to the pressure drop in the third tubes (1 S) and / or related throttling means ( 17 ) is essentially compensated for by cooling the refrigerant via the air acting on it that the subcooling remains constant over the flow path of the third pipes.

8. A condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the third tubes ( 15 ) are only seen in a number of one or two tubes.

9. Condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the third tubes ( 15 ) form a pre-expansion chamber in which the enthalpy of the refrigerant is reduced.