DE102005059919A1

DE102005059919A1 - Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer

Info

Publication number: DE102005059919A1
Application number: DE200510059919
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. Dürr; Wolfgang Geiger; Michael Dipl.-Ing. Kranich; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Staffa; Christoph Dipl.-Ing. Walter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-14
Also published as: EP1798506B1; EP1798506A2; EP1798506A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verdampfer, mit mindestens einem Einspritzrohr, einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen, einer Mehrzahl von über die Durchtrittsöffnungen mit dem Einspritzrohr direkt oder indirekt verbundener, eine Wärmeübergangsfläche bildender Elemente, durch welche ein Medium strömt, welches im Bereich des Wärmetauschers zumindest teilweise einen Phasenwechsel durchläuft, und einem Saugrohr, wobei der Wärmetauscher derart ausgebildet ist, dass im Einspritzrohr in mindestens einem Bereich zumindest bei einem Teil der Durchtrittsöffnungen die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums erhöht ist. In Folge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, im Folgenden als Kältemittel bezeichnet, erfolgt eine bessere Vermischung der vorliegenden Phasen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verdampfer, wie er insbesondere zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der EP 1 065 453 B1 ist ein Verdampfer bekannt, der obenliegende Sammelbehälter und einen untenliegenden Umlenk- und Verteilungskasten aufweist. Der Umlenk- und Verteilungskasten weist Bleche auf, die mit Drosselöffnungen zum Verkleinern des Kältemitteldurchlassquerschnitts zwischen den einzelnen Umlenk- und Verteilungstankabschnitten versehen sind. Die Drosselöffnungen sind hierbei ausschließlich im unteren Umlenk- und Verteilungskasten vorgesehen und dienen der Vergleichmäßigung der Kältemittelverteilung auf die einzelnen Mehrkanal-Flachrohre des Verdampfers. Ein derartiger Verdampfer lässt noch Wünsche offen.

Ferner ist bei einem zweiphasig vorliegenden Kältemittel zur Vergleichmäßigung der Kältemittelverteilung auf vier einzelne, parallel zueinander angeordnete Rohre bekannt, den Durchmesser des zuführenden Rohres kontinuierlich über die Länge zu verringern (Patent abstracts of Japan, Anmeldenummer 02055085).

Ebenfalls ist aus der GB 2 392 233 A bekannt, die Öffnungen zwischen einem Sammelbehälter und Flachrohren derart auszugestalten, dass die Öffnungen im mittleren Bereich des Sammelbehälters oder Verteilerrohres größer sind als die Öffnungen an den beiden Seiten. Dabei können im Verteilerrohr Turbulenzerzeuger in Form von Schlitzen vorgesehen sein, deren nach innen in Richtung Mitte des Sammelbehälters vorstehende Grate nach außen bis zur Anlage an die Innenwand des Sammelbehälters umgebogen sind. Jeder der Schlitze wird hierbei mittels eines Schneidwerkzeugs mit einer spitz zulaufenden Schneide gebildet, wobei die Breite der Schlitze variiert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist ein Wärmetauscher vorgesehen, insbesondere ein Verdampfer, mit mindestens einem Einspritzrohr, einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen, einer Mehrzahl von über die Durchtrittsöffnungen mit dem Einspritzrohr direkt oder indirekt verbundener, eine Wärmeübergangsfläche bildender Elemente, durch welche vorzugsweise ein Medium strömt, welches im Bereich des Wärmetauschers zumindest teilweise einen Phasenwechsel durchläuft, und einem Saugrohr, wobei der Wärmetauscher derart ausgebildet ist, dass im Einspritzrohr in mindestens einem Bereich zumindest bei einem Teil der Durchtrittsöffnungen die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums erhöht ist. In Folge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, im Folgenden als Kältemittel bezeichnet, erfolgt eine bessere Vermischung der vorliegenden Phasen. Als Kältemittel dient hierbei vorzugsweise R744 (CO₂) oder R134a.

Für eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann hierbei – vorzugsweise in einem Bereich des Einspritzrohres ab kurz vor der ersten Durchtrittsöffnung bis zu seinem Ende – der freie Strömungsquerschnitt verringert ausgebildet sein, d.h. in diesem Bereich ist der freie Strömungsquerschnitt kleiner als derjenige der Zuleitung zum Einspritzrohr und/oder dem Bereich des Einspritzrohres vor der ersten Durchtrittsöffnung.

Vorzugsweise verringert sich der freie Strömungsquerschnitt des Einspritzrohres in normaler Strömungsrichtung, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit im Rohrinneren über die gesamte Länge des Einspritzrohres relativ konstant bleibt, d.h. erhöht ist gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit in einem entsprechenden Rohr mit konstantem Strömungsquerschnitt über die gesamte Länge, oder sogar weiter erhöht werden kann, so dass – insbesondere im Falle einer Geschwindigkeitserhöhung – eine verbesserte Vermischung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kältemittels erfolgt.

Der freie Strömungsquerschnitt des Saugrohres vergrößert sich vorzugsweise in normaler Strömungsrichtung, so dass die Saugwirkung verstärkt werden kann, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Einspritzrohr und somit zu einer besseren Vermischung der Kältemittelphasen führt.

Für eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit kann im Einspritzrohr eine Hülse vorgesehen sein. Diese ist vorzugsweise geschlitzt ausgebildet. Die Hülse erstreckt sich hierbei vorzugsweise über maximal dreiviertel, insbesondere über die Hälfte, des Innenumfangs des Einspritzrohres, an welchem sie anliegt oder fest angebracht ist, insbesondere bevorzugt mittels Löten, so dass keine speziellen Maßnahmen für die Freihaltung der Durchtrittsöffnungen getroffen werden müssen. Der Schlitz kann hierbei auch unterschiedlich breit ausgebildet sein, so dass durch die Hülse eine Verringerung des freien Strömungsquerschnittes über die Länge des Einspritzrohres erfol gen kann. Auch ist es denkbar, dass sich die Hülse in ihrer Längsrichtung gesehen verjüngt, insbesondere gleichmäßig verjüngt. Vorzugsweise erstreckt sich die Hülse dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge des Einspritzrohres und/oder weist zumindest abschnittsweise einen kleineren Durchmesser als der Anschlussquerschnitt auf.

Ist der Verdampfer derart ausgebildet, dass ein Überströmrohr vorgesehen ist, durch welches Kältemittel von einem Bereich des Verdampfers zu einem anderen Bereich des Verdampfers gelangt, so gelten die selben Vorteile auch für eine entsprechende Ausgestaltung des Überströmrohres, zumindest im Bereich seiner Durchtrittsöffnungen, durch welche das Kältemittel wieder austritt.

Das Einspritzrohr und/oder das Saugrohr und/oder ein Überströmrohr, welches zwischen zwei Rohrreihen angeordnet ist, weist vorzugsweise einen D-förmigen Querschnitt auf. Hierbei sind die Abstände der Durchtrittsöffnungen zum oberen Bereich des Rohres, in welchem sich üblicherweise die gasförmige Phase ansammelt, gering, so dass – je nach Erfordernis – bereits mit relativ einfachen Maßnahmen ein vermehrtes Ansaugen der gasförmigen Phase bzw. ein gleichmäßiges Ansaugen der Gasphase in den meisten oder allen Bohrungen realisiert werden kann.

Vorzugsweise beträgt der Innendurchmesser des Einspritzrohres zumindest in einem Bereich, in welchem Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind, zwischen 2,0 und 3,0 mm, insbesondere zwischen 2,2 und 2,6 mm, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt. Diese Abmessungen ermöglichen eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels. Die genannten Werte gelten insbesondere dann, wenn der Querschnitt der Rohre konstant ist. Im Falle von Rohren, deren Querschnitt sich (ggf. auch nur abschnittsweise) ändert, können die genannten Zahlen als mittlerer Querschnittsdurchmesser genutzt werden.

Der Innendurchmesser des Saugrohres beträgt vorzugsweise zwischen 4,0 und 6,6 mm, insbesondere zwischen 4,5 und 6,0 mm, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt. Auch hier gelten die genannten Werte insbesondere dann, wenn der Querschnitt der Rohre konstant ist. Im Falle von Rohren, deren Querschnitt sich (ggf. auch nur abschnittsweise) ändert, können die genannten Zahlen auch im Zusammenhang mit Saugrohren als mittlerer Querschnittsdurchmesser genutzt werden.

Ist ein Überströmrohr vorgesehen, so beträgt der Innendurchmesser des Einspritzrohres vorzugsweise 2,0 bis 3,0 mm, insbesondere zwischen 2,2 und 2,6 mm, der Innendurchmesser eines Überströmrohres 2,0 bis 4,5 mm, insbesondere zwischen 3,0 und 4,0 mm, und der Innendurchmesser des Saugrohres zwischen 4,0 und 6,6 mm, insbesondere zwischen 4,5 und 6,0 mm, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.

Es ist jedoch auch denkbar, dass der Innendurchmesser des Einspritzrohres und/oder der Innendurchmesser eines Überströmrohres und/oder der Innendurchmesser des Saugrohres jeweils im Wesentlichen gleich groß ausgebildet ist. Dies kann sich im Hinblick auf eine Vereinheitlichung der verwendeten Komponenten als vorteilhaft erweisen, insbesondere im Falle D-förmiger Rohre. Die Durchmesser können insbesondere zwischen 2,5 und 4,0 mm, vorzugsweise zwischen 2,8 und 3,7 mm, besonders bevorzugt zwischen 3,0 und 3,4 mm liegen, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.

Im Einspritzrohr liegt in den freien Strömungsquerschnitten zumindest im Bereich der Durchtrittsöffnungen bei normalen Betriebsbedingungen des Wärmetauschers eine konstante Massenstromdichte mit einer Schwankungsbreite von maximal +/– 20%, insbesondere +/– 10%, besonders bevorzugt von +/– 5%, zwischen den einzelnen Querschnitten vor. Um dies zu erreichen sind die freien Strömungsquerschnitte entsprechend ausgelegt.

Beim Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Verdampfer, insbesondere bevorzugt um einen Verdampfer in Plattenbauweise oder Serpentinenbauweise.

Bevorzugt ist das Einspritzrohr an der unteren Seite des Wärmetauschers angebracht.

Der Eintritt mindestens einer Durchtrittsöffnung ist vorzugsweise oberhalb vom tiefsten Punkt des Einspritzrohres angeordnet. Dies ermöglicht ein gezieltes Ansaugen der gasförmigen Phase, sofern diese sich im oberen Bereich ansammelt. Dies ist insbesondere bei einer Anordnung des Einspritzrohres auf der Unterseite des Wärmetauschers sinnvoll, ggf. auch in Kombination mit anderen Maßnahmen, welche die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen.

Vorteile können sich weiterhin ergeben, wenn das Einspritzrohr an der oberen Seite des Wärmetauschers angebracht ist, wobei grundsätzlich auch auch noch andere Arten der Anbringung möglich sind.

Insbesondere im Falle einer Anordnung des Einspritzrohres auf der Oberseite (oder ggf. bei Übertrittsrohren auf der Oberseite) kann durch einen Eintritt, welcher unterhalb des höchsten Punkts des Einspritzrohren (bzw. des Übertrittsrohres) liegt, gezielt flüssige Phase angesaugt werden.

Vorzugsweise ist der Eintritt durch einen in den Innenraum des Einspritzrohres ragenden Durchzug oder durch ein in der Durchtrittsöffnung angeordnetes Rohr gebildet.

Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Höhe des in den Innenraum des Einspritzrohres ragenden Durchzugs bzw. des in der Durchtrittsöffnung angeordneten Rohrs 20% bis 70%, vorzugsweise 30% bis 60%, besonders bevorzugt 40% bis 55% beträgt.

Beim Verdampfer handelt es sich besonders bevorzugt um einen Verdampfer in Plattenbauweise, welcher eine Verteilerplatte aufweist, die bevorzugt eine mindestens einfache Umlenkung in die Tiefe und eine mindestens einfache, vorzugsweise zweifache Umlenkung in die Breite vorsieht. Dabei können Abschnitte gleich oder spiegelbildlich ausgebildet sein. Insbesondere bei spiegelbildlicher Ausgestaltung benachbarter Abschnitte kann die Ein- und Ausleitung des Kältemittels zusammengelegt werden, so dass sich der Aufbau etwas vereinfacht.

Insbesondere bevorzugt weist der Verdampfer ein Überströmrohr auf, welches die selben erfindungsgemäßen Merkmale aufweist wie das Einspritzrohr.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Varianten, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 einen Ausschnitt eines Schnitts in Längsrichtung eines Verdampfers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine Draufsicht auf einen Teil des Verdampfers von 1,
3 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Verdampfers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Verdampfers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
5 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Verdampfers gemäß einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels,
6 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Verdampfers gemäß einer weiteren Variante des dritten Ausführungsbeispiels,
7 eine Draufsicht auf den oberen Teil eines Verdampfers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
8 eine Draufsicht auf den oberen Teil eines Verdampfers gemäß einer Kombination des ersten und vierten Ausführungsbeispiels,
9 einen Verdampfer mit U-förmig gebogenen Flachrohren,
10 einen Schnitt X-X durch den Verdampfer von 9,
11 einen Schnitt XI-XI durch den Verdampfer von 9,
12 einen Verdampfer mit hintereinander geschalteten U-förmigen Rohren (Umlenkung in der Breite),
13 einen Wärmetauscher in einer Teilansicht,
14 einen Wärmetauscher in einer Teilansicht,
15 eine Vorderansicht eines Wärmetauschers,
16 eine Drausicht auf den Wärmetauscher von 15,
17 eine Seitenansicht des Wärmetauschers von 15,
18 eine Teilansicht einer Schnittdarstellung des Wärmetauschers von 15 in Längsrichtung des Einspritzrohres,
19 eine Teilansicht einer anderen Schnittdarstellung des Wärmetauschers von 15 in Längsrichtung des Saugrohres,
20 eine Teilansicht einer weiteren Schnittdarstellung des Wärmetauschers von 15 in Längsrichtung des Übertrittrohres,
21 eine Draufsicht auf die Verteilerplatte des Wärmetauschers von 15,
22 eine Schnittdarstellung der Einspritzplatte des Wärmetauschers von 15,
23 eine Draufsicht auf die Einspritzplatte von 22,
24 eine Draufsicht auf die Bodenplatte des Wärmetauschers von 15,
25 eine Schnittdarstellung eines Flachrohres des Wärmetauschers von 15,
26 eine Draufsicht auf eine Verteilerplatte gemäß einer Variante des Wärmetauschers von 15, und
27 eine Draufsicht auf die Einspritzplatte des Wärmetauschers von 26.
Ein zweireihiger Verdampfer 1, der bei Betrieb im Kreuzgegenstrombetrieb von einem Kältemittel, vorliegend von R744 (CO₂), durchströmt wird, weist eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneter Flachrohre 2 mit dazwischen angeordneten Wellrippen 3 auf. Ferner ist ein Einspritzrohr 4, durch welches kaltes Kältemittel in den Verdampfer 1 gelangt, eine Einspritzplatte 5, eine Verteilerplatte 6 und eine Bodenplatte 7 vorgesehen. Die Einspritzplatte 5 ist zwischen dem Einspritzrohr 4 und den Flachrohren 2 angeordnet und bildet in Verbindung mit der Verteilerplatte 6 und der Bodenplatte 7 einen oberen Sammelkasten. Unten ist ein entsprechender unterer Sammelkasten (nicht dargestellt), in welchem das Kältemittel umgelenkt wird, und ein Austrittsrohr (nicht dargestellt), durch welches das erwärmte Kältemittel aus dem Verdampfer 1 abgeführt wird, vorgesehen.
Die Einspritzplatte 5 ist derart ausgebildet, dass sie eine Mehrzahl von Durchzügen 8 aufweist, die mit Bohrungen 9 im Einspritzrohr 4 korrespondieren, wobei die Durchzüge 8 bis in die Bohrungen 9 im Einspritzrohr 4 ragen, indem sie vorliegend relativ bündig mit der Innenmantelfläche desselben enden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwölf Durchzüge 8 für die Einleitung von Kältemittel und entsprechend zwölf Bohrungen 9 im Einspritzrohr 4 vorgesehen, welche Durchtrittsöffnungen 9' zu den Flachrohren 2 bilden, wobei der Abstand benachbarter Durchtrittsöffnungen 9' konstant ist.
Das Einspritzrohr 4 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie aus der Draufsicht von 2 ersichtlich, mit einem sich gleichmäßig in normaler Strömungsrichtung des Kältemittels verkleinernden Innendurchmesser (und Außendurchmesser) in horizontaler Ebene ausgebildet.
Das Kältemittel, das den Verdampfer 1 durchströmt hat, wird über ein Saugrohr 10, das ebenfalls über eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen mit dem Sammelkasten verbunden ist, abgeleitet. Dabei weist das Saugrohr einen größeren Innendurchmesser als das Einspritzrohr 4 im Bereich der ersten Durchtrittsöffnung 9' aufweist auf, wobei der Saugrohrinnendurchmesser vorliegend über die gesamte Länge des Saugrohres konstant ist.
Gemäß einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels verringert sich der Innendurchmesser des Einspritzrohres 4 in normaler Strömungsrichtung des Kältemittels derart, dass die Querschnitte über die gesamte Länge des Einspritzrohres 4 jeweils zumindest im Bereich der Durchtrittsöffnungen 9' bei den üblicherweise am häufigsten auftretenden Betriebsbedingungen eine möglichst konstante, d.h. vorliegend möglichst innerhalb einer Schwankungsbreite von +/– 20%, insbesondere +/– 10% und besonders bevorzugt von +/– 5%, Massenstromdichte aufweisen. Dabei ist ein nicht linearer Zusammenhang zwischen dem Abstand von der ersten Durchtrittsöffnung in normaler Kältemittelströmungsrichtung gesehen und dem Durchmesser oder hydraulisch gleichwertigen Durchmesser des Einspritzrohres vorgesehen, um der genannten Bedingung zu genügen.
Gemäß einer zweiten, ebenfalls nicht in der Zeichnung dargestellten Variante wird neben einer Verringerung des Innendurchmessers des Einspritzrohres 4 der Abstand der Durchtrittsöffnungen in Richtung des Einspritzrohrendes verringert. Um dem größeren Abstand der Durchtrittsöffnungen Rechnung zu tragen, weisen auch die Flachrohre 2 einen entsprechend ange passten Abstand zueinander auf. In Folge der ungleichmäßigen Verteilung der Durchzüge 8, um den sich verringernden Abstand der Durchtrittsöffnungen 9' in Längsrichtung des Einspritzrohres 4 zu realisieren, werden nicht alle Flachrohre 2 mit Kältemittel beaufschlagt, wodurch sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die durch die Flachrohre 2 und Wellrippen 3 gebildete Wärmeübertragungsfläche ergibt.
Um auf eine möglichst gleichmäßige Massenstromdichte und eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über die Wärmeübertragungsfläche mit relativ einfach technisch zu realisierenden Maßnahmen zu ermöglichen, können insbesondere auch die erste und zweite Variante entsprechend miteinander kombiniert werden, so dass die Schwankungsbreite der Massenstromdichte des Kältemittels möglichst gering ist, d.h. sich innerhalb der o.g. Grenzwerte bewegt.
Gemäß einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind – bei einer Anordnung des Einspritzrohres 4 auf der Oberseite des Verdampfers 1 – in Abwandlung von 1 die Durchzüge 8 über die Bohrungen 9 in den Innenraum des Einspritzrohres 4 überstehend ausgebildet. Dadurch werden die Eintritte der Durchtrittsöffnungen 9' vorliegend rohrartig nach oben in Richtung des Bereichs verlagert, in welchem sich die gasförmige Phase des Kältemittels ansammelt, so dass gezielt vermehrt gasförmiges und weniger flüssiges Kältemittel angesaugt werden kann.
An Stelle von in den Innenraum des Einspritzrohres 4 ragenden Durchzügen können auch Rohre o.ä. in den Bohrungen 9 angeordnet, oder die Bohrungen können als nach innen ragende Durchzüge ausgebildet sein, was den gleichen Effekt hat.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass Durchzüge durch einen zusätzlichen Materialauftrag auf der Rohrinnenseite, oder durch Eindrücken der Rohrwand im entsprechenden Bereich realisiert werden können.
Das gezielte Ansaugen aus dem oberen Bereich ist insbesondere bei D-förmigen Rohren vorteilhaft, da hier der Weg nach oben relativ kurz ist.
Gemäß dem zweiten, in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Innendurchmesser des Einspritzrohres 4 durch eine Hülse 20 verringert, wodurch die Kältemittelströmungsgeschwindigkeiten im Einspritzrohr 4 erhöht werden. Die Hülse 20 ist hierbei vorliegend im oberen Bereich des Einspritzrohres 4 angeordnet, wobei sie an ihrer nach unten zeigenden Längsseite durchgehend geschlitzt ausgebildet ist, so dass sie sich nur über etwa die Hälfte des Innenumfangs des Einspritzrohres 4 erstreckt. Sie ist mit dem Einspritzrohr 4 vorliegend verlötet, was im gleichen Arbeitsgang wie das Verlöten des gesamten Verdampfers 1 erfolgt.
Die Hülse 20 kann gemäß einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels auch derart ausgebildet sein, dass der Schlitz sich in normaler Kältemittelströmungsrichtung verengt, so dass die Hülse einen größeren Teil des Innenumfangs des Einspritzrohres bedeckt und dadurch der freie Strömungsquerschnitt verringert wird, so dass – bei entsprechendem Schlitzverlauf – auch eine relativ konstante Massenstromdichte des Kältemittels möglich ist, vorzugsweise innerhalb der o.g. Schwankungsbreiten.
Insbesondere bei kurzen Einspritzrohren 4 kann – wie in 4 schematisch in Form eines dritten Ausführungsbeispiels angedeutet – auch eine über die Rohrlänge des Einspritzrohres 4 konstante Verringerung des Innendurchmessers d gegenüber dem Innendurchmesser im Bereich der Zuleitung eine ausreichende Erhöhung der Kältemittelströmungsgeschwindigkeit bewirken. Dabei beträgt der Innendurchmesser d des Einspritzrohres im Bereich der Durchtrittsöffnungen (nicht dargestellt) bevorzugt 2 bis 3 mm, insbesondere 2,2 bis 2,6 mm. Zudem ist der Durchmesser D des Saugrohres 10 größer, insbesondere größer als 3 mm. Ist zudem ein Überströmrohr 11 vorgesehen, wie in 5 dargestellt, so liegt der Innendurchmesser d_ü des Überströmrohres 11 zwischen dem des Einspritz- und des Saugrohres.
Besonders geeignet für Ausgestaltungen mit konstantem Innendurchmesser sind Rohre (insbesondere Einspritzrohre, aber ggf. auch Überström- und/oder Saugrohre) mit einem D-förmigen Profil. Ein Beispiel ist in 6 dargestellt. Hierbei tritt an Stelle des "normalen" Innendurchmessers der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser, so dass die o.g. Durchmesserangaben entsprechend für hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser derartig ausgebildeter Rohre gelten.
Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser des Einspritzrohres 4 konstant, zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und zur Vergleichmäßigung der Kältemittelverteilung auf die Flachrohre ist jedoch das Saugrohr 10 mit einem in normaler Strömungsrichtung sich vergrößerndem Innendurchmesser ausgebildet, wie in 7 dargestellt.
Die Rohrgeometrien des Einspritzrohres 4 gemäß dem ersten und des Saugrohres gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel können auch kombiniert werden, wie in 8 dargestellt.
Um zu einer möglichst gleichmäßigen Temperaturverteilung der Wärmeübergangsfläche zu unterstützen, kann auch der Innendurchmesser der Durchtrittsöffnungen in normaler Strömungsrichtung des Kältemittels verändert werden. Dabei sind die Innendurchmesser (oder freien Querschnittsflächen im Falle nicht kreisförmiger Durchtrittsöffnungen) der hinteren Durchtrittsöffnungen größer als die im vorderen Bereich des Einspritzrohres.
Sämtliche der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, um eine optimale Erhöhung der Kältemittelströmungsgeschwindigkeit im Einspritzrohr zu bewirken. Die Maßnahmen können prinzipiell auch für unten angeordnete Einspritzrohre oder entsprechend auch für Übertrittsrohre verwendet werden.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen von Verdampfern, bei denen die Ausgestaltung des Einspritzrohres und der Durchtrittsöffnungen entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgen kann, werden in ihrem allgemeinen Aufbau unter Bezugnahme auf die 9 ff. im Folgenden beschrieben. Die Verdampfer der 9 bis 15 sind in der DE 102 60 107 A1 offenbart, deren gesamter Offenbarungsgehalt in Bezug auf die allgemeine Ausgestaltung der Verdampfer ausdrücklich mit einbezogen wird.
Der in den 9 bis 11 dargestellte Verdampfer 70 weist eine Mehrzahl U-förmig gebogener Flachrohre 71a, 71b, 71c usw. auf. Jedes Flachrohr weist zwei Schenkel 72 und 73 auf. Die freien Enden der Schenkel 72 und 73 sind in einer Bodenplatte 74 befestigt (siehe 10 und 11). Über der Bodenplatte 74 ist eine Verteilerplatte 75 angeordnet, welche abwechselnd zwei in Tiefenrichtung hintereinander liegende, schlitzförmige Durchbrüche 76, 77 unter Belassung eines Steges 78 sowie einen in Tiefenrichtung durchgehenden Umlenkkanal 79 aufweist. Eine benachbart zur Verteilerplatte 75 angeordnete Einspritzplatte 80 ist in der Darstellung von 9 weggelassen.
Die Strömung des Kältemittels erfolgt entsprechend den Pfeilen, d.h. das Kältemittel tritt bei E in den vorderen Strömungsabschnitt des Flachrohres 71a ein, strömt zunächst nach unten, wird dann unten umgelenkt, strömt dann nach oben und gelangt in den Umlenkkanal 79, wo es dem Pfeil U entsprechend in die Tiefe umgelenkt wird, strömt dann auf der Rückseite nach unten, wird dort umgelenkt und strömt dann wieder nach oben, um über den Pfeil A durch den Durchbruch 77 durchzutreten.
Die Zu- und Abfuhr des Kältemittels ist aus 10 ersichtlich, in welcher die Einspritzplatte 80 sowie das Einspritzrohr 81 und das Saugrohr 82 dargestellt sind. Die Verteilerplatte 75 weist zwei Durchbrüche 76c und 77c auf, die durch den Steg 78c voneinander getrennt sind. In der Einspritzplatte 80 ist ein Kältemitteleintrittsdurchbruch 83 vorgesehen, der mit einem fluchtend angeordneten Kältemitteldurchbruch 84 im Einspritzrohr 81 angeordnet ist.
Vorliegend sind der Kältemitteleintrittsdurchbruch 83, wie auch der Kältemitteldurchbruch 84 durch gratlose Bohrungen gebildet, jedoch kann auch eine Ausgestaltung entsprechend dem Ausführungsbeispiel von 1 vorgesehen sein, d.h. die Verteilerplatte 75 weist überstehende Ränder auf, welche in das Einspritzrohr 81 hineinragen und bündig mit dem Kältemitteldurchbruch 84 enden. Die Ränder können auch bis in den Innenraum des Einspritzrohres 81 ragen.
In ähnlicher Weise sind auf der Seite des Saugrohres 82 ein Kältemittelaustrittsdurchbruch 85 in der Einspritzplatte 80 und ein fluchtend angeordneter Kältemitteldurchbruch 86 im Saugrohr 82 angeordnet. Auch in diesem Fall können die vorliegend als Bohrungen ausgebildeten Durchbrüche 85, 86 entsprechend 1 ausgebildet sein.
Das Einspritzrohr 81 und das Saugrohr 82 sind dicht- und druckfest mit der Einspritzplatte 80 verlötet, ebenso wie die anderen Teile 75, 74 und 71c.
Die Umlenkung in die Tiefe ist besonders gut aus der Schnittdarstellung von 11 ersichtlich, welche einen Schnitt durch den Umlenkkanal 79d zeigt. Entsprechend den Pfeilen von 11 strömt das von unten kommende Kältemittel nach oben in den Umlenkkanal 79d, in welchem es nach rechts (Tie fenrichtung) umgelenkt wird und tritt in den hinteren Abschnitt des Flachrohres 71d ein, in welchem es von oben nach unten strömt. Es ist somit jeweils eine einfache Umlenkung in die Breite und in die Tiefe vorgesehen.
Wie aus der Darstellung von 9 ersichtlich, sind eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen vom Einspritzrohr 81 in den Sammelkasten und von dem Sammelkasten zum Saugrohr 82 erforderlich., vorliegend je eine pro U-förmig gebogenes Flachrohr 71.
Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers zu ermöglichen, ist das Einspritzrohr 81 derart ausgebildet, dass sich der freie Strömungsquerschnitt des Einspritzrohres 81 in normaler Strömungsrichtung – vorliegend gleichmäßig, d.h. in einem linearen Zusammenhang über die Länge – verringert. Dagegen vergrößert sich vorliegend der freie Strömungsquerschnitt des Saugrohres 82 in Strömungsrichtung.
12 zeigt eine Ausführungsform eines Verdampfers 90, der eine Mehrzahl U-förmig gebogener Flachrohre 91a, 91b, 91c etc. aufweist, welche eine zweifache Umlenkung in der Breite und eine einfache Umlenkung in der Tiefe ermöglicht. Hierfür ist die Verteilerplatte 93 derart ausgebildet, dass für die Umlenkung in der Breite zwei Durchbrüche 96 und 98 über einen Querkanal 101 miteinander verbunden sind, wobei die Durchbrüche 96, 98 und der Querkanal eine H-förmige Öffnung in der Verteilerplatte 93 bilden. Für die Umlenkung in die Tiefe ist ein langer Umlenkkanal 102 vorgesehen, welcher dem Umlenkkanal 79 des zuvor beschriebenen Verdampfers entspricht. Der Kältemittelverlauf ist in 12 durch Pfeile im linken Teil des Verdampfers dargestellt. Hierbei tritt das Kältemittel bei A in den vorderen Teil des linken Schenkels des Flachrohres 91a ein, strömt nach unten, wird in die Breite umgelenkt, strömt wieder nach oben und tritt aus dem Flachrohr 91a aus, in einen Durchbruch der Verteilerplatte 93, strömt entlang dem Pfeil B durch den Querkanal 101 und tritt in das benachbarte Flachrohr 91b ein, welches es durchströmt. Von dort gelangt es in den Umlenkkanal 102 und wird dem Pfeil C folgend in den hinteren Teil des Flachrohres 91b geleitet, welchen es entgegen der Durchströmungsrichtung des vorderen Teils durchströmt. Über einen Querkanal 100, welcher zwischen zwei Durchbrüchen 97 und 99 angeordnet ist und der in seiner Ausgestaltung vorliegend dem Querkanal 101 zwischen den Durchbrüchen 96 und 98 entspricht, gelangt das Kältemittel zum ersten Flachrohr 91a, welches es ebenfalls entgegen der Durchströmungsrichtung des vorderen Teils durchströmt, und tritt bei D wieder aus, von wo aus es in das Saugrohr (nicht dargestellt) gelangt. In Folge der zweifachen Umlenkung in der Breite ist die erforderliche Anzahl von Durchtrittsöffnungen im Einspritz- und Saugrohr gegenüber dem zuvor beschriebenen Verdampfer halbiert. Die Ausgestaltung von Einspritz- und Saugrohr entspricht der des zuvor beschriebenen Verdampfers.
13 zeigt eine Variante des Verdampfers von 12, wobei die einzelnen Einheiten spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Wie im Bereich der am weitesten links angeordneten, benachbarten Umlenkkanäle angedeutet, ist auch in diesem Bereich eine H-Form der Öffnung in der Verteilerplatte möglich, so dass ein Kältemittelaustausch zwischen benachbarten Einheiten im Bereich der Umlenkung in der Tiefe möglich ist.
14 zeigt eine Variante des Verdampfers von 13, wobei die Unterteilungen in die Tiefe sich unterscheiden.
Obwohl nicht in der Zeichnung dargestellt, ist auch eine Zusammenlegung der Ein- und Ausleitungen benachbarter Einheiten möglich, wofür die entsprechenden Öffnungen in der Einspritzplatte und Verteilerplatte geeignet auszubilden sind. Die Öffnung in der Verteilerplatte ist hierbei bevorzugt H-förmig mit einem verbreiterten Steg für den Kältemittelein- bzw. -austritt ausgebildet.
In den 15 bis 27 ist ein weiterer Wärmetauscher sowie eine Variante hierzu dargestellt, bei denen die Ausgestaltung des Einspritzrohres und der Durchtrittsöffnungen entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgen kann.
Der in den 15 bis 25 dargestellte Wärmetauscher ist ein Verdampfer für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage und weist eine rohrförmige Zuleitung 1001 sowie eine rohrförmige Ableitung 1002 auf. Die beiden Leitungen 1001 und 1002 sind parallel zueinander in einer Längsrichtung des Verdampfers oberhalb eines sich über die gesamte Verdampferlänge erstreckenden Sammelkastens 1003 angeordnet. Jenseits des Sammelkastens 1003 sind Zuleitung und Ableitung zu einer gemeinsamen Flanschplatte 1004 fortgeführt, über die sie mit der weiteren Klimaanlage des Fahrzeugs verbunden sind (nicht dargestellt). Im Bereich von Weiterführungen 1001a, 1002a zwischen Sammelkasten 1003 und Flanschplatte 1004 weisen die Leitungen 1001 und 1002 eine Anzahl von Knicken und Biegungen auf, wodurch sie an die individuelle Geometrie des Einbauraums im Fahrzeug adaptiert sind.
Auf Grund der Funktion eines Teils der Zuleitung 1001 sowie eines Teil der Ableitung 1002 wird dieser Teil auch als Einspritz- bzw. Saugrohr bezeichnet. Parallel zum entsprechenden Teil der Leitungen 1001 und 1002 ist ferner ein Überströmrohr 1005 oberhalb des Sammelkastens 1003 an diesem angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Breite des Verdampfers. Das Überströmrohr 1005 ist als an seinen beiden Enden jeweils verschlossener Rohrabschnitt ausgebildet und weist vorliegend – nicht der Darstellungen in der Zeichnung entnehmbar – einen sich in Strömungsrichtung vergrößernden Innendurchmesser auf. Entsprechendes gilt auch für das Einspritz- und Saugrohr. Die Durchmesserveränderung erfolgt vorliegend mittels eingelegter Hülsen.
Auf der Unterseite des Sammelkastens 1003 ist eine Mehrzahl von U-förmig gebogener Flachrohre 1006, vorliegend zwanzig, angeordnet, wobei die Schenkelhöhen der U-förmigen Flachrohre 1006 zuzüglich der Sammelkastenhöhe und dem Einspritzrohr-, Überströmrohr- bzw. Saugrohraußendurchmesser insgesamt die Bauhöhe des Verdampfers ergeben.
Jedes der Flachrohre 1006 weist eine Mehrzahl von Kammern oder Kanälen 1006a auf (siehe Querschnitt durch einen der Flachrohrschenkel von 25). Dabei bildet im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur jeweils die Hälfte der Kammern 1006a jedes der Flachrohre 1006 zusammen einen Strömungspfad aus bzw. ist hydraulisch parallel angeordnet. In Richtung des Luftstroms, also senkrecht zur Zeichenebene gemäß 15, liegen somit jeweils zwei Strömungspfade in jedem Flachrohr 1006 in der Tiefe hintereinander.
Die Flachrohre 1006 sind mit ihren Enden jeweils in Durchbrüche 1007a einer Bodenplatte 1007 (siehe 24) eingeführt und mit demselben verlötet. Ein zentraler, in Längsrichtung verlaufender Steg 1007b der Bodenplatte 1007 trennt dabei die beiden Gruppen von Kammern 1006a der Flachrohre 1006 voneinander.
Zur weiteren Ausbildung des Sammelkastens 1003 ist eine Verteilerplatte 1008 (siehe 21) plan auf die untere Bodenplatte 1007 aufgelegt und flächig zumindest jedoch entlang geschlossener Randlinien mit derselben verlötet. Die Verteilerplatte 1008 hat eine Anzahl von kulissenartigen Durchbrüchen 1008a, die teilweise mit den Durchbrüchen 1007a der Bodenplatte 1007 und somit mit den Stirnflächen der Flachrohre 1006 fluchten. Nicht fluchtende Teile der Durchbrüche, z.B. H-förmige Durchbrüche 1008b der Verteilerplatte 1008, sind dazu vorgesehen, verschiedene Strömungspfade miteinander zu verbinden. Die gezeigten H-förmigen Durchbrüche verbinden dabei jeweils zwei benachbarte Flachrohre 1006 bzw. vier Strömungspfade miteinander.
Oberhalb der Verteilerplatte 1008 ist eine oberes Plattenelement, im Folgenden als Einspritzplatte 1009 bezeichnet, des Sammelkastens 1003 plan auf der Verteilerplatte 1008 aufgelötet. Die Einspritzplatte 1009 weist eine Anzahl von kreisförmigen Durchzügen 1009a auf, die mittels Stanzung von jeweils der gleichen Seite hergestellt wurden. Durch die Stanzung entsteht auf der der Verteilerplatte abgewandten Seite jeweils ein überstehender Kragen 1009b (siehe Seitenansicht der Verteilerplatte in 22), mittels dessen die Zuleitung 1001, d.h. das Einspritzrohr, die Ableitung 1002, d.h. das Saugrohr, und das Überströmrohr 1005 besonders leicht anbringbar sind.
Die rohrförmigen Leitungen 1001, 1002 und 1005 sind jeweils mit Bohrungen versehen, welche mit den zuvor beschriebenen Durchzügen 1009a der Einspritzplatte 1009 korrespondieren. Im Zuge der Montage des Verdampfers werden die Leitungen somit auf die Kragen 1009b aufgesteckt und kältemitteldicht verlötet, wodurch zugleich eine mechanisch sichere Verbindung zwischen Sammelkasten und Leitungen hergestellt ist.
Die Abstände der am weitesten entfernten Bohrungen ergeben eine wirksame Länge der jeweiligen Leitungen 1001, 1002 und 1005. Eine hinsichtlich des Wärmetauschs gesamte wirksame Verdampferlänge ist sinnvoll als der größte Abstand zweier Strömungspfade in Breitenrichtung des Verdampfers definiert. Hieraus ergibt sich, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die wirksame Länge der Zuleitung 1001 weniger als 40% der wirksamen Verdampferbreite beträgt.
Der Verdampfer funktioniert wie folgt:
Durch die Zuleitung 1001 wird dem Verdampfer ein unter hohem Druck stehendes und aus flüssiger und gasförmiger Phase bestehendes Kältemittel zugeführt (vorliegend Kohlendioxid, also R744). Das Kältemittel tritt durch die Durchzüge 1009a bzw. Löcher der Zuleitung 1001 in eine erste Gruppe aus acht Strömungspfaden ein. Es erfolgt in den H-förmigen Durchbrüchen eine Übergabe an die acht korrespondierenden, gegenüberliegenden Strömungspfade, wobei jeweils ein zuerst und ein nachfolgend durchlaufender Strömungspfad zu dem gleichen Flachrohr gehören („Übergabe in die Tiefe"). Nach Passieren von sechzehn der insgesamt vierzig Strömungspfade des Verdampfers tritt das Kältemittel durch etwas größere Bohrungen in das Überströmrohr 1005 ein. Diese sechzehn ersten Strömungspfade, die den ersten acht Flachrohren von rechts gemäß 15 entsprechen, sind somit in einen ersten Abschnitt gruppiert.
Das Überströmrohr 1005 hat die Funktion eines Zwischensammlers, so dass das Kältemittel der verschiedenen Strömungspfade neu vermischt wird. Zugleich fließt es gemäß 15 nach links, wobei die Strömungsgeschwindigkeit gegenüber der Zuleitung 1001 bereits deutlich erhöht ist.
Auf der linken Seite des Verdampfers bilden die restlichen zwölf Flachrohre eine zweite Gruppe bzw. einen zweiten Abschnitt von insgesamt vierundzwanzig Strömungspfaden 1006 aus. Dabei erfolgt durch die Durchzüge 1009a zunächst der Eintritt von dem Überströmrohr 1005 in die ersten zwölf Strömungspfade des zweiten Abschnitts und dann mittels der H-förmigen Durchbrüche der Verteilerplatte in die zweiten zwölf Strömungspfade des zweiten Abschnitts. Der höheren Anzahl von Strömungspfaden des zweiten Abschnitts wird bei dem Überströmrohr 1005 dadurch Rechnung getragen, dass der Durchmesser der Durchzüge 1009a des zweiten Abschnitts kleiner ist als der Durchmesser der acht Durchzüge des ersten Abschnitts.
Letztlich tritt das im Wesentlichen verdampfte und entspannte Kältemittel aus besonders großen zwölf Durchzügen in die Ableitung 1002 ein, um von dort dem weiteren Kältekreislauf zugeführt zu werden.
Gemäß der Funktion des Verdampfers werden während des vorbeschriebenen Betriebs die Flachrohre 1006 von Luft umströmt, die nachfolgend zur Luftkonditionierung eines Fahrzeuginnenraums verwendet wird.
Die in den 26 und 27 dargestellte Variante unterscheidet sich vom vorigen Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausbildung der Durchzüge 1009a' und ihrer korrespondierenden Bohrungen in den Leitungen 1001, 1002 und 1005, sowie in der Ausformung der Verteilerplatte 1008'. Im Unterschied zum vorigen Ausführungsbeispiel sind hier einige der Durchbrüche 1009a' jeweils so ausgeformt, dass zwei Strömungspfade 1006a durch jeweils eine einzige Bohrung unmittelbar mit Kältemittel beschickt werden. Allerdings werden ebenso wie beim vorigen Ausführungsbeispiel weiterhin zwei Strömungspfade pro Abschnitt des Verdampfers durchströmt, wofür ebenfalls H-förmige Durchbrüche 1008a' zwecks Übergang zwischen den Strömungspfaden zuständig sind. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Hülse in den Leitungen 1001, 1002 und 1005 vorgesehen, welche den freien Strömungsquerschnitt entsprechend dem Strömungsweg verändert und die Strömungsgeschwindigkeit in Vergleich mit einer Leitung ohne Hülse, insbesondere ohne Veränderung des freien Strömungsquerschnitts über die Länge, erhöht, so dass eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Verdampferbreite möglich ist.

Claims

Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer, mit mindestens einem Einspritzrohr (4; 81), einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (9'), einer Mehrzahl von über die Durchtrittsöffnungen (9') mit dem Einspritzrohr (4; 81) direkt oder indirekt verbundener, eine Wärmeübergangsfläche bildender Elemente, durch welche vorzugsweise ein Medium strömt, welches im Bereich des Wärmetauschers (1) zumindest teilweise einen Phasenwechsel durchläuft, und einem Saugrohr (10; 82), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) derart ausgebildet ist, dass im Einspritzrohr (4; 81) in mindestens einem Bereich zumindest bei einem Teil der Durchtrittsöffnungen (9') die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums erhöht ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der freie Strömungsquerschnitt des Einspritzrohres (4; 81) in normaler Strömungsrichtung verringert.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der freie Strömungsquerschnitt des Saugrohres (10; 82) in normaler Strömungsrichtung vergrößert.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der freie Strömungsquerschnitt eines Überströmrohres (11; 1005), welches den Übergang zwischen einem Bereich des Wärmetauschers und einem zweiten Bereich des Wärmetauschers bildet, in normaler Strömungsrichtung vergrößert.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einspritzrohr (4; 81), im Saugrohr (10; 82) und/oder im Überströmrohr (11; 1005) mindestens eine Hülse (20) zur zumindest bereichsweisen Verringerung des freien Strömungsquerschnitts vorgesehen ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) geschlitzt ausgebildet ist, wobei die Hülse (20) über maximal dreiviertel, insbesondere über die Hälfte, des Innenumfangs des Einspritzrohres (4; 81) und/oder des Überströmrohres (11; 1005) anliegt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzrohr (4) und/oder das Saugrohr (10) und/oder ein Überströmrohr (11) einen D-förmigen Querschnitt aufweisen.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Einspritzrohres (4; 81) zumindest in einem Bereich, in welchem Durchtrittsöffnungen (9) vorgesehen sind, zwischen 2,0 und 3,0 mm, insbesondere zwischen 2,2 und 2,6 mm, beträgt, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Saugrohres (10; 82) zwischen 4,0 und 6,6 mm, insbesondere zwischen 4,5 und 6,0 mm, beträgt, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Einspritzrohres (4; 81) 2,0 bis 3,0 mm, insbesondere zwischen 2,2 und 2,6 mm, der Innendurchmesser eines Überströmrohres (11; 1005) 2,0 bis 4,5 mm, insbesondere zwischen 3,0 und 4,0 mm, und der Innendurchmesser des Saugrohres (10; 82) zwischen 4,0 und 6,6 mm, insbesondere zwischen 4,5 und 6,0 mm, beträgt, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Einspritzrohres (4; 81) und/oder der Innendurchmesser eines Überströmrohres (11; 1005) und/oder der Innendurchmesser des Saugrohres (10; 82) jeweils im Wesentlichen gleich groß ausgebildet ist und insbesondere zwischen 2,5 und 4,0 mm, vorzugsweise zwischen 2,8 und 3,7 mm, besonders bevorzugt zwischen 3,0 und 3,4 mm beträgt, wobei im Falle nicht kreisförmiger Querschnitte der hydraulisch gleichwertige Innendurchmesser an Stelle des Innendurchmessers tritt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einspritzrohr (4; 81) und/oder im Überströmrohr (11; 1005) in den freien Strömungsquerschnitten zumindest im Bereich der Durchtrittsöffnungen (9') bei normalen Betriebsbedingungen des Wärmetauschers (1) eine konstante Massenstromdichte mit einer Schwankungsbreite von maximal +/– 20%, insbesondere +/– 10%, besonders bevorzugt von +/– 5%, zwischen den einzelnen Querschnitten vorliegt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) ein Wärmetauscher in Plattenbauweise oder Serpentinenbauweise ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verteilerplatte (75; 93; 1008) vorgesehen ist, welche schlitz- und/oder H-förmig ausgebildete Durchbrüche (76, 77, 79; 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102; 1008a; 1008a') aufweist,
Wärmetauscher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine mindestens einfache Umlenkung in die Tiefe des Wärmetauschers und eine mindestens einfache, vorzugsweise mindestens zweifache Umlenkung in die Breite des Wärmetauschers vorsieht.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzrohr (4) an der unteren Seite des Wärmetauschers angebracht ist.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritt mindestens einer Durchtrittsöffnung (9') oberhalb vom tiefsten Punkt des Einspritzrohres (4) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzrohr (4) an der oberen Seite des Wärmetauschers angebracht ist.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritt mindestens einer Durchtrittsöffnung (9') unterhalb vom höchsten Punkt des Einspritzrohres (4) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritt durch einen in den Innenraum des Einspritzrohres ragenden Durchzug oder durch ein in der Durchtrittsöffnung angeordnetes Rohr gebildet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des in den Innenraum des Einspritzrohres ragenden Durchzugs bzw. des in der Durchtrittsöffnung angeordneten Rohrs 20% bis 70%, vorzugsweise 30% bis 60%, besonders bevorzugt 40% bis 55% beträgt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) ein Wärmetauscher für das Kältemittel R744 (CO₂) oder R134a ist.