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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampfereinheit mit einer
Vielzahl von Wärmeaustauschern
und einem Kühlkreislauf
bzw. Kühlzyklus
vom Ejektortyp, bei dem die Verdampfereinheit Verwendung findet.
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Die
US-PS 2005/0268644 A1 (entsprechend der JP-A-2005-308384) offenbart
einen Kühlkreislauf vom
Ejektortyp, in dem Luft durch einen aufwindseitigen Wärmeaustauscher
gekühlt
wird, der sich an der Aufwindseite einer Luftströmung befindet, und die durch
den aufwindseitigen Wärmeaustauscher
gekühlte
Luft wird weiter durch einen abwindseitigen Wärmeaustauscher gekühlt, der
sich an der Abwindseite der Luftströmung befindet.
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Der
aufwindseitige Wärmeaustauscher
ist mit einem Diffusor eines Ejektors verbunden, und der abwindseitige
Wärmeaustauscher
ist mit einer Kühlmittelsaugöffnung des
Ejektors verbunden. Eine Kühlmittelverdampfungstemperatur
im aufwindseitigen Wärmeaustauscher
wird größer gewählt als
eine Kühlmittelverdampfungstemperatur
im abwindseitigen Wärmeaustauscher,
und zwar durch einen drucksteigernden Vorgang des Diffusors. Hierdurch kann
eine Differenz zwischen einer Lufttemperatur und einer Kühlmittelverdampfungstemperatur
in jedem der aufwindseitigen Wärmeaustauscher
und abwindseitigen Wärmeaustauscher
sichergestellt werden. Die Luft lässt sich so effektiv kühlen.
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Die
WO 2006/109617 schlägt
eine Kühlkreislaufausbildung
vom Ejektortyp vor, bei der ein aufwindseitiger Wärmeaustauscher,
ein abwindseitiger Wärmeaustauscher
und ein Injektor integriert sind. Der Ejektor ist innerhalb eines
Sammlertanks im abwindseitigen Wärmeaustauscher
angeordnet.
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Da
der Ejektor integral innerhalb des abwindseitigen Wärmeaustauschers
ausgebildet ist, fassen sich abwindseitiger Wärmeaustauscher und Ejektor leicht
und genau an der Vorrichtung montieren. Weil weiterhin eine Kühlmittelsaugöffnung oder
Austrittsöffnung
des Ejektors direkt offen gegen einen Kühlmittelsammlerteil des Samm lertanks
ist, lässt
sich der Druckverlust reduzieren, wenn Kühlmittel in den Ejektor durch
die Saugöffnung
aus dem abwindseitigen Wärmeaustauscher
gesogen wird.
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Wenn
jedoch die Einrichtung betätigt
wird, kann die Temperaturverteilung für eine aus dem abwindseitigen
Wärmeaustauscher
ausfließende
Luft nicht gleichförmig
sein. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
ein Kühlmittelüberhitzungsbereich
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers
und ein Kühlmittelüberhitzungsbereich
des abwindseitigen Wärmeaustauschers
miteinander in der Richtung der Luftströmung überlappt sein können.
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Da
das Kühlmittel
sich in Gasphase in den Kühlmittelüberhitzungsbereichen
befindet, absorbiert das Kühlmittel
nur fühlbare
Wärme von
der Luftströmung.
Das heißt,
die Luftströmung
wird nicht ausreichend in den Kühlmittelüberhitzungsbereich
gekühlt. Wenn
daher Luft durch die überlappten
Kühlmittelüberhitzungsbereiche
tritt, lässt
sich die Luft nicht ausreichend in den Wärmeaustauschern kühlen.
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Im
Hinblick auf die vorstehenden und anderen Probleme ist es ein Ziel
der vorliegenden Erfindung, eine Verdampfereinheit und einen Kühlkreislauf
von Ejektortyp zu schaffen, bei dem eine Temperaturverteilung der
aus dem abwindseitigen Wärmeaustauscher
strömenden
Luft gleichförmig
gemacht werden kann.
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Gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verdampfereinheit
einen Ejektor, einen aufwindseitigen Wärmeaustauscher und einen abwindseitigen
Wärmeaustauscher.
Der Ejektor verfügt über eine
Düse zum
Dekomprimieren von Kühlmittel
sowie eine Kühlmittelsaugöffnung,
aus der Kühlmittel
durch eine Hochgeschwindigkeitskühlmittelströmung gesaugt
wird, die von der Düse
abgestrahlt wird. Der aufwindseitige Wärmeaustauscher ist auf einer
Aufwindseite in der Luftströmung
zum Austauschen von Wärme
mit dem Kühlmittel
angeordnet und verdampft ein austragsseitiges Kühlmittel, das aus einem Auslass
des Ejektors tritt. Der abwindseitige Wärmeaustauscher ist an einer
Abwindseite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers in der Luftströmung angeordnet
und wenigstens ein Teil des abwindseitigen Wärmeaustauschers verdampft ein saugseitiges
Kühlmittel,
das in die Kühlmittelsaugöffnung des
Ejektors gesogen wird. Der aufwindseitige Wärmeaustauscher verfügt über einen
Kühlmittelüberhitzungsbereich,
der versetzt gegenüber
einem Kühlmittelüberhitzungsbereich
des abwindseitigen Wärmeaustauschers
in einer Richtung senkrecht zur Luftströmung ist.
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Somit
lässt sich
die Temperaturverteilung der vom abwindseitigen Wärmeaustauscher
strömenden Luft
gleichförmig
machen.
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Die
Verdampfereinheit kann in geeigneter Weise für einen Kühlkreislauf vom Ejektortyp
mit Kompressor und Radiator Verwendung finden. Weiterhin umfasst
der abwindseitige Wärmeaustauscher einen
ersten Wärme
austauschenden Teil zur Verdampfung des austragsseitigen Kühlmittels
sowie einen zweiten Wärme
austauschenden Teil zum Verdampfen des saugseitigen Kühlmittels.
Die Verdampfereinheit hat einen Füllgrad (occupancy rate) des zweiten
Wärme austauschenden
Teils zum abwindseitigen Wärmeaustauscher.
Die Verdampfereinheit verfügt über ein
Durchflussströmungsverhältnis einer Strömungsmenge
oder Strömungsgröße des saugseitigen
Kühlmittels
zu einer Strömungsmenge
oder Strömungsgröße des vom
Kompressor ausgetragenen Kühlmittels,
das Strömungsverhältnis wird
entsprechend dem Füllgrad
festgesetzt.
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Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden,
in denen
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1 ein
Fließbild
eines Kühlzyklus
vom Ejektortyp gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Verdampfereinheit
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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3 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Verdampfereinheit
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
ist;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer Verdampfereinheit gemäß einer
dritten Ausführungsform
erkennen lässt;
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5 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Verdampfereinheit
gemäß einer vierten
Ausführungsform
ist;
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6 ein
Fließbild
eines Kühlkreislaufes vom
Ejektortyp gemäß einer
Modifikation der ersten Ausführungsform
zeigt;
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7 eine
schematische Darstellung eines Fließbildes ist, das einen Kühlkreislauf
vom Ejektortyp gemäß einer
anderen Modifikation der ersten Ausführungsform ist; und
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8 eine
Diagramm ist, das die Beziehung zwischen einem Füllgrad (occupancy rate) eines
abwindseitigen Wärmeaustauschers
(downwind side heat exchanger) und einer Kühlleistung (refrigeration performance)
ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein
Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp ist in 1 gezeigt und wird üblicherweise
in einer Kühlkreislaufeinrichtung
für Fahrzeuge
nach einer ersten Ausführungsform
verwendet. Bei einem Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp wird ein Kompressor 11, der ein Kühlmittel
ansaugt und komprimiert, von einem nicht dargestellten Fahrzeugmotor über eine
elektromagnetische Kupplung 11a und einen nicht gezeigten Riemen
angetrieben.
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Ein
Kompressor mit einem variablen Austrag oder ein Kompressor mit einem
festen Austrag kann als Kompressor 11 eingesetzt werden.
Der Kompressor mit variablem Austrag kann seine Kühlaustragsleistung
verändern,
indem er seine Austragsmenge an Kühlmittel verändert. Der
Kompressor mit festem Austrag regelt seine Kühlmittelaustragskapazität, indem
er seine Arbeitsgeschwindigkeit durch intermittierende Betätigung der
elektromagnetischen Kupplung 11a verändert. Alternativ kann als
Kompressor 11 ein Elektrokompressor Verwendung finden.
In diesem Fall kann die Kühlmittelaustragskapazität geregelt
werden durch eine Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors.
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Ein
Kühler 12 ist
mit einer Kühlmittelaustragsseite
des Kompressors 11 verbunden. Im Kühler 12 wird Wärme ausgetauscht
zwischen einem Hochdruckkühlmittel,
das vom Kompressor 11 kommt und Außenluft, das heißt, Luft
außerhalb
des Fahrgastraums, die von einem nicht dargestellten Kühlgebläse geliefert
wird. So kann das Hochdruckkühlmittel gekühlt werden.
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Nach
der ersten Ausführungsform
wird Kühlmittel
wie ein Kühlmittel
auf Basis der Chlorfluorkohlenstoffe oder auf Basis von Kohlenwasserstoffen
im Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp verwendet. Da ein hoher Druck des Kühlmittels nicht höher als
ein kritischer Druck ist, kann ein unterkritischer Kreislauf durch
Dampfkompression ge baut werden. Daher wirkt der Kühler bzw.
Radiator 12 als ein Kondensator zum Kühlen und Kondensieren von Kühl- bzw.
Kältemittel.
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Ein
Aufnehmer 12a ist an der Auslaufseite des Kühlers 12 vorgesehen.
Der Aufnehmer 12a hat die Gestalt eines in Längsrichtung
länglichen
Tanks und arbeitet als Flüssigkeits-/Dampftrenneinrichtung. Der
Separtator trennt Kühlmittel
in Dampf und Flüssigkeit
und speichert extra flüssiges
Kühlmittel
des Kreislaufes 10. Der Aufnehmer 12a hat einen
Auslass an der Bodenseite des Tanks und flüssiges Kühlmittel wird vom Auslass ausgetragen.
Nach der ersten Ausführungsform
ist der Aufnehmer 12a integral mit dem Kühler 12 ausgebildet.
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Alternativ
können
ein Kondensator einschließlich
eines kondensierenden Wärmeaustauschers,
ein Aufnehmer und ein unterkühlender
Wärmeaustauscher
(supercooling heat exchanger) als Kühler 12 verwendet
werden. In diesem Fall ist der kondensierende Wärmeaustauscher an einer Anströmseite der
Kühlmittelströmung positioniert.
Kühl- oder
Kältemittel
(refrigerant), im Folgenden Kühlmittel
genannt, strömt
vom kondensierenden Wärmeaustauscher
in den Aufnehmer, und der Aufnehmer trennt das Kühlmittel in Dampf und Flüssigkeit.
Dann unterkühlt
der unterkühlende
Wärmeaustauscher das
gesättigte
flüssige
Kühlmittel,
das vom Aufnehmer abströmt.
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Ein
thermisches Expansionsventil 13 ist mit einer Auslassseite
des Aufnehmers 12a verbunden. Das Expansionsventil 13 dekomprimiert
flüssiges Hochdruckkältemittel,
das vom Aufnehmer 12a in Mitteldruckkühlmittel fließt und eine
Strömungsmenge
des Kühlmittels
regelt.
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Insbesondere
umfasst das Expansionsventil 13 einen Sensorteil 13a an
einem saugseitigen Durchlass des Kompressors 11. Der Sensorteil
oder erfassende Teil 13a erfasst einen Überhitzungsgrad des Kältemittels
an einem saugseitigen Durchlass des Kompressors 11 basierend
auf einer Temperatur und einem Druck. Dann wird ein Öffnungsgrad
des Expansionsventils 13 derart geregelt, dass der Überhitzungsgrad
auf einen bestimmten Wert sich einstellt.
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Ein
Verzweigungspunkt BP zum Verzweigen der Kältemittelströmung ist
an der Auslasseite des Expansionsventils 13 positioniert.
Ein abgezweigtes Kältemittel
strömt
durch einen Kältemitteldurchlass 16a,
und das andere abgezweigte Kältemittel strömt durch
einen Abzweigungsdurchlass 16b. Die Durchlässe 16a, 16b sind
mit einer Verdampfereinheit 20, die weiter unten beschrieben
wird, verbunden.
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Die
Verdampfereinheit 20 umfasst einen Ejektor 14,
einen aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 (upwind
side exchanger) und einen abwindseitigen Wärmeaustauscher 18,
die, wie in 1 gezeigt, integriert sind.
Der abwindseitige Wärmeaustauscher 18 ist
aus einem ersten Verdampfer (austragsseitiger Verdampfer) 18a mit
einem Kühlmittelauslass,
der mit dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 verbunden
ist, und einem zweiten Verdampfer (saugseitiger Verdampfer) 18b aufgebaut,
der mit einer Kühlmittelsaugöffnung 14b des
Ejektors 14 verbunden ist. Die integrierte Verdampfereinheit 20 wird spezifisch
untenstehend beschrieben.
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Der
Kühlmitteldurchlass 16a von
dem Verzweigungspunkt BP ist mit einem Einlass einer Düse 14a des
Ejektors 14 in der Verdampfereinheit 20 verbunden.
Der Ejektor 14 dekomprimiert Kältemittel und lässt Kältemittel
zirkulieren, indem ein Saugvorgang der Kältemittelströmung ausgenutzt
wird, die von der Düse 14a bei
hoher Geschwindigkeit ausgestrahlt wird.
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Der
Ejektor 14 umfasst die Düse 14a und die Saugöffnung 14b.
Die Düse 14a komprimiert
und expandiert weiter das Mitteldruckkühlmittel, das vom Kühlmittelkanal 16a kommt,
indem eine Durchlassfläche
gedrosselt wird. Die Saugöffnung 14b ist
im gleichen Raum wie eine Kühlmittelabstrahlöffnung der Düse 14 angeordnet
und saugt dampfförmiges
Kühlmittel
an, das vom zweiten Verdampfer 18b des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18,
wie unten beschrieben wird, strömt.
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Weiterhin
umfasst der Ejektor 14 einen Mischerteil 14c und
einen Diffusor 14d an der abströmseitigen Kühlmittelströmung, die von der Düse 14a abgestrahlt
wird. Der Mischerteil 14c mischt das Hochgeschwindigkeitskältemittel,
das von der Düse 14a abgestrahlt
wurde mit dem durch die Saugöffnung 14b eingesaugten
Kältemittel.
Der Diffusor 14d ist ein den Druck steigernder Teil an
der Abströmseite des
vom Mischerteil 14 abströmenden Kältemittels.
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Der
Diffusor 14d ist in einer Form gestaltet, bei der allmählich eine
Durchlassfläche
für das
Kältemittel
sich vergrößert und
reduziert die Geschwindigkeit der Kühlmittelströmung, so dass der Druck des Kühlmittels
erhöht
wird. Das heißt,
der Diffusor 14d formt die Geschwindigkeitsenergie des
Kältemittels in
Druckenergie um. Eine Auslassseite des Diffusors 14d ist
mit dem ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verbunden.
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Der
abwindseitige Wärmeaustauscher 18 absorbiert
Wärme,
indem er Kühlmittel
verdampft und umfasst den ersten Verdampfer 18a und den zweiten
Verdampfer 18b. Der erste Verdampfer 18a verdampft
ein austragsseitiges Kühlmittel,
das aus dem Diffusor 14d des Ejektors 14 abströmt. Der
zweite Verdampfer 18b verdampft ein saugseitiges Kühlmittel,
das in den Ejektor durch die Saugöffnung 14b eingesaugt
werden soll.
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Eine
Auslassseite des ersten Verdampfers 18a ist mit einer Einlassseite
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verbunden.
Dagegen wird eine Einlassseite des zweiten Verdampfers 18b mit dem
Verzweigungskanal 16b verbunden, und eine Auslassseite
des zweiten Verdampfers 18b ist mit der Saugöffnung 14b des
Ejektors 14 verbunden.
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Beim
aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 absorbiert
ein Niederdruckkältemittel
Wärme,
da die Wärme
ausgetauscht wird zwischen dem Kühlmittel, das
vom ersten Verdampfer 18a abströmt und einer Luftströmung B,
die aus einem Gebläse 19 stammt. Das
Gebläse 19 ist
ein durch einen Motor 19a angetriebenes Elektrogebläse, und
der Motor 19a wird mit einem Regelspannungsausgang von
einer nicht gezeigten Klimatisierungseinrichtung versorgt. Eine Auslassseite
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 ist
mit einer Saugseite des Kompressors 11 verbunden.
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Das
saugseitige Kältemittel
tauscht Wärme im
zweiten Verdampfer 18b aus, und das austragsseitige Kältemittel
tauscht Wärme
im ersten Verdampfer 18a und dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 aus.
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Hier
ist der aufwindseitige Wärmeaustauscher 15 an
einer Aufwindseite der Luftströmung
B, die vom Gebläse 19 kommt,
positioniert, und der abwindseitige Wärmeaustauscher 18 ist
an der Abwindseite der Luftströmung
B, wie in 1 gezeigt, positioniert. Die
Luftströmung
B wird gekühlt
durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15,
und dann wird der Luftstrom B durch den aufwindseitigen Wärmeaustau scher 15 weiter
gekühlt,
und zwar durch beide, die ersten und zweiten Verdampfer 18a, 18b im
abwindseitigen Wärmeaustauscher 18.
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So
kann ein einziger zu kühlender
Raum unter Verwendung des Luftstroms B durch die Wärmeaustauscher 15, 18 gekühlt werden.
Wenn beispielsweise der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp für
eine Kühleinrichtung
in einem Fahrzeug verwendet wird, wird ein Raum in der Kühleinrichtung
zu dem zu kühlenden
Raum. Wenn der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp in einer Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug Verwendung findet,
wird ein Raum in der Fahrgastzelle zu dem zu kühlenden Raum.
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Der
Zweigkanal 16b wird mit dem abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 verbunden.
Insbesondere wird der Zweigkanal 16b mit dem zweiten Verdampfer 18b des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 in
der Verdampfereinheit 20 verbunden.
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Eine
Drossel 17 ist im Zweigkanal 16b an einer Kühlmittelanströmseite des
zweiten Verdampfers 18b angeordnet. Die Drossel 17 dekomprimiert
Kühlmittel,
das gegen den zweiten Verdampfer 18b strömt und regelt
eine Menge des Kühlmittels,
das gegen den zweiten Verdampfer 18b strömt. Nach
der ersten Ausführungsform
ist die Drossel 17 mit einem Kapillarrohr ausgestattet.
Alternativ kann die Drossel 17 konstruktionsmäßig mit
einer festen Drossel, wie einer Öffnung,
versehen sein.
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2 zeigt
die Verdampfereinheit 20, die integral mit dem Ejektor 14,
dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 und
dem abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 ausgebildet
ist. Eine spezifische Konstruktion der Verdampfereinheit 20 soll
nun mit Bezug auf 2 beschrieben werden. Die Pfeile OBEN,
UNTEN, LINKS und RECHTS sind definiert von einem Ort auf einer Abwindseite
der Luftströmung
B. Der Ejektor 14 ist an einer Oberseite der Verdampfereinheit 20 angeordnet.
Eine Anströmseite des
Ejektors 14 entspricht der linken Seite in 2, und
eine Abströmseite
des Ejektors 14 entspricht der rechten Seite in 2.
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Die
Verdampfer 15, 18 haben die gleiche Grundkonstruktion.
Jeder der Verdampfer 15, 18 umfasst eine Vielzahl
von Rohren 21, die sich in Aufwärts-abwärts-Richtung erstrecken sowie
eine Vielzahl von Rippen 22, die zwischen benachbarten
Rohren 21 angeordnet sind.
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Das
Rohr 21 bildet einen Kältemittelkanal und
ist aus einem Flachrohr hergestellt, dessen Querschnittsgestalt
flach entlang der Richtung der Luftströmung B ist. Die Rippe 22 ist
eine gewellte Rippe und wird hergestellt, indem ein dünnes Blech in
wellenartige Gestalt gebogen wird. Aufgrund der wellenartigen Gestalt
kann die Größe des Wärmeaustauschers
zwischen der Luftströmung
B und dem Kältemittel
gesteigert werden, da der Wärmeübergangsbereich
vergrößert ist.
Sätze aus
Rohr 21 und Rippe 22 benachbart einander sind
geschichtet und in Rechts-und-links-Richtung verbunden.
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Nur
ein Teil der Schichtkonstruktion des Rohres 21 und der
Rippe 22 ist in 2 gezeigt. Die Schicht- oder
Lagenkonstruktion ist in einem Gesamtbereich der Wärmeaustauscher 15, 18 angeordnet.
Der Luftstrom B, der vom Gebläse 19 kommt, geht
durch einen hohlen Teil der Schichtkonstruktion. Jedoch können die
Rippen 22 bei den Wärmeaustauschern 15, 18 fortfallen.
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Sammlertanks 15c, 18c sind
an den oberen Seiten der Wärmeaustauscher 15 bzw. 18 angeordnet.
Sammlertanks 15d, 18d sind an den Bodenseiten
der Wärmeaustauscher 15 bzw. 18 angeordnet. Die
Sammlertanks 15c, 15d, 18c, 18d sammeln
und verteilen Kältemittel,
und Enden der Rohre 21 in einer Längs-(aufwärts und abwärts)-Richtung sind mit den Sammlertanks 15c, 15d, 18c, 18d verbunden.
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Insbesondere
verfügt
jeder der Tanks 15c, 15d, 18c, 18d über Rohranschlusslöcher (nicht
gezeigt), in die die Enden der Rohre 21 eingeführt und dann
verbunden werden, so dass die Rohre 21 mit den Innenräumen der
Tanks 15c, 15d, 18c, 18d in Verbindung
stehen.
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Die
Rohre 21 der Wärmeaustauscher 15, 18 bauen
die Kältemittelkanäle, und
die Kanäle
sind voneinander unabhängig
in beiden Wärmeaustauschern 15, 18.
Die Tanks 15c, 15d, 18c, 18d bauen die
Innenräume
der Tanks zum Sammeln und Verteilen von Kältemittel, und die Innenräume des
Tanks sind voneinander unabhängig.
Hierdurch verteilt jeder der Tanks 15c, 15d, 18c, 18d Kältemittel
auf die entsprechenden Rohre 21 und sammelt aus den entsprechenden
Rohren 21 abströmendes
Kältemittel.
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Separatoren 15e, 15f, 18e, 18f, 18g sind
innerhalb der Tanks 15c, 15d, 18c, 18d angeordnet. Die
Separatoren 15e, 15f, 18e, 18f, 18g sind
so positioniert, dass sie weiter die Innenräume der Tanks 15c, 15d, 18c, 18d trennen.
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Insbesondere
ist der Separator 15c im Tank 15c angeordnet und
trennt den Innenraum des Tanks 15c in einen linken Raum
C mit etwa einem Drittel Volumen und einen rechten Raum D mit etwa
zwei Drittel des Volumens. Der Separator 15f ist im Tank 15d angeordnet
und trennt den Innenraum des Tanks 15d in einen linken
Raum E mit etwa zwei Drittel Volumen und einen rechten Raum F mit
etwa einem Drittel Volumen.
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Die
Separatoren 18e, 18f sind im Tank 18c angeordnet
und trennen den Innenraum des Tanks 18c in einem linken
Raum G, einen Mittelraum H und einen rechten Raum I, wobei jeder
Raum etwa ein Drittel Volumen hat. Der Separator 18g ist
im Tank 18c angeordnet und trennt den Innenraum des Tanks 18d in
einen linken Raum J mit etwa zwei Drittel Volumen und einen rechten
Raum K, der über
etwa ein Drittel Volumen verfügt.
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Eine
Abströmseite
des Verzweigungskanals 16b ist mit dem linken Raum G des
Tanks 18c verbunden. Kältemittel
kann zwischen dem rechten Raum F des Tanks 15d und den
rechten Raum K des Tanks 18d durch ein nicht dargestelltes
Verbindungsloch kommunizieren. Der Ejektor 14 ist im Tank 18c angeordnet
und eine Längsrichtung
des Ejektors 14 verläuft
parallel zu einer Längsrichtung
des Tanks 18c. Eine Abströmseite des Kältemitteldurchlasses 18a ist
mit der Düse 14a des
Ejektors 14, wie oben beschrieben, verbunden. Die Saugöffnung 14b ist
im Raum H des Tanks 18c angeordnet, und eine Auslassseite
des Diffusors 14d ist im rechten Raum I angeordnet. So
ist die Saugöffnung 14b direkt
offen gegen den Raum H und vom Diffusor 14d abströmendes Kühl- oder
Kältemittel
strömt
direkt in den rechten Raum I des Tanks 18c.
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Wie
aus 2 zu sehen, sind der Ejeketor 14 und
die Sammlertanks 15c, 15d, 18c, 18d der Wärmeaustauscher 15, 18 integriert
als Verdampfereinheit 20, derart, dass der aufwindseitige
Wärmeaustauscher 15 an
einer Aufwindseite der Luftströmung
B, und der abwindseitige Wärmeaustauscher 18 an
der Abwindseite der Luftströmung
B angeordnet ist.
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Die
Wärmeaustauscher 15, 18,
das heißt,
die Verdampfereinheit 20, außer dem Ejetor 14 sind
aus Aluminium mit einer hohen Wärmeübertragungsleistung
und hoher Lötleistung
ausgestattet und werden durch Löten
integriert. Nach dieser Ausführungsform werden
die Sammler 15c, 18c jeweils geformt und dann
integriert. Alternativ können
die Sammler 15c, 18c einteilig mit einem Element
geformt werden, um den Prozess des Lötens der Sammler 15c, 18c zu
reduzieren. In ähnlicher
Weise können
die Sammler 15d, 18d einteilig mit einem bzw.
aus einem Element geformt werden, um den Prozess des Lötens der Sammler 15d, 18d zu
reduzieren.
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Ein
Mikrodurchgang hoher Genauigkeit ist in der Düse 14a vorhanden.
Wird der Ejektor 14 gelötet, dann
kann die Düse 14a thermisch
vermittels hoher Temperatur, beispielsweise über 600°C, bei Aluminiumlötzeit verformt
werden. In diesem Fall kann Gestalt und Größe des Mikrodurchlasses der
Düse 14a nicht
als genormte Auslegung genommen werden. Daher wird der Ejektor 14 innerhalb
des Sammlers 18c eingepasst, nachdem die Wärmeaustauscher 15, 18 (Sammler 15c, 15d, 18c, 18d)
zu einem Teil verlötet
wurden.
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Insbesondere
wird der Ejektor 14 in eine durchgehende nicht gezeigte
Bohrung in den Separatoren 18e, 18f von einem
Ende des Sammlers 18c in Sammlerlängsrichtung eingeführt und
an den Separatoren 18e, 18f durch Schrauben beispielsweise fixiert.
Da der Ejektor 14 und die Separatoren 18e, 18f fest
und durch einen nicht gezeigten O-Ring abgedichtet sind, wird Kälte- bzw.
Kühlmittel
daran gehindert, durch die Durchgangsbohrung zwischen Ejektor 14 und
Separatoren 18e, 18f zu lecken. Daher stehen die
Räume G,
H nicht in Verbindung miteinander über die durchgehende Bohrung,
und die Räume
N, I sind nicht miteinander durch die durchgehende Bohrung in Verbindung.
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Als
Nächstes
soll der Kühlmittelströmungsweg
in der Verdampfereinheit 20 beschrieben werden. Zunächst strömt das Kühlmittel
von einer Abströmseite
des Kühlmittelkanals 16a in
die Düse 14a des
Ejektors 14 in einer in 2 angedeuteten
Richtung „a". Dann wird das Kühlmittel
dekomprimiert, während
es durch Düse 14a,
Mischerteil 14c und Diffusor 14d strömt. Das
dekomprimierte Niederdruckkühlmittel
sammelt sich im Raum I des Sammlers 18c.
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Das
Kühlmittel
im Raum I wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf der rechten
Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind und strömt
nach unten in eine Richtung „b". Dann sammelt sich
das Kühlmittel
im Raum K des Sammlers 18d. Da der Raum K mit dem Raum
F des Sammlers 15d in Verbindung steht, strömt Kühlmittel
in den Raum F.
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Das
Kühlmittel
(Kältemittel)
im Raum F wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf der rechten
Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 angeordnet
sind und strömt
nach oben in Richtung „c". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum D des Sammlers 15c. Kühlmittel strömt nach
links in den Raum D und wird auf die Rohre 21 verteilt,
die in einem Mittelbereich des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 angeordnet
sind. Dann strömt
Kühlmittel
nach unten in Richtung „d" und fließt in den
Raum E des Sammlers 15d.
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Kühlmittel
strömt
nach links in den Raum E und wird auf die Rohre 21 verteilt,
die an der linken Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 angeordnet
sind. Dann fließt
das Kühlmittel
nach oben in Richtung „e" und sammelt sich
im Raum C des Sammlers 15c. Das Kühlmittel im Raum C fließt aus dem
Tank 15c in Richtung „f" und strömt zur Saugseite
des Kompressors 11.
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Das
austragsseitige durch den ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen
Wärmeaustauschers 18 und
den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 tretende
Kühlmittel
verändert
seine Strömungsrichtung
einmal oder mehrfach (d.h. zweimal bei dieser Ausführungsform)
im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15.
Das austragsseitige Kühlmittel wird
zu dampfförmigem
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h,
der an der oberen linken Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 angeordnet
ist, angedeutet in dem diagonal schraffierten in 2 gezeigten
Bereich.
-
Als
Nächstes
strömt
Niedruckkühl-
oder -kältemittel,
das durch die Drossel 17 dekomprimiert wurde, von einer
Abströmseite
des Zweigkanals 16b in den Raum G des Tanks 18c.
Das Kühl-
oder Kältemittel
im Raum G wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf der linken
Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind und strömt
nach unten in Richtung „g". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum J des Tanks oder Sammlers 18d.
-
Kühlmittel
strömt
nach rechts in den Raum J und wird in oder auf die Rohre 21 verteilt,
die in einem mittleren Bereich des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind. Dann strömt
das Kühlmittel
nach oben in Richtung „h" und sammelt sich
im Raum H des Sammlers 18c. Das Kühlmittel im Raum H wird in
den Ejektor 14 durch die Saugöffnung 14b gezogen.
-
Das
saugseitige durch den zweiten Verdampfer 18b des abwindseitigen
Wärmeaustauschers 18 strömende Kühlmittel ändert seine
Strömungsrichtung
einmal im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18.
Das saugseitige Kühlmittel
wird zu dampfförmigem
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h, der
oben und in der Mitte seitlich des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
ist, angedeutet durch den in 2 karierten
Bereich. Die Überhitzungsbereiche 15h, 18h sind
so positioniert, dass sie sich einander in Richtung der Luftströmung B nicht überlappen.
Das heißt,
der aufwindseitige Wärmeaustauscher 15 hat
einen Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h,
der gegen einen Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 in
einer Richtung senkrecht zur Luftströmung B versetzt ist.
-
Weiterhin
tauscht das saugseitige Kühlmittel Wärme nur
in einem durch die Richtungen „g" und „h" im abwindseitigen
Wärmeaustauscher 18 angezeigten
Bereich aus. Hier wird ein Füllgrad
(occupancy rate) des zweiten Wärmeaustauschers 18b auf
etwa zwei Drittel (70%) des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 aufgrund
der Separatoren 18f, 18g eingestellt. Der Füllgrad stellt
eine Rate oder einen Anteil der Füllgradfläche des zweiten Verdampfers 18b zum
abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 dar.
Diese Rate (rate) kann leicht geregelt werden, indem die Anordnungspositionen
der Separatoren 18f, 18g verändert werden.
-
Als
Nächstes
soll der Betrieb im Kühlkreislauf
mit Ejektor 10 der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Wird der Kompressor 11 durch den Fahrzeugmotor angetrieben,
so wird Kühlmittel zu
Hochdruck- und Hochtemperaturkühlmittel
komprimiert und aus dem Kompressor 11 ausgetragen. Dann
strömt
das Hochtemperaturkühlmittel
in den Kühler
oder Radiator 12 und wird durch Außenluft gekühlt und kondensiert. Das aus
dem Kühler 12 fließende Kühlmittel
strömt
in den Aufnehmer 12a und wird in Dampf und Flüssigkeit
getrennt.
-
Das
flüssige
Kühlmittel
fließt
in das Expansionsventil 13 aus dem Aufnehmer 12a.
Eine Strömungsmenge
an Kühlmittel
wird geregelt, indem ein Öffnungsgrad
des Expansionsventils 13 verstellt wird, derart, dass das
aus dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15,
entsprechend einem Kühlmittel, das
vom Kompressor 11 angesaugt wird, über einen vorbestimmten Überhitzungsgrad
verfügt.
Das Hochdruckkühlmittel
wird durch das Expansionsventil 13 dekomprimiert. Das durch
das Expansionsventil 13 dekomprimierte Kühlmittel
verfügt über einen
Mitteldruck und wird am Verzweigungspunkt BP verzweigt. Dann strömt das Kühlmittel
getrennt in den Kühlmittelkanal 16a und
den Verzweigungskanal 16b.
-
Das
in den Ejektor 14 durch den Kühlmittelkanal 16a strömende Kühlmittel
wird dekomprimiert und an der Düse 14a expandiert.
Daher wird die Druckenergie des Kühlmittels in eine Geschwindigkeitsenergie
an der Düse 14a umgewandelt,
und das Kühlmittel
bei hoher Geschwindigkeit aus der Strahlöffnung der Düse 14a abgestrahlt.
Jetzt wird dampfförmiges
aus dem zweiten Verdampfer 18b abströmendes dampfförmiges Kühlmittel
in den Ejektor 14 über
die Saugöffnung 14b angesaugt,
da ein Druck des Kühlmittels
an der Abstrahlöffnung
der Düse 14a durch
die Hochgeschwindigkeitsejektion abgesenkt wird.
-
Das
durch die Düse 14a abgestrahlte
oder ausgestoßene
Kühlmittel
und das durch die Saugöffnung 14b angesaugte
Kühlmittel
werden im Mischerteil 14c vermischt, und das vermischte
Kühlmittel strömt in den
Diffusor 14d. Die Geschwindigkeits(expansions)energie des
gemischten Kühlmittels
wird in Druckenergie umgewandelt, da ein Durchlass- oder Kanalbereich
im Diffusor 14d vergrößert wurde.
Damit wird der Druck des gemischten Kühlmittels im Diffusor 14d gesteigert.
-
Dann
strömt
das aus dem Diffusor 14d kommende Kühlmittel in den ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen
Wärmeaustauschers 18 und
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 in
den Richtungen „b", „c", „d" und „e" der 2.
Mittlerweile absorbiert das Kühlmittel
Wärme aus
der Luftströmung
B, die vom Gebläse 19 kommt
und verdampft. Das verdampfte gasförmige Kühlmittel wird eingesaugt in und
wieder komprimiert durch den Kompressor 11.
-
Dagegen
strömt
das in den Verzweigungskanal 16b von der Verzweigungsstelle
BP strömende Kühlmittel
in den zweiten Verdampfer 18b des abwindseitigen Wärmeaus tauschers 18 in
den Richtungen „g" und „h" der 2.
In der Zwischenzeit absorbiert das Kühlmittel Wärme aus der Luftströmung B, nachdem
es durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gegangen
ist und verdampft. Das verdampfte gasförmige Kühlmittel wird in den Ejetor 14 über die
Saugöffnung 14b eingesaugt.
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Hier
regelt die Drossel 17 ein Strömungsverhältnis Ge/G auf etwa 0,7, wobei
Ge eine Strömungsgröße des Kühlmittels
(d.h. saugseitiges Kühlmittel) darstellt,
das in die Öffnung 14b gesaugt
werden soll, und G stellt eine Strömungsgröße des Kühlmittels, das aus dem Kompressor 11 ausgetragen
wird, dar. Wie 8 erkennen lässt, existiert, wenn der Füllgrad (occupancy
rate) des zweiten Verdampfers 18b zum abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 sich
in einem Bereich zwischen 30% und 75% befindet, ein „peak point
einer Kühlleistung
Q (Kühlkapazität) des Kühlkreislaufs 10 vom
Ejektortyp bezüglich
eines vorbestimmten Strömungs-
oder Durchflussverhältnisses
Ge/G. Weiterhin, wenn das Durchfluss- oder Strömungsverhältnis Ge/G im Bereich zwischen
0,3 und 0,7 liegt, kann der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp eine hohe Kühlleistung
haben.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
werden Kühlvorgänge gleichzeitig
in den Wärmeaustauschern 15, 18 ausgeführt. Das
heißt,
wenn das Kühlmittel
(d.h. das austragsseitige Kühlmittel),
das aus dem Auslass des Ejektors 14 ausgetragen wurde,
in den ersten Verdampfer 18a und den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 fließt, strömt das saugseitige Kühlmittel
gleichzeitig in den zweiten Verdampfer 18b.
-
Darüber hinaus
kann der durch das Gebläse 19 zugeführte Luftstrom
B gekühlt
werden, während er
durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 und
den abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 in dieser
Reihenfolge geht. Jetzt kann ein Druck des im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 verdampften Kühlmittels
als ein Druck, der im Diffusor 14d erhöht wird, benutzt werden. Dagegen
entspricht ein Druck des im zweiten Verdampfer 18b des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verdampften
Kühlmittels dem
niedrigsten Druck des Kühlmittels,
das aus der Düse 14a abgestrahlt
wird, da der zweite Verdampfer 18b des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 mit der
Saugöffnung 14b verbunden
ist.
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Darum
kann der Druck (die Temperatur) des im zweiten Verdampfer 18b des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verdampften
Kühlmittels
geringer als der Druck (die Temperatur) des Kühlmittels gemacht werden, das
im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 und
dem ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verdampft
wurde. Somit lässt
sich der Luftstrom B wirksam kühlen, da
eine Temperaturdifferenz zwischen der Luftströmung B und den Kühlmitteln
sichergestellt werden kann, die im zweiten Verdampfer 18b und
dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 verdampft
werden sollen.
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Weil
weiterhin eine Kühlmittelabströmseite des
aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 mit
einer Saugseite des Kompressors 11 verbunden ist, kann
der Kompressor 11 Kühlmittel
ansaugen, das über
einen Druck verfügt,
der im Diffusor 14d erhöht wurde.
Somit lässt
sich die Antriebskraft für
den Kompressor 11 reduzieren, da ein saugseitiger Druck
des Kompressors 11 größer aufgrund
des gesteigerten Drucks im Diffusor 14d wird.
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Weiter
lassen sich die nachstehend beschriebenen Vorteile bei Verwendung
der Verdampfereinheit 20 im Kühlkreislauf vom Ejektortyp 10 erreichen.
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Selbst
wenn der Luftstrom B nicht ausreichend in dem Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h des aufwindseitigen
Wärmeaustauschers 15 gekühlt wird,
lässt sich
der Luftstrom B ausreichend im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 kühlen, da
die Überhitzungsbereiche 15h, 18h so
angeordnet sind, dass sie einander in Richtung der Luftströmung B nicht überlappen.
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Dagegen
ist der gegen den Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h strömende Luftstrom
B bereits ausreichend im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gekühlt. Daher
kann die Temperaturverteilung gleichförmig mit der aus dem abwindseitigen
Wärmeaustauscher 18 strömenden Luft
gemacht werden.
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Eine
Richtung des austragsseitigen im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 strömenden Kühlmittels
ist entgegengesetzt der Richtung des saugseitigen im zweiten Verdampfer 18b strömenden Kühlmittels.
Dies darum, weil das austragsseitige durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gehende
Kühlmittel
seine Strömungsrichtung ändert und
weil das saugseitige durch den zweiten Verdampfer 18b gehende
Kühlmittel
seine Strömungsrichtung
einmal verändert.
Somit können
die Überhit zungsbereiche 15h, 18h leicht
so positioniert werden, dass sie sich untereinander in Richtung
der Luftströmung
B nicht überlappen.
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Im überlappten
Bereich des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 und
dem abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 in
Richtung der Luftströmung B
ist die Richtung des austragsseitigen Kühlmittels entgegengesetzt zur
Richtung des saugseitigen Kühlmittels.
Daher überlappen
sich der abströmseitige
Kühlmittelwärmeaustauschbereich
im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 und
der abströmseitige Wärmeaustauscherbereich
im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 nicht
bezüglich
einander. Da die Überhitzungsbereiche 15h, 18h in
den kühlmittelabströmseitigen
Wärme austauschenden
Bereichen positioniert sind, überlappen
sich die Überhitzungsbereiche 15h, 18h in
sicherer Weise in Richtung der Luftströmung B nicht.
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Der
Kühlkreislauf
vom Ejektortyp 10 kann eine hohe Kühlmittelleistung, gezeigt in 8,
haben, da der Füllgrad
des zweiten Verdampfers 18b zum abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 bei
etwa 70% liegt, und, da das Strömungsdurchflussverhältnis Ge/G
auf etwa 0,7 geregelt wird. Das Durchflussströmungsverhältnis Ge/G lässt sich
einfach regeln, indem der Zustand der Drossel 17 verändert wird. Wenn
daher der Füllgrad
im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 verändert wird,
lässt sich
die Kühlleistung
Q leicht durch Veränderung
der Bedingung der Drossel 17 verbessern.
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Da
der Ejektor 14 innerhalb des Tanks 18c des abwindseitigen
Wärmeaustauschers 18 positioniert
ist, lassen sich der abwindseitige Wärmeaustauscher 18 und
der Ejektor 14 leicht und genau im Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp unterbringen; ein Druckverlust kann vermindert werden,
wenn das Kühlmittel vom
abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 in
den Ejektor 14 durch die Saugöffnung 14b strömt.
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Nach
dieser Ausführungsform
kann das austragsseitige Kühlmittel
des Ejektors 14 in den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 durch
den ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 fließen. Hierdurch
kann das austragsseitige Kühlmittel
in den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 durch
eine flexible Lage im Verdampfer 18a strömen, und
der Ort zum Verändern
der Strömungsrichtung
des austragsseitigen Kühlmittels
lässt sich
freier einstellen.
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Darüber hinaus
lässt sich
die Größe eines Wärme austauschenden
Bereichs flexibel in jedem der Wärmeaustauscher 15, 18 regeln.
Die Kühlleistung
Q des Kühlkreislaufs 10 vom
Ejektortyp lässt sich
einfach dadurch regeln, dass man die Strömungsmenge des Kühlmittels
verändert.
Hier stellt die Kühlleistung
Q eine Summe erhöhter
Enthalpien dar, wenn austragsseitiges Kühlmittel und saugseitiges Kühlmittel
Wärme aus
der Luftströmung
B absorbieren. Die gesteigerte Enthalpie stellt ein Produkt der
Kühlmittelmenge
und einer gesteigerten spezifischen Enthalpie pro Gewichtseinheit
dar.
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Da
ein Kühlmitteleinlassteil
aus den Kanälen 16a, 16b und
ein Kühlmittelauslassteil
zum Kompressor 11 eng in der Verdampfereinheit 20 angeordnet sind,
kann die Verdampfereinheit 20 leichter und genauer bezüglich des
Kühlkreislaufs 10 vom
Ejektortyp angebracht werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
in 3 gezeigte Verdampfereinheit 30 wird
in einem Kühlkreislauf
vom Ejektortyp 10 nach einer zweiten Ausführungsform
verwendet. Ein aufwindseitiger Wärmeaustauscher 15 und
ein abwindseitiger Wärmeaustauschers 18 nach
der zweiten Ausführungsform
haben vom Grundkonzept eine Konstruktion ähnlich der der ersten Ausführungsform.
-
Die
Orte der Anordnung der Separatoren und eines Ejektors 14 unterscheiden
sich in der zweiten Ausführungsform
gegenüber
denen der ersten Ausführungsform.
Damit wird auch der Kühlmittelströmungsweg
unterschiedlich in der zweiten Ausführungsform.
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Zunächst ist
ein Separator 15e' im
Sammler 15c positioniert und trennt einen Innenraum des Sammlers 15c in
einen linken Raum L und einen rechten Raum M, der etwa das halbe
Volumen des Innenraums des Sammlers jeweils hat. Der Sammler 15d bildet
einen Raum N ohne einen Separator.
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Ein
Separator 18e' ist
im Sammler 18c angeordnet und trennt einen Innenraum des
Sammlers 18c in einen linken Raum O und einen rechten Raum P,
die etwa das halbe Volumen des Innenraums des Sammlers 18c jeweils
haben. Der Sammler 18d bildet einen Raum Q ohne irgend
welche Separatoren. Eine Abströmseite
des Zweigkanals 16b ist mit dem Raum O des Tanks 18c verbunden.
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Der
Ejektor 14 ist innerhalb des Sammlers 18c positioniert.
Eine Abströmseite
des Kühlmittelkanals 16a ist
mit der Düse 14a des
Ejektors 14 verbunden und die Saugöffnung 14b im Raum
P des Sammlers 18c untergebracht. So ist die Saugöffnung 14 direkt
offen gegen den Raum P.
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Das
austragsseitige vom Diffusor 14d abfließende Kühlmittel strömt in den
Raum M des Sammlers 15c durch ein Rohr, das außerhalb
des Sammlers 18c angeordnet ist. Alternativ kann ein Durchgang
zum Einführen
austragsseitigen Kühlmittels
in den Raum M im Sammler 18c ausgebildet sein. Der Ejektor 14 wird
innerhalb des Sammlers 18c montiert, nachdem die Wärmeaustauscher 15, 18,
das heißt,
die Sammler 15c, 15d, 18c, 18d integral ähnlich der
ersten Ausführungsform
verlötet
wurden.
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Ein
Kühlmittelströmungsweg
in der Verdampfereinheit 30 der oben beschriebenen Konstruktion
soll nun beschrieben werden. Zunächst strömt Kühlmittel
aus einer Abströmseite
des Kühlkanals 16a in
den Ejektor 14 in Richtung „a". Kühlmittel wird
in der Düse 14a des
Ejektors 14 dekomprimiert, und das dekomprimierte Niederdruckkühlmittel strömt in den
Raum M des Sammlers 15c durch das Rohr außerhalb
des Sammlers 18c.
-
Das
Kühlmittel
im Raum M wird auf die Rohre 21 auf der rechten Seite des
aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verteilt
und strömt
nach unten in Richtung „i". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum N des Sammlers 15d und nach links in den Raum
N.
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Kühlmittel
wird auf bzw. in die Rohre 21 an der linken Seite des aufwindseitigen
Wärmeaustauschers 15 verteilt
und strömt
in Richtung „j". Dann sammelt sich
das Kühlmittel
im Raum L des Sammlers 15c und strömt aus dem Sammler 15c in
eine Saugseite des Kompressors 11 in Richtung „f".
-
Das
durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gehende
austragsseitige Kühlmittel
verändert
seine Strömungsrichtung
einmal im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15.
Das austragsseitige Kühlmittel
wird zu dampfförmigem
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h,
der oben auf der linken Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 sich
befindet und in 3 diagonal schraffiert angedeutet
ist.
-
Niederdruckseitiges
durch Drossel 17 dekomprimiertes Kühlmittel strömt von einer
Abströmseite
des Zweigkanals 16b in den Raum O des Sammlers 18c.
Das Kühlmittel
im Raum O wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf der linken
Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet sind
und strömt
nach unten in Richtung „k". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum Q des Sammlers 18d.
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Das
Kühlmittel
im Raum Q strömt
nach rechts und wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf
der rechten Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind. Kühlmittel
strömt
nach oben in Richtung „I" und sammelt sich
im Raum P des Sammlers 18c. Das Kühlmittel im Raum P wird in
den Ejektor 14 durch die Saugöffnung 14b eingesaugt.
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Das
in die Saugöffnung 14b zu
saugende saugseitige Kühlmittel
verändert,
während
es durch den abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 geht,
seine Strömungsrichtung
einmal im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18.
Das saugseitige Kühlmittel wird
zu dampfförmigem
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h,
der oben rechts bezüglich
des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 sich
befindet und durch den karierten Bereich in 3 angegeben
ist. Die Überhitzungsbereiche 15h, 18h sind
so angeordnet, dass sie sich untereinander in Richtung der Luftströmung B nicht überlappen.
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Zusätzlich wird
der gesamte abwindseitige Wärmeaustauscher 18 als
ein zweiter (saugseitiger) Verdampfer 18b ohne einen ersten
(austragsseitigen) Verdampfer 18a benutzt. Das heißt, der
abwindseitige Wärmeaustauscher 18 ist
nicht in den ersten und zweiten Verdampfern wie bei der ersten Ausführungsform
positioniert. Die anderen Teile in der zweiten Ausführungsform
können
in ähnlicher
Weise wie bei der ersten Ausführungsform
ausgebildet sein.
-
Wird
der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp in Betrieb genommen, dann strömt aus dem Diffusor 14b abströmendes Kühlmittel
in den aufwindseitigen Wärmeaustau scher 15 in
den Richtungen „i" und „j". In der Zwischenzeit
absorbiert das Kühlmittel
Wärme aus
dem vom Gebläse 19 kommenden
Luftstrom B und verdampft.
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Dagegen
strömt
das niederdruckseitige vom Verzweigungskanal 16b abströmende Kühlmittel
in den abströmseitigen
Wärmeaustauscher 18 in
Richtung „k" und „l". In der Zwischenzeit
absorbiert das saugseitige Kühlmittel
Wärme aus
dem Luftstrom B, der durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 geht
und verdampft.
-
Bei
der zweiten Ausführungsform
werden die gleichen Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform erhalten.
-
(Dritte Ausführungsform)
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Eine
Verdampfereinheit 31, gezeigt in 4, wird
in einem Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp gemäß einer
dritten Ausführungsform
verwendet. Die Verdampfereinheit 31 ist in einem Stück mit einem
Ejektor 14 und Wärmeaustauschern 15, 18 ähnlich der Verdampfereinheit 20 der
ersten Ausführungsform ausgebildet.
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Die
Anordnungsorte der Separatoren und des Ejektors 14 sind
in der dritten Ausführungsform unterschiedlich
zu denen der ersten Ausführungsform.
Daher ist auch der Kühlmittelströmungsweg
unterschiedlich zu der der ersten Ausführungsform bei dieser dritten
Ausführungsform.
-
Zunächst braucht
kein Separator im Sammler 15c eingeschlossen sein und der
Sammler 15c bildet einen Innenraum R, der in Sammlerlängsrichtung
länglich
verläuft.
Ein Separator 15f' ist
im Sammler 15d angeordnet und trennt einen Innenraum des
Sammlers 15d in einen linken Raum S und einen rechten Raum
T, die etwa über
das halbe Volumen wie der Innenraum des Sammlers 15d jeweils verfügen.
-
Ein
Separator 18e' ist
im Sammler 18c angeordnet und trennt einen Innenraum des
Sammlers 18c in einen linken Raum O und einen rechten Raum P,
die etwa über
das halbe Volumen des Innenraums des Sammlers 18c jeweils
verfügen.
Ein Separator 18f ist im Sammler 18d angeordnet
und trennt einen Innenraum des Sammlers 18d in einen linken
Raum U und einen rechten Raum V, die etwa das halbe Volumen wie
der Innenraum des Sammlers 18d jeweils haben. Eine Abströmseite des
Zweigkanals 16b ist mit dem Raum U des Sammlers 18d verbunden. Kühlmittel
kann zwi schen dem Raum T des Sammlers 15d und dem Raum
V des Sammlers 18d über ein
nicht gezeigtes Verbindungsloch kommunizieren.
-
Der
Ejektor 14 ist innerhalb des Sammlers 18c angeordnet.
Ein abströmseitiger
Kanal 16a ist mit der Düse 14a des
Ejektors 14 verbunden, und die Saugöffnung 14b des Ejektors 14 im
Raum O des Sammlers 18c angeordnet. Ein Auslass des Diffusors 14d ist
im Raum P des Sammlers 18c vorgesehen. Somit ist die Saugöffnung 14b direkt
offen gegen den Raum O, und der Auslass des Diffusors 14d direkt
offen gegen den Raum P.
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Der
Ejektor 14 wird innerhalb des Sammlers 18c montiert,
nachdem die Wärmeaustauscher 15, 18,
das heißt,
die Sammler 15c, 15d, 18c, 18d zu
einem Stück
verlötet
wurden, ähnlich
wie bei der ersten Ausführungsform.
-
Ein
Strömungsweg
im Verdampfer 31 der oben genannten Konstruktion soll nun
beschrieben werden. Zunächst
strömt
das Kühlmittel
von einer Abströmseite
des Kühlmittelkanals 18a in
den Ejektor 14 in Richtung „a". Das Kühlmittel wird in der Düse 14a des
Ejektors 14 dekomprimiert und das dekomprimierte Niederdruckkühlmittel
strömt
in den Raum P des Sammlers 18c.
-
Das
Kühlmittel
im Raum P wird auf die Rohre 21 auf der rechten Seite des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verteilt
und strömt
in Richtung „m" nach unten. Dann
strömt
das Kühlmittel
in den Raum V des Sammlers 18d. Das Kühlmittel im Raum V strömt in den
Raum T, da der Raum T mit dem Raum V in Verbindung steht bzw. kommuniziert.
-
Dann
wird das Kühlmittel
im Raum T in oder auf die Rohre 21 auf der rechten Seite
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verteilt
und strömt nach
oben in Richtung „n". Kühlmittel
strömt
in den Raum R des Sammlers 15c und strömt nach links im Raum R.
-
Dann
wird Kühlmittel
auf die Rohre 21 auf der linken Seite des aufwindseitigen
Wärmeaustauschers 15 verteilt
und strömt
nach unten in Richtung „o". Kühlmittel
strömt
in den Raum U des Sammlers 15d, und das Kühlmittel
im Raum U strömt
aus dem Sammler 15d gegen eine Saugseite des Kompressors 11.
-
Dann
verändert
das austragsseitige durch den ersten Verdampfer 18a des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 und
den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gehende
Kühlmittel
seine Strömungsrichtung
einmal im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15.
Dann wird das austragsseitige Kühlmittel
zu dampfförmigem
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h,
der sich unten und links bezüglich
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 befindet,
angedeutet durch eine Diagonalschraffur in 4.
-
Dagegen
strömt
das Niederdruckkühlmittel, welches
durch die Drossel 17 dekomprimiert wurde, von einer Abströmseite des
Zweigkanals 16b in den Raum U des Sammlers 18d.
Das Kühlmittel
im Raum U wird auf die Rohre 21 verteilt, die auf der linken
Seite des abströmseitigen
Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind und strömt
nach oben in Richtung „q". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum O des Sammlers 18c. Das Kühlmittel im Raum O wird in den
Ejektor 14 über
die Saugöffnung 14b eingesaugt.
-
Somit
wird das saugseitige in die Saugöffnung 14b zu
saugende Kühlmittel
zu dampfförmigem Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h,
der oben und links bezüglich
des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 positioniert
ist, angedeutet durch den karierten Bereich der 4.
Die Überhitzungsbereiche 15h, 18h sind
so angeordnet, dass sie sich untereinander in Richtung der Luftströmung B nicht überlappen.
-
Zusätzlich tauscht
das saugseitige Kühlmittel Wärme nur
in Richtung „q" im abwindseitigen
Wärmeaustauscher 18 aus,
und der Füllgrad
(occupancy rate) des zweiten Verdampfers 18b zum abwindseitigen
Wärmeaustauscher 18 wird
auf etwa die Hälfte (50%)
des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 aufgrund
der Separatoren 18e', 18f' eingestellt.
Daher regelt die Drossel 17 das Strömungsdurchflussverhältnis Ge/G
auf etwa 0,5. Die anderen Teile bei der dritten Ausführungsform
sind ähnlich
den der ersten Ausführungsform
ausgestalteten.
-
Wenn
der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp in Betrieb genommen wird, strömt das aus dem Diffusor 14d abströmende Kühlmittel
in dem ersten Verdampfer 18a des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 und
dem aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 in den
Richtungen „m", „n" und „o". In der Zwischenzeit absorbiert
das Kühlmittel
Wärme aus
dem vom Gebläse 19 kommenden
Luftstrom B und verdampft.
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Dagegen
strömt
das niederdrucksaugseitige Kühlmittel,
das aus dem Verzweigungskanal 16b kommt, im zweiten Verdampfer 18b des
abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 in
Richtung „q". Hier absorbiert
das saugseitige Kühlmittel
Wärme aus
dem Luftstrom B, nachdem es den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 durchsetzt
hat und verdampft.
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Der
Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp kann eine hohe Kühlleistung
Q zur Verfügung
stellen, da das Durchflussströmungsverhältnis Ge/G
auf etwa 0,5 entsprechend dem Füllgrad
des zweiten Verdampfers 18b von etwa 50% geregelt wird.
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Die
gleichen Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform lassen sich durch
die dritte Ausführungsform
erreichen.
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(Vierte Ausführungsform)
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Eine
in 5 gezeigte Verdampfereinheit 32 wird
in einem Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp gemäß einer
vierten Ausführungsform
verwendet. Die Verdampfereinheit 32 ist einteilig mit einem
Ejektor 14 und Wärmeaustauschern 15, 18 ähnlich wie
die Verdampfereinheit 20 in der ersten Ausführungsform konstruiert.
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Orte
der Anordnung von Separatoren und Ejektor 14 sind in der
vierten Ausführungsform
unterschiedlich zu der der ersten Ausführungsform. Damit ist auch
der Strömungsweg
des Kühlmittels
in dieser vierten Ausführungsform
unterschiedlich zu der der ersten Ausführungsform.
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Zunächst wird
ein Separator 15e'' im Tank 15c angeordnet
und trennt einen Innenraum des Tanks 15c in einen linken
Raum W von etwa zwei Drittel Volumen des Tankinnenraums sowie einen rechten
Raum X, der etwa über
ein Drittel Volumen des Tankinnenraums verfügt. Ein Separator 15f'' ist im Tank (Sammler) 15d angeordnet
und trennt einen Innenraum des Tanks 15d in einen linken
Raum Y mit etwa ein Drittel Volumen des Innenraums und einen Raum
Z mit etwa zwei Drittel Volumen des Tankinnenraums.
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Ein
Separator 18e' ist
im Tank 18c angeordnet und trennt einen Innenraum des Tanks 18c in
einen linken Raum O und einen rechten Raum P, die etwa über die
Hälfte
des Volumens des Innenraums des Tanks 18c jeweils verfügen. Keiner
der Separatoren ist im Tank 18d angeordnet, und der Tank 18d formt
einen Innenraum Q, der in Tanklängsrichtung angeordnet
ist. Eine Abströmseite
des Verzweigungskanals 16b ist mit dem Raum P des Tanks 18c verbunden.
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Der
Ejektor 14 ist innerhalb des Tanks 18c positioniert.
Eine Abströmseite
des Kühlmittelkanals 16a ist
mit der Düse 14a des
Ejektors 14 verbunden, und die Saugöffnung 14b ist im
Raum O des Tanks 18c angeordnet. Ein Auslass des Diffusors 14d ist
im Raum P des Tanks 18c vorgesehen. Damit ist die Saugöffnung 14b direkt
offen gegen den Raum O, und der Auslass des Diffusors 14d ist
offen gegen den Raum P.
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Das
aus dem Zweigkanal 16b strömende Kühlmittel sowie das aus dem
Diffusor 14d abströmende
Kühlmittel
strömt
jeweils in den Raum P. Daher wird der Raum P weiter in zwei unabhängige Räume unterteilt,
in welche die Kühlmittel
jeweils unabhängig
strömen.
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Insbesondere
ist ein nicht gezeigter Separator zum Trennen des Raums P in zwei
unabhängige obere
und untere Räume
in Aufwärts-Abwärtsrichtung
im Raum P angeordnet. Das vom Diffusor 14d strömende Kühlmittel
strömt
in den oberen Raum, und das durch die Zweigleitung 16b kommende
Kühlmittel
strömt
in den unteren Raum. Das vom Diffusor 14d abströmende Kühlmittel
strömt
vom oberen Raum des Raums P in den Raum X des Tanks 15c durch
ein nicht gezeigtes Verbindungsloch. Alternativ kann ein Durchlass
zusätzlich
im Tank 18c vorgesehen sein, derart, dass das vom Diffusor 14d abströmende Kühlmittel
direkt in den Raum X strömen kann.
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Der
Ejektor 14 wird innerhalb des Tanks 18c angebracht,
nachdem die Wärmeaustauscher 15, 18, beispielsweise
die Tanks 15c, 15d, 18c, 18d integral verlötet werden, ähnlich wie
bei der ersten Ausführungsform.
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Ein
Kühlmittelströmungsweg
in der Verdampfereinheit 32 mit der oben beschriebenen
Konstruktion soll nun beschrieben werden. Zunächst strömt das Kühlmittel von dem Kühlmittelkanal 16a in den
Ejektor 14 in Richtung „a". Das Kühlmittel wird in der Düse 14a des
Ejektors 14 dekomprimiert, und das dekomprimierte Nierderdruck kühlmittel
strömt
in den Raum X des Tanks 15c durch den oberen Raum des Raums
P des Tanks 18c.
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Das
Kühlmittel
im Raum X wird in oder auf die Rohre 21 auf der rechten
Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verteilt
und strömt
nach unten in Richtung „r". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum Z des Tanks 15d.
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Das
Kühlmittel
strömt
nach links im Raum Z und wird in die Rohre 21 an einem
Mittelbereich des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verteilt. Dann
strömt
das Kühlmittel
nach oben in Richtung „s" und strömt in den
Raum W des Tanks 15c.
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Das
Kühlmittel
strömt
dann nach links in den Raum W und wird in oder auf die Rohre 21 auf
der linken Seite des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 verteilt.
Kühlmittel
strömt
nach unten in Richtung „t" und sammelt sich
im Raum Y des Tanks 15d. Dann strömt Kühlmittel gegen eine Saugseite
des Kompressors 11 aus dem Tank 15d in Richtung „p".
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Das
austragsseitige durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gehende
Kühlmittel ändert seine
Richtung einmal oder mehrfach (d.h. zweimal bei dieser Ausführungsform)
im aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15.
Das austragsseitige Kühlmittel
wird zu einem dampfförmigen
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 15h,
der unten und links bezüglich
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 gelegen
ist und angedeutet wird durch den diagonal schraffierten Bereich
der 5.
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Demgegenüber strömt Niederdruckkühlmittel,
das durch die Drossel 17 dekomprimiert wurde, von einer
Abströmseite
des Zweigkanals 16b in den Raum P des Tanks 18c.
Das Kühlmittel
im Raum P wird auf oder in die Rohre 21 verteilt, die auf
der rechten Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 angeordnet
sind und strömt
nach unten in Richtung „u". Dann strömt das Kühlmittel
in den Raum Q des Tanks 18d.
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Dann
strömt
das Kühlmittel
links im Raum Q und wird auf oder in die Rohre 21 auf der
linken Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 verteilt. Kühlmittel
strömt
nach oben in Richtung „v" und sammelt sich
im Raum O des Tanks 15c. Das Kühl mittel im Raum O wird in
den Ejektor 14 durch die Saugöffnung 14b gezogen
oder gesaugt.
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Somit
wird das saugseitige Kühlmittel,
das in die Saugöffnung 14b gesogen
werden soll, zum dampfförmigen
Kühlmittel
mit einem Überhitzungsgrad
in einem Kühlmittelüberhitzungsbereich 18h, der
sich auf der oberen und linken Seite des abwindseitigen Wärmeaustauschers 18 befindet,
angegeben durch den in 5 kariert gezeichneten Bereich. Die Überhitzungsbereiche 15h, 18h sind
so angeordnet, dass sie sich bezüglich
einander in Richtung der Luftströmung
B nicht überlappen
können.
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Zusätzlich wird
der gesamte abwindseitige Wärmeaustauscher 18 als
ein zweiter (saugseitiger) Verdampfer 18b ohne einen ersten
(austragsseitigen) Verdampfer 18a nach der vierten Ausführungsform
verwendet. Die anderen Teile in der vierten Ausführungsform können ähnlich denen
der ersten Ausführungsform
sein.
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Wird
der Kühlmittelkreislauf 10 vom
Ejektortyp betrieben, strömt
aus dem Diffusor 14d kommendes Kühlmittel in den aufwindseitigen
Wärmeaustauscher 15 in
den Richtungen „r", „s" und „t". In der Zwischenzeit
absorbiert das Kühlmittel
Wärme aus
der Luftströmung
B, die vom Gebläse 19 kommt
und verdampft dann.
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Demgegenüber strömt das saugseitige
Niederdruckkühlmittel,
das von dem Zweigkanal 16b kommt, im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 in den
Richtungen „u" und „v". In der Zwischenzeit
absorbiert das saugseitige Kühlmittel
Wärme aus
dem Luftstrom B, der durch den aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 geht
und verdampft.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
werden die gleichen Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform
erreicht.
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(Andere Ausführungsformen)
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind
der Ejektor 14 und die Wärmeaustauscher 15, 18 integral
in den Verdampfereinheiten 20, 30, 31, 32 geformt.
Alternativ können
andere Komponententeile in die Verdampfereinheit 20, 30, 31, 32 im
Kühlkreislauf
vom Ejektortyp integriert werden.
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So
kann beispielsweise, wie gestrichelt in 6 angedeutet,
der Verzweigungspunkt BP mit dem Kühlmittelkanal 16a und
dem Verzweigungskanal 16b integriert werden in die Verdampfereinheit 20.
Insbesondere ist ein Verbindungsblock an einem linken Ende des Tanks 18c vorgesehen,
und der Verzweigungspunkt BP ist im Verbindungsblock angeordnet.
Weiter lässt
sich ein Kühlmittelauslass
der Verdampfereinheit 20, 30, 31, 32 im
Verbindungsblock formen.
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Alternativ,
wie gestrichelt in 7 gezeigt, lassen sich der Verzweigungspunkt
BP mit den Kanälen 16a, 16b und
der Drossel 17 integrieren in die Verdampfereinheit 20.
Alternativ können
das Expansionsventil 13 und der Sensorteil 13a in
der Verdampfereinheit 20 integriert sein.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen werden
die Verdampfereinheiten 20, 30, 31, 32 bis auf
den Ejektor 14 durch Löten
integriert, bevor der Ejektor 14 zusammengebaut wird. Alternativ
kann ein Schrauben, ein Stauchen, ein Schweißen oder ein Kleben für die Integration
Anwendung finden. Alternativ kann der Ejektor 14 fixiert
werden durch Stauchen oder einen Klebstoff, außerdem Schrauben, solange wie
der Ejektor 14 nicht thermisch verformt wird.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind
die Wärmeaustauscher 15, 18 eng
angeordnet, um in die Tanks integriert zu werden. Alternativ brauchen
die Wärmeaustauscher 15, 18 nicht
eng aneinander positioniert werden. Beispielsweise kann ein Verbindungsrohr
zwischen den Tanks 15c, 18c oder den Tanks 15d, 18d angeordnet
sein, derart, dass der aufwindseitige Wärmeaustauscher 15 mit
einem (Abstands)raum von dem abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 versehen
wird. Selbst in diesem Fall kann der Luftstrom B, der durch den
aufwindseitigen Wärmeaustauscher 15 gegangen
ist, weiter im abwindseitigen Wärmeaustauscher 18 gekühlt werden, solange
der aufwindseitige Wärmeaustauscher 15 an der
Aufwindseite der Luftströmung 15 sich
befindet, und der abwindseitige Wärmeaustauscher 18 sich
an der Abwindseite der Luftströmung
B befindet.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen wird
Kühlmittel
wie eines auf der Basis von Fluorchlorkohlenstoff oder auf der Basis
von Kohlenwasserstoffen in dem Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp verwendet. Alternativ kann Kühlmittel wie Kohlendioxid in
dem Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp Anwendung finden, dessen Hochdruck gleich oder größer dem
kritischen Druck ist. In diesem Fall jedoch kann der Aufnehmer 12a das
Kühlmittel
nicht in Dampf und Flüssigkeit
trennen, da das Kühlmittel
im Kühler
oder Radiator 12 in einem überkritischen Kreislauf nicht kondensiert
wurde. Dies darum, weil das aus dem Kompressor abströmende Kühlmittel
sich in einem überkritischen
Zustand befindet. Daher kann auf den Aufnehmer 12a verzichtet
werden, und ein Sammler (Akkumulator), das heißt, ein niederdruckseitiger Dampf-/Flüssigkeitsseparator
kann an einer Abströmseite
des aufwindseitigen Wärmeaustauschers 15 angeordnet
werden (d.h. der Saugseite des Kompressors 11). Die gleichen
Vorteile ergeben sich bei diesem Kühlkreislauf vom Ejektortyp
bei Verwendung von Verdampfereinheiten 20, 30, 31, 32 nur,
wenn die überhitzten
Bereiche 15h, 18h sich nicht in den Wärmeaustauschern 15, 18 in
der Luftströmung
B überlappen.
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Im überkritischen
Zustand kann darüber
hinaus der Verzweigungspunkt BP eliminiert werden, und die Abströmseite des
Expansionsventils 13 kann mit der Düse 14a verbunden werden.
Das flüssige vom
Akkumulator getrennte Kühlmittel
kann in den zweiten Verdampfer 18b strömen.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen ist
die Drossel 17 mit dem Kapillarrohr ausgestattet. Alternativ
kann die Drossel 17 mit einem elektrischen Regelventil
versehen sein, das seinen Öffnungsgrad durch
ein elektrisches Betätigungsglied
regeln kann. Alternativ kann die Drossel aus einer Kombination einer
festen Drossel und eines Magnetventils aufgebaut sein.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen wird
ein fester Ejektor mit Düse 14a und
konstanter Durchlassfläche
als Ejektor 14 verwendet. Alternativ kann ein variabler
Ejektor als Ejektor 14 Verwendung finden, bei dem eine
Durchlassfläche
verändert
werden kann. Insbesondere wird eine Nadel in den Durchlasse einer
variablen Düse
beispielsweise eingeführt.
Der Durchlassbereich lässt
sich regeln, indem die Position der Nadel mit einem elektrischen Betätigungsglied
geregelt wird.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen werden
die Verdampfereinheiten 20, 30, 31, 32 verwendet
als innenraumseitige Wärmeaustauscher, und
der Radiator oder Kühler 12 wird
als ein außenseitiger
Wärmeaustauscher
zum Abstrahlen von Wärme
an die Umgebungsluft verwendet. Alternativ können die Verdampfereinheiten 20, 30, 31, 32 verwendet
werden als ein außenseitiger
Wärmeaustauscher
zum Ab sorbieren von Wärme
von einer Wärmequelle,
das heißt,
Außenluft,
und der Radiator 12 kann verwendet werden als ein innenraumseitiger Wärmeaustauscher
zur Erwärmung
eines Fluids, beispielsweise von Luft oder Wasser, in einem Kreislauf mit
Wärmepumpe.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp für ein
Fahrzeug verwendet. Alternativ kann der Kühlkreislauf 10 vom
Ejektortyp für
eine feste Vorrichtung für
ein Haus, etc. Anwendung finden.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind als im Rahmen der vorliegenden Erfindung
liegend, definiert durch die beiliegenden Ansprüche, zu sehen.