DE102008025910A1

DE102008025910A1 - Heat exchanger i.e. evaporator, for air conditioning system of motor vehicle, has upper collector including base plate, distributing plate and injection plate, and lower collector provided according to type of upper collector

Info

Publication number: DE102008025910A1
Application number: DE200810025910
Authority: DE
Inventors: Dennis Dr.-Ing. Brauckmann; Gottfried Dipl.-Ing. Dürr; Michael Dipl.-Ing. Kranich; Christoph Dipl.-Ing. Walter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-03

Abstract

The exchanger i.e. evaporator (1) has an evaporator block including air inlet and outlet sides, an upper collector (2) including a base plate, a distributing plate (13) and an injection plate with which an injection pipe (3) and an outlet pipe (4) are connected. Injection or inlet and outlet openings (6, 9) are arranged in the injection plate and the injection and outlet pipes. Two adjacent meandering flow paths (10, 11) that are formed by the pipes are assigned to the openings, such that the injection takes place parallely in the flow paths. A lower collector is provided according to the type of the upper collector.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen Luft und einem zweiphasigen Medium nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a heat exchanger for transmission of heat between air and a two-phase medium after the preamble of claim 1.

Wärmeübertrager für ein zweiphasiges Medium, d. h. ein Strömungsmedium, welches einerseits in flüssiger, andererseits in gasförmiger oder in beiden Phasen vorliegt, sind beispielsweise als Verdampfer in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt. Als zweiphasiges Medium kommt Kältemittel mit der Bezeichnung R134a oder neuerdings CO2 mit der Bezeichnung R744 zur Anwendung. Ein Problem bei Verdampfern für Klimaanlagen besteht darin, dass die Verdampfung des Kältemittels in den einzelnen Rohren nicht gleichmäßig erfolgt, sondern dass sich in einigen Rohren gasförmiges Kältemittel befindet, wodurch die vorbeistreichende Luft weniger stark abgekühlt wird als durch die Rohre, in welchen eine vollständige Verdampfung stattfindet. Daraus ergibt sich ein ungleichmäßiges Austrittstemperaturprofil für die zu konditionierende Luft. Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung bedeutet eine Komforteinbuße bei der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes. Darüber hinaus werden die Kälteleistung bzw. der COP (Coefficient of Performance) des Verdampfers reduziert. Im Unterschied zu dem Kältemittel R134a arbeitet das Kältemittel R744 mit wesentlich höheren Drücken, sodass die einzelnen Komponenten des Wärmeübertragers auf die erhöhten Drücke ausgelegt werden müssen. Hierfür wurden verschiedenen Bauweisen bekannt:
In der WO 03/054467 A1 und der US 2005/0039901 A1 der Anmelderin wurde ein Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen bekannt, welcher eine obere und eine untere Sammel-, Verteil- und Umlenkeinrichtung, im Folgenden auch Sammler genannt, aufweist. Der obere Sammler ist im Wesentlichen aus drei Platten, nämlich einer Bodenplatte, einer Verteilplatte, einer Einspritzplatte sowie einem Eintritts- und einem Austrittsrohr für das Kältemittel aufgebaut. Der untere Sammler weist eine Bodenplatte, eine Umlenkplatte sowie eine Abdeckplatte auf. Die Einspritzung des Kältemittels erfolgt in der Weise, dass einer Einspritzöffnung in der Einspritzplatte ein Flachrohr bzw. ein Strompfad zugeordnet ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der untere Sammler durch U-förmige Rohrbögen ersetzt, welche eine Umlenkung des Kältemittels in der Breite bewirken, nicht aber in der Tiefe, d. h. in oder entgegen der Luftströmungsrichtung.Heat exchangers for a two-phase medium, ie a flow medium which is present on the one hand in liquid, on the other hand in gaseous or in both phases, are known, for example, as evaporators in air conditioning systems for motor vehicles. The biphasic medium used is refrigerant R134a or, more recently, CO2 R744. A problem with evaporators for air conditioners is that the evaporation of the refrigerant in the individual tubes is not uniform, but that in some tubes gaseous refrigerant is, whereby the passing air is less cooled than through the tubes, in which a complete evaporation takes place. This results in an uneven outlet temperature profile for the air to be conditioned. An uneven temperature distribution means a loss of comfort in the air conditioning of the vehicle interior. In addition, the cooling capacity and the COP (coefficient of performance) of the evaporator are reduced. Unlike the R134a refrigerant, the R744 refrigerant operates at much higher pressures, so the individual components of the heat exchanger must be designed for the increased pressures. For this purpose, various construction methods have been known:
In the WO 03/054467 A1 and the US 2005/0039901 A1 the Applicant has disclosed an evaporator for motor vehicle air conditioners, which has an upper and a lower collecting, distributing and deflecting device, hereinafter also referred to collectors. The upper header is essentially composed of three plates, namely a bottom plate, a distribution plate, an injection plate and an inlet and an outlet pipe for the refrigerant. The lower collector has a bottom plate, a baffle plate and a cover plate. The injection of the refrigerant takes place in such a way that an injection opening in the injection plate is associated with a flat tube or a current path. In another embodiment, the lower collector is replaced by U-shaped pipe bends, which cause a deflection of the refrigerant in the width, but not in the depth, ie in or against the air flow direction.

Im Hinblick auf eine weitere Verbesserung, d. h. Homogenisierung des Luftaustrittstemperaturprofils bei Verdampfern wurden weitere Verschaltungsvarianten für die Kältemittelführung in einem Verdampfer bekannt: Durch die DE 102 60 029 A1 der Anmelderin wurde ein Verdampfer mit serpentinenförmig ausgebildeten Flachrohrabschnitten bekannt, wobei das Kältemittel über Kopfrohre gleichzeitig in zwei benachbarte Flachrohre bzw. Strompfade eingespritzt wird. Dabei wird das Kältemittel beiderseits des Kopfrohres mehrfach in der Breite und anschließend über so genannte Querverteiler in der Tiefe umgelenkt.With regard to a further improvement, ie homogenization of the air outlet temperature profile in evaporators further Verschaltungsvarianten for the refrigerant guide in an evaporator were known: DE 102 60 029 A1 The Applicant was an evaporator with serpentine-shaped flat pipe sections known, the refrigerant is injected via head pipes simultaneously in two adjacent flat tubes or current paths. In this case, the refrigerant on both sides of the head pipe several times in width and then deflected over so-called transverse distributor in depth.

Durch die DE 10 2005 059 919 A1 der Anmelderin wurde ein Verdampfer mit U-förmig ausgebildeten Flachrohren bekannt, dessen Rohrenden in einen oberen und einzigen Sammler, bestehend aus einer Einspritzplatte, einer Verteilerplatte (auch Verteilplatte genannt) sowie einer Bodenplatte münden. Die Einspritzplatte kommuniziert über Einspritzöffnungen mit dem Einspritzrohr, während die Austrittsöffnungen in der Einspritzplatte mit dem Austrittsrohr kommunizieren. Darüber hinaus ist ein so genanntes Überströmrohr vorgesehen, durch welches das Kältemittel von einem Abschnitt des Verdampfers an den benachbarten Abschnitt übergeben wird. Die Verteilerplatte weist verschieden ausgebildete Durchbrüche auf, z. B. längliche oder H- förmig ausgebildete Durchbrüche, durch welche eine Umlenkung des Kältemittels in der Breite und in der Tiefe möglich ist. Wie erwähnt, ist ein zweiter bzw. unterer Sammler nicht vorgesehen, da die Flachrohre ausschließlich U-förmig ausgebildet sind und die Umlenkung des Kältemittels über die Rohrbögen erfolgt.By the DE 10 2005 059 919 A1 the applicant, an evaporator with U-shaped flat tubes was known, the pipe ends in an upper and single collector consisting of an injection plate, a distributor plate (also called distributor plate) and a bottom plate open. The injection plate communicates via injection openings with the injection tube, while the outlet openings in the injection plate communicate with the outlet tube. In addition, a so-called overflow pipe is provided, through which the refrigerant is transferred from one section of the evaporator to the adjacent section. The distributor plate has differently shaped openings, for. B. elongated or H-shaped apertures through which a deflection of the refrigerant in width and depth is possible. As mentioned, a second or lower collector is not provided, since the flat tubes are formed only U-shaped and the deflection of the refrigerant takes place via the pipe bends.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art einerseits eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Luftaustrittsseite des Wärmeübertragers zu erzielen und andererseits eine Erweiterung der Schaltungsvarianten für den Kältemittelfluss bei einer gleichzeitig druckfesten Bauweise zu ermöglichen.outgoing From this prior art, it is an object of the invention, at a heat exchanger of the type mentioned on the one hand a uniform temperature distribution on the air outlet side of the heat exchanger to achieve and on the other hand, an extension of the circuit variants for the refrigerant flow with a pressure-resistant at the same time To allow construction.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object of the invention is characterized by the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments emerge the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist ein zweiter, insbesondere ein unterer Sammler nach der Bauart des ersten Sammlers, d. h. in Plattenbauweise vorgesehen. Damit wird der Vorteil einer druckfesten Konstruktion erreicht, welche den beim Betrieb von Verdampfern auftretenden Drücken standhält. Darüber hinaus ergeben sich durch den Sammler weitere Schaltungsvarianten, z. B. sind durch geeignete Formen von Durchbrüchen in der Verteilplatte Umlenkungen in der Breite und/oder in der Tiefe möglich. Darüber hinaus ergeben sich wirtschaftliche Vorteile dadurch, dass die Flachrohre gerade ausgebildet sind und auf eine einheitliche Länge abgelängt werden können.According to the invention a second, in particular a lower collector according to the type of first collector, d. H. planned in plate construction. This will be achieved the advantage of a pressure-resistant construction, which the withstand the pressures occurring during operation of evaporators. In addition, additional circuit variants result from the collector, z. B. are by suitable forms of breakthroughs in the Distribution plate deflections in width and / or depth possible. In addition, economic benefits result from the fact that the flat tubes are straight and on a uniform Length can be cut to length.

Das zweiphasige Medium ist vorzugsweise ein Kältemittel und besonders bevorzugt Kohlendioxid (CO2 bzw. R744). Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Kältemittel abschnittsweise in die Verdampferrohre eingespritzt, wobei ein Abschnitt jeweils durch eine Reihe bzw. eine Anzahl von Strompfaden in einer Reihe gebildet wird.The biphasic medium is preferably a refrigerant, and more preferably carbon dioxide xid (CO2 or R744). According to a preferred embodiment, the refrigerant is injected in sections into the evaporator tubes, wherein a portion is formed in each case by a row or a number of current paths in a row.

Nach einer ersten Variante der Erfindung sind vier Abschnitte, nämlich zwei auf der Luftanströmseite und zwei auf der Luftabströmseite vorgesehen. Vorteilhaft erfolgt eine erste Einspritzung auf der Luftanströmseite über den ers ten Abschnitt, wobei mindestens drei Einspritzöffnungen vorgesehen sind, welche mindestens sechs Strompfade beaufschlagen. Nach Verteilung des Kältemittels in der Breite, im unteren Sammler erfolgt im oberen Sammler eine Übergabe an den zweiten Abschnitt auf der Luftabströmseite. Das Kältemittel gelangt über die Austrittsöffnungen in ein Überströmrohr, welches das gesamte Kältemittel an den dritten Abschnitt weitergibt, wo eine zweite Einspritzung in den dritten Abschnitt stattfindet. Die Durchströmung des dritten und vierten Abschnittes entspricht der Durchströmung des ersten und zweiten Abschnittes, allerdings in zur Luftströmung entgegengesetzter Richtung. Durch diese Kältemittelführung wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Luftaustrittsseite des Verdampfers erreicht.To A first variant of the invention comprises four sections, namely two on the air inflow side and two on the air outflow side intended. Advantageously, a first injection takes place on the Air inflow over the Ers th section, wherein at least three injection openings are provided, which apply at least six current paths. After distribution of the refrigerant in width, in the lower collector a transfer takes place in the upper collector to the second section on the downstream side of the air. The Refrigerant passes through the outlet openings in an overflow pipe, which covers the entire refrigerant to the third section, where a second injection takes place in the third section. The flow the third and fourth section corresponds to the flow through the first and second section, but in to the air flow opposite direction. Through this refrigerant guide becomes a uniform temperature distribution reaches the air outlet side of the evaporator.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Umlenkung des Kältemittels im unteren oder zweiten Sammler durch eine Verteilplatte, welche bevorzugt H-förmig angeordnete Durchbrüche aufweist. Möglich sind auch Formen von Durchbrüchen, welche auch eine Umlenkung in der Tiefe zulassen.To a further preferred embodiment, the deflection of the Refrigerant in the lower or second collector by a Distribution plate, which preferably H-shaped openings arranged having. Also possible are forms of breakthroughs, which also allow a deflection in the depth.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist der Block in zwei Abschnitte unterteilt, nämlich einen durchgehenden Abschnitt auf der Luftanströmseite und einen durchgehenden Abschnitt auf der Luftabströmseite. Bei dieser Variante erfolgt die Einspritzung komplett über den ersten Abschnitt auf der Luftabströmseite, und zwar über mindestens drei Einspritzöffnungen, die jeweils zwei Strompfade versorgen. Die Strompfade werden zunächst zu beiden Seiten der Einspritzöffnung in der Breite mindestens einmal umgelenkt und dann durch Umlenkung in der Tiefe an die luftanströmseitige Reihe übergeben. Dort erfolgt die Umlenkung in der Breite in umgekehrter Richtung auf die Austrittsöffnung zu, von wo aus das Kältemittel über das Austrittsrohr abgesaugt wird. Da die Einspritzung und die Absaugung bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils über die volle Breite des Verdampfers erfolgt, entfällt ein Überströmrohr wie bei der vorherigen Variante mit vier Abschnitten. Diese Variante hat den Vorteil einer einfachen symmetrischen Bauweise und einer zumindest in der Breite des Verdampfers gleichmäßigen Luftaustrittstemperaturverteilung.To In a further variant of the invention, the block is divided into two sections divided, namely a continuous section on the Air inlet side and a continuous section on the downstream side. In this variant, the injection takes place completely over the first section on the downstream side, via at least three injection openings, each supplying two current paths. The current paths are first on both sides of the injection opening in width at least once deflected and then by deflection in depth to the air upstream Hand over row. There, the deflection takes place in width in the opposite direction to the outlet to, from where is the refrigerant via the outlet pipe is sucked off. Since the injection and the suction at this Embodiment over the full width of the Evaporator takes place, eliminating an overflow pipe as in the previous variant with four sections. This variant has the advantage of a simple symmetrical design and a even at least in the width of the evaporator Air outlet temperature distribution.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden beschrieben, wobei auch weitere Merkmale und Vorteile erwähnt werden. Es zeigenembodiments of the invention are shown in the drawing and are described below, also mentioning further features and advantages. Show it

1 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für einen Verdampfer mit vier Abschnitten (oberer Sammler), 1 a first embodiment according to the invention for a vaporizer with four sections (upper collector),

2 eine Verteilplatte im unteren Sammler mit H-förmigen Durchbrüchen, 2 a distribution plate in the lower collector with H-shaped openings,

3 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit zwei Abschnitten (oberer Sammler), 3 a second embodiment according to the invention with two sections (upper collector),

4 einen Verdampfer in Explosivdarstellung für das erste Ausführungsbeispiel und 4 an evaporator in exploded view for the first embodiment and

5 einen Verdampfer in einer Ansicht von oben für das zweite Ausführungsbeispiel. 5 an evaporator in a view from above for the second embodiment.

1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Verdampfer 1 für eine Kraftfahrzeugklimaanlage in einer Ansicht von oben, d. h. mit Blick auf einen oberen Sammler 2, auch erster Sammler 2 genannt. Was den genaueren Aufbau eines derartigen Verdampfers betrifft, so wird auf die eingangs zum Stand der Technik erwähnten Offenlegungsschriften der Anmelderin, die DE 102 60 029 A1 sowie die DE 10 2005 059 919 A1 verwiesen, welche hiermit voll umfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen werden. Beispielsweise ist dort der Aufbau eines Sammlers erläutert. Auf dem Sammler 2 sind ein Einspritzrohr 3 (auch Eintrittsrohr 3 genannt), ein Austrittsrohr 4 sowie ein Überströmrohr 5 angeordnet und in bekannter Weise über eine hier nicht dargestellte Einspritzplatte mit dem Sammler 2 verbunden. Über das Eintrittsrohr 3 tritt ein Kältemittel, vorzugsweise CO2 (R744) ein und über das Austrittsrohr 4 wieder aus dem Verdampfer aus. Ein- und Austritt sind durch die Buchstaben E und A gekennzeichnet. Die den Verdampfer 1 durchsetzende Luftströmung ist durch Richtungspfeile L gekennzeichnet. Das Einspritzrohr 3 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel sieben Einspritz- oder Eintrittsöffnungen 6 auf – es können auch mehr oder weniger sein. Der Verdampfer 1 ist in vier Abschnitte I, II, III, IV nach Art von Quadranten unterteilt, wobei ein Abschnitt jeweils eine Reihe von Strompfaden für das Kältemittel umfasst. Auch hierzu wird wiederum auf die zuvor erwähnten, inkorporierten Druckschriften der Anmel derin verwiesen. Das Überströmrohr 5 weist im Abschnitt II sieben mit den Einspritzöffnungen 6 kommunizierende Austrittsöffnungen 7 auf. Das sich über beide Abschnitte II, III erstreckende Überströmrohr 5 weist ferner sechs Einspritzöffnungen 8 auf, welche mit Austrittsöffnungen 9 im Austrittsrohr 4 kommunizieren. Die Kommunikation zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung erfolgt über einen Strompfad, der aus zwei doppelflutigen Flachrohren gebildet wird. Beispielhaft für das Verschaltungsmuster ist ein erster von der Einspritzöffnung 8 versorgter Strompfad 10, welcher eine Kältemittelverbindung zwischen der Einspritzöffnung 8 und der gegenüberliegenden Austrittsöffnung 9 herstellt. Ebenso ist ein zweiter Strompfad zwischen einer benachbarten Einspritzöffnung 8 und einer gegenüberliegenden Austrittsöffnung 9 mit der Bezugszahl 11 versehen. Das eingespritzte Kältemittel strömt zunächst in den Strompfaden 10, 11 nach unten (senkrecht zur Zeichenebene) und wird im unteren, hier nicht sichtbaren Sammler in der Breite umgelenkt, strömt dann im benachbarten Flachrohr nach oben, wo es im oberen Sammelkasten in den als großes H ausgebildeten Durchbruch 12 eintritt. Großes H heißt, dass sich dieser Durchbruch 12 über beide Rohrreihen, d. h. in Luftströmungsrichtung erstreckt und benachbarte Strompfade, hier 10 und 11, miteinander verbindet, sodass eine Vermischung des Kältemittels der beiden Strompfade 10, 11 im Durchbruch 12 möglich ist. Gleichzeitig – mit der Vermischung – erfolgt eine Umlenkung des Kältemittels in der Tiefe, d. h. eine Übergabe vom Abschnitt vom III an den Abschnitt IV, wo zunächst eine Durchströmung nach unten, eine Umlenkung im unteren Sammler, eine Durchströmung nach oben in die Austrittsöffnungen 9 und dann eine Absaugung über das Austrittsrohr 4 erfolgen. Die Strömung des Kältemittels erfolgt also vom Abschnitt I zum Abschnitt II, d. h. in Luftströmungsrichtung L bzw. im Gleichstrom und anschließend vom Abschnitt III in den Abschnitt IV, d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung, d. h. im Gegenstrom. Durch diese Kältemittelführung durch den gesamten Verdampfer 1 ergibt sich eine weitestgehend gleichmäßige Lufttemperaturverteilung auf der Luftaustrittsseite. Die Darstellung in 1 zeigt den Sammler 1 ohne eine Einspritzplatte, sondern nur mit einer Verteilplatte, welche unter anderem die erwähnten Durchbrüche 12 enthält. 1 shows a first embodiment of the invention, an evaporator 1 for a motor vehicle air conditioner in a view from above, ie with a view of an upper collector 2 , also first collector 2 called. As far as the more detailed construction of such an evaporator is concerned, the Applicant's published patent applications mentioned at the beginning of the prior art, which is incorporated herein by reference DE 102 60 029 A1 as well as the DE 10 2005 059 919 A1 which are hereby incorporated in full in the disclosure of the present application. For example, the structure of a collector is explained there. On the collector 2 are an injection pipe 3 (also inlet pipe 3 called), an outlet pipe 4 as well as an overflow pipe 5 arranged and in a known manner via an injection plate, not shown here with the collector 2 connected. About the inlet pipe 3 enters a refrigerant, preferably CO2 (R744) and over the outlet pipe 4 back out of the evaporator. Entry and exit are indicated by the letters E and A. The the evaporator 1 passing air flow is indicated by directional arrows L. The injection pipe 3 has in the illustrated embodiment, seven injection or inlet openings 6 on - it can also be more or less. The evaporator 1 is in four sections I . II . III . IV subdivided in the manner of quadrants, wherein each section comprises a series of current paths for the refrigerant. Again, reference is made to the aforementioned, incorporated references of the Applicant. The overflow pipe 5 points in the section II seven with the injection openings 6 communicating outlet openings 7 on. That's about both sections II . III extending overflow pipe 5 also has six injection ports 8th on, which with outlet openings 9 in the outlet pipe 4 communicate. The communication between an inlet and an outlet Opening takes place via a current path, which is formed by two double-flowed flat tubes. An example of the interconnection pattern is a first one of the injection opening 8th supplied current path 10 , which establishes a refrigerant connection between the injection opening 8th and the opposite outlet opening 9 manufactures. Likewise, a second current path is between an adjacent injection opening 8th and an opposite outlet opening 9 with the reference number 11 Mistake. The injected refrigerant first flows into the current paths 10 . 11 down (perpendicular to the plane) and is deflected in the lower, not visible here collector in width, then flows in the adjacent flat tube upwards where it in the upper collection box in the designed as a large H breakthrough 12 entry. Big H means that this breakthrough 12 over both rows of tubes, ie extending in the air flow direction and adjacent current paths, here 10 and 11 , connects with each other, so that a mixing of the refrigerant of the two current paths 10 . 11 in the breakthrough 12 is possible. At the same time - with the mixing - there is a deflection of the refrigerant in the depth, ie a transfer from the section of III to the section IV , where first a flow down, a deflection in the lower collector, a flow upward into the outlet openings 9 and then an exhaust via the outlet pipe 4 respectively. The flow of the refrigerant thus takes place from the section I to the section II , ie in the air flow direction L or in the direct current and then from the section III in the section IV , ie counter to the direction of air flow, ie in countercurrent. Through this refrigerant guide through the entire evaporator 1 results in a largely uniform air temperature distribution on the air outlet side. The representation in 1 shows the collector 1 without an injection plate, but only with a distribution plate, which, among other things, the aforementioned breakthroughs 12 contains.

2 zeigt einen Ausschnitt aus einem zweiten oder unteren Sammler 14, von dem lediglich eine Verteilplatte 15 dargestellt ist. Die Verteilplatte 15 weist nebeneinander, d. h. in einer Reihe angeordnete Durchbrüche 16 auf, die H-förmig ausgebildet sind. In die H-förmigen Durchbrüche 16 münden jeweils nicht dargestellte Rohrenden von Flachrohren. Durch einen quer verlaufenden Verbindungskanal 16a ist eine Umlenkung des Kältemittels in der Breite möglich. Die H-förmigen Durchbrüche 16 (kleines H) sind in Tiefenrichtung (Luftströmrichtung) voneinander getrennt. Der untere Sammler 14 weist zusätzlich zu der Verteilplatte 15 – wie in 4 dargestellt – eine Bodenplatte und eine Abdeckplatte auf. 2 shows a section of a second or lower collector 14 , of which only a distribution plate 15 is shown. The distribution plate 15 has side by side, ie arranged in a row breakthroughs 16 on, which are H-shaped. In the H-shaped breakthroughs 16 each open not shown pipe ends of flat tubes. Through a transverse connecting channel 16a is a deflection of the refrigerant in the width possible. The H-shaped breakthroughs 16 (small H) are separated in the depth direction (air flow direction). The lower collector 14 points in addition to the distribution plate 15 - as in 4 shown - a bottom plate and a cover plate on.

3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen oberen Sammler 20 für einen hier nicht dargestellten Flachrohrverdampfer; der in Richtung des Pfeils L von Luft durchströmt wird. Vom oberen Sammler 20 ist eine Verteilplatte 21 gezeigt, die eine Vielzahl von Durchbrüchen, nämlich H-förmigen Durchbrüchen 22 und schlitzförmigen Durchbrüchen 23 aufweist. Oberhalb der Verteilplatte 21, d. h. vor der Zeichenebene sind ein Einspritzrohr 24 und ein Austrittsrohr 25 für die Einspritzung (E) und die Ableitung (A) des Kältemittels angedeutet. Das Einspritzrohr 24 weist, über die Breite des Verdampfers verteilt, vier Einspritzöffnungen 26 auf, das Austrittsrohr weist korrespondierende Austrittsöffnungen 27 auf, welche den Einspritzöffnungen 26 in Luftströmungsrichtung L gesehen gegenüber liegend. Zwischen dem Einspritzrohr 24 und dem Austrittsrohr 25 einerseits und der Verteilplatte 21 andererseits ist eine nicht dargestellte Einspritzplatte – wie sie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist – angeordnet. Einer Einspritzöffnung 26 sind jeweils – rechts und links – zwei Strompfade zugeordnet, welche nach dreifacher Umlenkung in der Breite, einer Umlenkung in der Tiefe und wiederum dreifacher Umlenkung in der Breite zur korrespondierenden Austrittsöffnung 27 führen. Die Umlenkung in der Breite erfolgt im oberen Sammler durch die H-förmigen Durchbrüche 22 und im unteren hier nicht dargestellten Sammler, der gemäß 2 ausgebildet sein kann, ebenfalls durch die H-förmige Durchbrüche 16. Die Umlenkung in der Tiefe, d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung L erfolgt über die schlitzförmigen Durchbrüche 23. Die vierfache Einspritzung erfolgt also über die gesamte luftaustrittsseitige Reihe in acht parallel geschaltete Strompfade. Das Kälte mittel ist in Bezug auf die Luftströmung L im Kreuzgegenstrom geführt. Insgesamt ergibt sich auf der Luftaustrittsseite des Verdampfers ein weitgehend homogenes Lufttemperaturprofil. 3 shows as a further embodiment of the invention, an upper collector 20 for a flat-tube evaporator, not shown here; which is traversed in the direction of the arrow L of air. From the top collector 20 is a distribution plate 21 shown a variety of breakthroughs, namely H-shaped breakthroughs 22 and slit-shaped breakthroughs 23 having. Above the distribution plate 21 , ie in front of the drawing plane are an injection pipe 24 and an outlet pipe 25 for the injection (E) and the derivative (A) of the refrigerant indicated. The injection pipe 24 has, distributed over the width of the evaporator, four injection ports 26 on, the outlet tube has corresponding outlet openings 27 on which the injection openings 26 in the air flow direction L seen opposite. Between the injection pipe 24 and the outlet pipe 25 on the one hand and the distribution plate 21 On the other hand, an injection plate, not shown - as it is known from the aforementioned prior art - arranged. An injection port 26 are each - right and left - associated with two current paths, which after threefold deflection in the width, a deflection in the depth and again three-fold deflection in width to the corresponding outlet opening 27 to lead. The deflection in the width takes place in the upper collector through the H-shaped openings 22 and in the lower collector, not shown here, according to 2 may be formed, also by the H-shaped openings 16 , The deflection in the depth, that is opposite to the air flow direction L via the slot-shaped openings 23 , The fourfold injection thus takes place over the entire air outlet side row in eight parallel current paths. The refrigerant is guided in relation to the air flow L in the cross counterflow. Overall, a largely homogeneous air temperature profile results on the air outlet side of the evaporator.

4 zeigt einen Flachrohrverdampfer 30 in Explosivdarstellung, und zwar für das Ausführungsbeispiel gemäß 1 – gleiche Teile werden daher mit gleichen Bezugzahlen wie in 1 und 2 versehen. Oben in 4 sind das Einspritzrohr 3, das Überströmrohr 5 und das Austrittsrohr 4 angeordnet. In der Reihenfolge von oben nach unten folgen in der Darstellung eine Einspritzplatte 31, die Verteilplatte 13 (1), eine Bodenplatte 32, der Verdampferblock 33, eine untere Bodenplatte 34, die untere Verteilplatte 15 gemäß 2 und eine Abdeckplatte 35. Der Verdampferblock 33 ist zweireihig ausgebildet und weist eine erste Flachrohrreihe 36 und eine zweite Flachrohrreihe 37 auf, wobei die Reihe 36 (gemäß Ausführungsbeispiel nach 1 die Luftaustrittsseite darstellt). Die beiden Flachrohrreihen 36, 37 können auch durch ein in Luftströmungsrichtung durchgehendes Flachrohr mit zwei getrennten Strömungsdurchgängen ausgebildet sein. Zwischen den Flachrohren sind nicht dargestellte Weltrippen angeordnet, welche von Luft überströmt werden. Der Querschnitt der auf der Einspritzplatte 31 befestigten Rohre 3, 4, 5 ist vorzugsweise D-förmig. Nähere Einzelheiten über den Aufbau des Flachrohrverdampfers können dem eingangs genannten Stand der Technik, insbesondere den inkorporierten Druckschriften entnommen werden. 4 shows a flat tube evaporator 30 in an exploded view, for the embodiment according to 1 - same parts are therefore with the same reference numbers as in 1 and 2 Mistake. Top in 4 are the injection pipe 3 , the overflow pipe 5 and the outlet pipe 4 arranged. In the order from top to bottom in the illustration followed by an injection plate 31 , the distribution plate 13 ( 1 ), a bottom plate 32 , the evaporator block 33 , a lower base plate 34 , the lower distribution plate 15 according to 2 and a cover plate 35 , The evaporator block 33 is formed in two rows and has a first row of flat tubes 36 and a second row of flat tubes 37 on, being the row 36 (According to embodiment according to 1 represents the air outlet side). The two rows of flat tubes 36 . 37 can also be formed by a continuous flow in the direction of the flat tube with two separate flow passages. Between the flat tubes not shown world ribs are arranged, which are overflowed by air. The cross section of the injection plate 31 fastened pipes 3 . 4 . 5 is preferably D-shaped. Further details about the structure of the flat tube Evaporator can be found in the aforementioned prior art, in particular the incorporated publications.

5 zeigt einen Verdampfer 40, welcher dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht. Der in einer Ansicht von oben dargestellte Verdampfer 40 weist ein Einspritzrohr 41 auf, welches dem Einspritzrohr 24 in 3 entspricht, sowie ein Austrittsrohr 42, welches dem Austrittsrohr 25 in 3 entspricht. Dementsprechend sind in 5 nicht dargestellte Einspritz- und Austrittsöffnungen vorgesehen, sodass die Kältemitteleinspritzung über die gesamte Breite des Verdampfers 40 parallel erfolgt. 5 shows an evaporator 40 , which according to the embodiment according to 3 equivalent. The evaporator shown in a view from above 40 has an injection pipe 41 on which the injection tube 24 in 3 corresponds, as well as an outlet pipe 42 which is the outlet pipe 25 in 3 equivalent. Accordingly, in 5 Not shown injection and outlet openings provided so that the refrigerant injection over the entire width of the evaporator 40 done in parallel.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/054467 A1 [0002]
US 2005/0039901 A1 [0002]
- DE 10260029 A1 [0003, 0018]
- DE 102005059919 A1 [0004, 0018]

Claims

Heat exchanger for transferring heat between air and a two-phase medium, in particular an evaporator through which a refrigerant can flow ( 30 . 40 ), in particular for air conditioning systems of motor vehicles, comprising: - a tube and ribs and an air inlet and an air outlet side block ( 33 ), - a first a bottom plate ( 32 ), a distribution plate ( 13 ) and an injection plate ( 31 ) collector ( 2 ), - with the injection plate ( 31 ) connected inlet and outlet pipes ( 3 . 4 ; 24 . 25 ; 41 . 42 ), wherein in the injection plate ( 31 ) and in the inlet and outlet pipe inlet and outlet openings ( 6 . 9 ; 26 . 27 ) are arranged, each of which a formed by the pipes meandering current path ( 10 . 11 ), and wherein the injection parallel into each two adjacent current paths ( 10 . 11 ), characterized in that a second collector ( 14 ) is provided according to the design of the first collector.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the second collector ( 14 ) a bottom plate ( 34 ) for receiving the pipe ends of the pipes, a distribution plate ( 15 ) for deflecting the biphasic medium in width and / or depth and a cover plate ( 35 ) having.

Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the first collector ( 2 ), in particular the injection plate ( 31 ) with an overflow pipe ( 5 ) connected is.

Heat exchanger according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the injection of the biphasic medium takes place in sections, wherein a section ( I . II . III . IV ) through a series of current paths ( 10 . 11 ) is formed.

Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the block is divided into four sections ( I . II . III . IV ), whereby in each case two sections ( I . IV ) in a row on the air inflow side and two sections ( II . III ) are arranged in a row on the downstream side of the air.

Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the first air upstream side arranged portion ( I ) at least three injection openings ( 16 ) and the second air downstream arranged portion ( II ) at least three outlet openings ( 7 ), which with the overflow pipe ( 5 ) communicate.

Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the third air downstream arranged portion ( III ) At least three communicating with the overflow injection ports ( 8th ) and the fourth air upstream arranged portion ( IV ) at least three with the outlet pipe ( 4 ) communicating outlets ( 9 ) exhibit.

Heat exchanger according to one of claims 4 to 7, characterized in that in each case a current path ( 10 . 11 ) in each row deflections in width and a deflection in depth.

Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the deflection in depth together with an adjacent current path, in particular in an extending over both rows, H-shaped aperture ( 12 ) in the distribution plate ( 13 ) he follows.

Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the block in two sections, one air upstream and downstream is divided.

Heat exchanger according to claim 10, characterized in that in the first section at least three injection openings ( 26 ) and in the second section at least three outlet openings ( 27 ) are provided.

Heat exchanger according to claim 10 or 11, characterized in that a current path at least one deflection in the width, preferably in an H-shaped aperture ( 22 . 16 ) and a deflection in the depth, preferably in a slot-shaped or H-shaped aperture ( 23 . 12 ) having.

Heat exchanger according to claim 10, 11 or 12, characterized in that four inlet openings ( 26 ) and four outlet openings ( 27 ) are provided for eight current paths.

Heat exchanger according to one of claims 5 to 9, characterized in that for the first and second sections ( I . II ) three to seven inlet and outlet openings ( 6 . 7 ) are provided.

Heat exchanger according to claim 14, characterized in that for the third and fourth sections ( III . IV ) three to seven inlet and outlet openings ( 8th . 9 ) are provided.