DE102011080673A1 - Refrigerant condenser component for motor car air conditioning apparatus, has aperture mounted in collecting pipe portion or in return section, where flow cross-sectional area for coolant to aperture is smaller than outer side of aperture - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kältemittelkondensatorbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.The present invention relates to a refrigerant condenser assembly according to the preamble of
In Kältemittelkondensatorbaugruppen für eine Kraftfahrzeugklimaanlage wird dampfförmiges Kältemittel in einen flüssigen Aggregatzustand übergeführt und vorzugsweise anschließend das flüssige Kältemittel weiter in einem Unterkühlungsbereich „unterkühlt”. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe bildet einen Teil eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Verdampfer, einem Expansionsorgan und einem Verdichter. In der Kältemittelkondensatorbaugruppe soll das Kältemittel möglichst stark abgekühlt werden. Beim Kondensieren des Kältemittels kommt es zu einer ungleichmäßigen Verteilung des kondensierten Kältemittels auf die nachfolgenden Rohre, so dass in Kühlrohren überwiegend gasförmiges Kältemittel und in anderen Kühlrohren überwiegend flüssiges Kältemittel durchströmt. Diese ungleichmäßige Beaufschlagung der Kühlrohre mit gasförmigen und flüssigen Kältemittel reduziert in nachteiliger Weise die Kühlleistung der Kältemittelkondensatorbaugruppe.In refrigerant condenser assemblies for an automotive air conditioning system, vaporous refrigerant is converted into a liquid state of matter, and preferably then the liquid refrigerant is further "subcooled" in a subcooling region. The refrigerant condenser assembly forms part of a refrigeration circuit of an automotive air conditioning system with an evaporator, an expansion device and a compressor. In the refrigerant condenser assembly, the refrigerant should be cooled as much as possible. When condensing the refrigerant, there is an uneven distribution of the condensed refrigerant to the subsequent tubes, so that in the cooling tubes predominantly gaseous refrigerant and in other cooling tubes flows through mainly liquid refrigerant. This uneven loading of the cooling tubes with gaseous and liquid refrigerants disadvantageously reduces the cooling capacity of the refrigerant condenser assembly.
Die
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Kältemittelkondensatorbaugruppe und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei der die Kältemittelkondensatorbaugruppe eine große Kühlleistung bei einem geringen Bauraumbedarf aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a refrigerant condenser assembly and an automotive air conditioning system in which the refrigerant condenser assembly has a large cooling capacity with a small space requirement.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kältemittelkondensatorbaugruppe für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend Kühlrohre zum Durchleiten eines Kältemittels, die Kühlrohre in Strömungsbereiche mit wenigstens einem Kühlrohr angeordnet sind, vorzugsweise wenigstens zwei Kühlrohre eines Strömungsbereiches fluidleitend parallel geschalten sind, und die Strömungsbereiche fluidleitend in Reihe geschalten sind, zwei Sammelrohre zum Fluidverbinden der Kühlrohre mit einem Einlassabschnitt als Sammelrohrabschnitt zum Einleiten des Kühlmittel in einen Strömungsbereich, einem Auslassabschnitt als Sammelrohrabschnitt zum Ausleiten des Kühlmittels aus einem Strömungsbereich und wenigstens einem Umlenkabschnitt als Sammelrohrabschnitt zum Umleiten des Kältemittels von einem Strömungsbereich in einen anderen Strömungsbereich, wobei in wenigstens einen Sammelrohrabschnitt, insbesondere in den wenigstens einen Umlenkabschnitt, wenigstens eine Blende eingebaut ist und die Strömungsquerschnittsfläche für das Kältemittel an der wenigstens einen Blende kleiner ist als außerhalb der wenigstens einen Blende in dem Sammelrohr.This object is achieved with a refrigerant condenser assembly for an automotive air conditioning system, comprising cooling tubes for passing a refrigerant, the cooling tubes are arranged in flow regions with at least one cooling tube, preferably at least two cooling tubes of a flow region are fluidly connected in parallel, and the flow regions are fluidly connected in series, two A manifold for fluidly connecting the cooling tubes with an inlet portion as a header portion for introducing the coolant into a flow area, an outlet portion as a header portion for discharging the coolant from a flow area and at least one deflection portion as a header portion for bypassing the refrigerant from one flow area to another flow area, wherein in at least a collecting pipe section, in particular in the at least one deflection section, at least one aperture is installed and the flowqu erschnittsfläche for the refrigerant at the at least one aperture is smaller than outside the at least one aperture in the manifold.
Die Kältemittelkondensatorbaugruppe weist vorzugsweise einen Überhitzungsbereich zum Kühlen des dampfförmigen Kältemittels, einen Kondensationsbereich zum Kondensieren des Kältemittels und einen Unterkühlungsbereich zum Kühlen des flüssigen Kältemittels unterhalb einer Siedetemperatur des Kältemittels auf. In der Kältemittelkondensatorbaugruppe wird somit gasförmiges Kältemittel verflüssigt, so dass sich beim Abkühlen bzw. Verflüssigen die Dichte des Kältemittels stark erhöht und dadurch auch das Volumen des Kältemittels stark reduziert wird. Mit der Blende wird das Kältemittel bezüglich gasförmiger und flüssiger Anteile homogenisiert, so dass in die Kühlrohre an dem Strömungsbereich in Strömungsrichtung nach der Blende im Wesentlichen nicht Kühlrohre mit überwiegend gasförmigen und überwiegend flüssigen Kältemittel auftreten. Dadurch kann in sämtlichen Kühlrohren in Strömungsrichtung des Kältemittels nach der Blende das Kältemittel kondensieren und die Kühlleistung verbessert werden.The refrigerant condenser assembly preferably has an overheating region for cooling the vaporous refrigerant, a condensation region for condensing the refrigerant, and a subcooling region for cooling the liquid refrigerant below a boiling temperature of the refrigerant. In the refrigerant condenser assembly thus gaseous refrigerant is liquefied, so that when cooling or liquefying the density of the refrigerant greatly increased and thereby the volume of the refrigerant is greatly reduced. With the diaphragm, the refrigerant is homogenized with respect to gaseous and liquid fractions, so that cooling tubes with predominantly gaseous and predominantly liquid refrigerants essentially do not occur in the cooling tubes at the flow region in the flow direction downstream of the orifice. As a result, the refrigerant can condense in all the cooling tubes in the flow direction of the refrigerant after the orifice and the cooling performance can be improved.
In einer weiteren Ausgestaltung liegt das Verhältnis zwischen der Strömungsquerschnittsfläche an der wenigstens einen Blonde und der Strömungsquerschnittsfläche außerhalb der wenigstens einen Blonde an dem Sammelrohr zwischen 0,9 und 0,2, beispielsweise zwischen 0,8 und 0,4, vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,5, insbesondere zwischen 0,65 und 0,55, liegt.In a further embodiment, the ratio between the flow cross-sectional area at the at least one blonde and the flow cross-sectional area outside the at least one blonde at the collection tube is between 0.9 and 0.2, for example between 0.8 and 0.4, preferably between 0.7 and 0.5, in particular between 0.65 and 0.55.
In einer ergänzenden Variante ist die wenigstens eine Blende bezüglich der axialen Ausdehnung des Sammelrohres zwischen zwei Strömungsbereichen an dem Umlenkabschnitt in dem Sammelrohr eingebaut. Dadurch tritt das Kältemittel nach der Blende in den Abschnitt des Umlenkabschnittes gleichmäßig bezüglich der Verteilung von gasförmigen und flüssigen Kältemittel ein aus welchem das Kältemittel in den Strömungsbereich eingeleitet wird.In a supplementary variant, the at least one diaphragm with respect to the axial Expansion of the manifold between two flow regions at the deflection section installed in the manifold. As a result, the refrigerant after the orifice enters the portion of the turn-around portion uniformly with respect to the distribution of gaseous and liquid refrigerant from which the refrigerant is introduced into the flow area.
In einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine Blende bezüglich der axialen Ausdehnung des Sammelrohres in einem Abstand zu einer fiktiven Trennlinie zwischen zwei Strömungsbereichen an dem Umlenkabschnitt in dem Sammelrohr eingebaut.In a further embodiment, the at least one diaphragm is installed with respect to the axial extent of the collecting tube at a distance to a fictitious dividing line between two flow regions at the deflecting section in the collecting tube.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Blende bezüglich der axialen Ausdehnung des Sammelrohres in einem Abstand von wenigstens ein, zwei, drei, fünf, zehn, zwanzig oder dreißig Kühlrohrbreiten zu der fiktiven Trennlinie an dem Umlenkabschnitt in dem Sammelrohr eingebaut.In a further embodiment, the at least one orifice is installed with respect to the axial extent of the header at a distance of at least one, two, three, five, ten, twenty, or thirty cooling tube widths from the notional dividing line at the diverter in the header.
Vorzugsweise ist die Blende als eine Trennwand mit wenigstens einer, vorzugsweise nur einer, Öffnung ausgebildet ist und insbesondere eine von der Trennwand aufgespannte fiktive Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Sammelrohres ausgerichtet ist. Die Blonde kann damit leicht in dem Sammelrohr befestigt werden, z. B. beim Löten in einem Lötofen. Im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse ausgerichtet bedeutet, dass die fiktive Ebene mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° 10° oder 5° senkrecht zu der Längsachse des Sammelrohres ausgerichtet ist.Preferably, the diaphragm is designed as a partition wall with at least one, preferably only one, opening, and in particular a fictitious plane spanned by the partition wall is aligned substantially perpendicular to a longitudinal axis of the collector tube. The blonde can thus be easily mounted in the manifold, z. B. when soldering in a soldering oven. Aligned substantially perpendicular to the longitudinal axis means that the notional plane is aligned with a deviation of less than 30 °, 20 °, 10 ° or 5 ° perpendicular to the longitudinal axis of the manifold.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Einlassabschnitt und/oder an dem Auslassabschnitt der zwei Sammelrohre wenigstens eine Blende ausgebildet. Damit kann auch an dem Ein- und Auslassabschnitt, insbesondere an dem Einlassabschnitt, eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung von flüssigen und gasförmigen Kältemittel erzielt werden und insbesondere in den ersten Strömungsbereich tritt das Kältemittel gleichmäßig bezüglich der Verteilung von gas- und flüssigen Kältemittel ein.In a further embodiment, at least one diaphragm is formed on the inlet section and / or on the outlet section of the two header tubes. Thus, at the inlet and outlet section, in particular at the inlet section, a substantially uniform distribution of liquid and gaseous refrigerant can be achieved, and in particular in the first flow region, the refrigerant occurs uniformly with respect to the distribution of gas and liquid refrigerant.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Öffnung kreisförmig, ellipsenförmig, vieleckig, insbesondere rechteckig, z. B. quadratisch, oder dreieckig, ausgebildet.In a further embodiment, the at least one opening is circular, elliptical, polygonal, in particular rectangular, z. B. square, or triangular formed.
Zweckmäßig umfasst die Kältemittelkondensatorbaugruppe einen Sammelbehälter mit wenigstens einer Überströmöffnung mittels der der Sammelbehälter in Fluidverbindung zu den Kühlrohren und/oder dem Sammelrohr steht.The refrigerant condenser assembly expediently comprises a collecting container with at least one overflow opening by means of which the collecting container is in fluid communication with the cooling tubes and / or the collecting tube.
In einer ergänzenden Variante besteht die Blende wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus dem gleichen Material wie das Sammelrohr und/oder die Kühlrohre, z. B. Metall, insbesondere Aluminium.In a supplementary variant, the aperture consists at least partially, in particular completely, of the same material as the manifold and / or the cooling tubes, for. As metal, especially aluminum.
Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend eine Kältemittelkondensatorbaugruppe, einen Verdampfer, einen Verdichter, vorzugsweise ein Gebläse, vorzugsweise ein Gehäuse zur Aufnahme des Gebläses und des Verdampfers, wobei die Kältemittelkondensatorbaugruppe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Kältemittelkondensatorbaugruppe ausgebildet ist.An automotive air conditioning system according to the invention, comprising a refrigerant condenser assembly, an evaporator, a compressor, preferably a blower, preferably a housing for receiving the blower and the evaporator, wherein the refrigerant condenser assembly is formed as a refrigerant condenser assembly described in this patent application.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das Kältemittel R1234yf oder R134a.In an additional embodiment, the refrigerant is R1234yf or R134a.
In einer Variante weist die Kältemittelkondensatorbaugruppe eine an dem Sammelbehälter ausgebildete Verschlusseinrichtung zum Verschließen einer Verschlussöffnung des Sammelbehälters auf.In a variant, the refrigerant condenser assembly has a closure device formed on the collecting container for closing a closure opening of the collecting container.
Vorzugsweise sind im Sammelbehälter und/oder in der Verschlusseinrichtung ein Trockner und/oder ein Filter angeordnet.Preferably, a dryer and / or a filter are arranged in the collecting container and / or in the closure device.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
In
Zwischen den Kühlrohren
An dem Sammelrohr
Die Kältemittelkondensatorbaugruppe
Die Kältemittelkondensatorbaugruppe
In
In
In den
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kältemittelkondensatorbaugruppe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KältemittelkondensatorbaugruppeRefrigerant condenser assembly
- 22
- Kühlrohrcooling pipe
- 33
- Flachrohrflat tube
- 44
- Wellrippecorrugated fin
- 55
- Sammelrohrmanifold
- 66
- SammelbehälterClippings
- 77
- Verschlusseinrichtung am SammelbehälterClosing device on the collecting container
- 88th
- Befestigungseinrichtungfastening device
- 9 9
- Einlassöffnunginlet port
- 1010
- Auslassöffnungoutlet
- 1111
- Strömungsbereichflow region
- 1212
- SammelrohrabschnittHeader section
- 1313
- Einlassabschnittinlet section
- 1414
- Auslassabschnittoutlet
- 1515
- Umlenkabschnittdeflecting
- 1616
- Blendecover
- 1717
- Trennwandpartition wall
- 1818
- Öffnungopening
- 1919
- Längsachselongitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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