DE102011117928A1

DE102011117928A1 - Multichannel evaporator system

Info

Publication number: DE102011117928A1
Application number: DE102011117928A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gindele; Holger Jendrusch; Thomas Ertel; Volker Friedmann
Original assignee: BUNDY REFRIGERATION GmbH; Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: BUNDY REFRIGERATION GmbH; Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-03-21
Also published as: EP2570754A2; EP2570754A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrkanal-Verdampfersystem mit wenigstens einem Mehrkanal-Verdampfer mit einer Mehrzahl von Kanälen, die im Betrieb des Mehrkanal-Verdampfers von Kältemittel durchströmt werden, sowie mit wenigstens einer Kapillare zur Zufuhr des Kältemittels zum Mehrkanal-Verdampfer, wobei das Mehrkanal-Verdampfersystem wenigstens ein Verteilungsmittel aufweist oder mit wenigstens einem Verteilungsmittel unmittelbar oder mittelbar in Verbindung steht, wobei das Verteilungsmittel derart ausgebildet ist und relativ zu der Mehrzahl von Kanälen derart angeordnet ist, dass das mittels der Kapillare eingeführte Kältemittel durch das Verteilungsmittel auf wenigstens zwei, vorzugsweise auf alle der genannten Kanäle verteilt wird.The present invention relates to a multichannel evaporator system having at least one multichannel evaporator having a plurality of channels through which refrigerant flows during operation of the multichannel evaporator, and to at least one capillary for supplying the refrigerant to the multichannel evaporator, wherein the multichannel evaporator Evaporator system comprises at least one distribution means or communicates with at least one distribution means directly or indirectly, wherein the distribution means is formed and arranged relative to the plurality of channels such that the introduced by means of the capillary refrigerant through the distribution means to at least two, preferably all of the said channels is distributed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrkanal-Verdampfersystem mit wenigstens einem Mehrkanal-Verdampfer, der eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, die im Betrieb des Verdampfers von Kältemittel durchströmt werden, sowie mit wenigstens einer Kapillare zur Zufuhr des Kältemittels zum Verdampfer.The present invention relates to a multi-channel evaporator system having at least one multi-channel evaporator having a plurality of channels, which are flowed through by refrigerant in the operation of the evaporator, and with at least one capillary for supplying the refrigerant to the evaporator.

Aus dem Stand der Technik bekannte Kühl- und/oder Gefriergeräte weisen im allgemeinen eine oder mehrere Kältemittelkreisläufe auf, die zumindest einen Verdampfer umfassen, der im Betrieb des Kompressors von Kältemittel durchströmt wird und aufgrund der Verdampfung des Kältemittels dem zu kühlenden Kompartiment Wärme entzieht. Die Verdampfer sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Eine mögliche Ausführungsform sind Mehrkanal-Verdampfer bzw. Microchannel-Verdampfer, die gegenüber anderen Verdampfertypen kleinere Kanäle zur Durchströmung mit Kältemittel aufweisen. Die Kanäle von derartigen Mehrkanal-Verdampfern können im mm-Bereich oder darunter liegen.Cooling and / or freezing appliances known from the prior art generally have one or more refrigerant circuits, which comprise at least one evaporator, which is flowed through by refrigerant during operation of the compressor and due to the evaporation of the refrigerant extracts heat from the compartment to be cooled. The evaporators are known in numerous different embodiments. One possible embodiment is multichannel evaporators or microchannel evaporators which, compared to other types of evaporators, have smaller channels for flowing through with refrigerant. The channels of such multi-channel evaporators may be in the mm range or below.

Sie weisen eine vergleichsweise große Oberfläche auf, mit der das Kältemittel in Kontakt kommt.They have a comparatively large surface, with which the refrigerant comes into contact.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrkanal-Verdampfersystem dahingehend weiterzubilden, dass dieses eine besonders hohe Effizienz aufweist.The present invention has the object of developing a multi-channel evaporator system to the effect that this has a particularly high efficiency.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrkanal-Verdampfersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Mehrkanal-Verdampfersystem wenigstens ein Verteilungsmittel aufweist, wobei das Verteilungsmittel derart ausgebildet ist und relativ zu der Mehrzahl von Kanälen derart angeordnet ist, dass das mittels der Kapillare eingeführte Kältemittel durch das Verteilungsmittel auf wenigstens zwei, vorzugsweise auf alle der genannten Kanäle verteilt wird. Das Verteilungsmittel kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Mehrkanal-Verdampfer (im Folgenden „Verdampfer” genannt) in Verbindung stehen.This object is achieved by a multi-channel evaporator system having the features of claim 1. Thereafter, it is envisaged that the multi-channel evaporator system comprises at least one distribution means, wherein the distribution means is formed and arranged relative to the plurality of channels such that the introduced by means of the capillary refrigerant by the distribution means to at least two, preferably all of said Channels is distributed. The distribution means may be directly or indirectly associated with the multi-channel evaporator (hereinafter called "evaporator").

Der Mehrkanal-Verdampfer kann eine Mehrzahl von nebeneinander und/oder übereinander angeordneten oder auch anderweitig relativ zueinander angeordneten Kanälen aufweisen, die im Betrieb des Verdampfers von Kältemittel durchströmt werden. Vorzugsweise sind die Kanäle unmittelbar nebeneinander, übereinander oder anderweitig relativ zueinander angeordnet und jeweils durch wenigstens eine Wandung voneinander getrennt.The multichannel evaporator can have a plurality of channels arranged side by side and / or one above the other or otherwise arranged relative to one another, which are flowed through by refrigerant during the operation of the evaporator. Preferably, the channels are directly adjacent to each other, one above the other or otherwise arranged relative to each other and each separated by at least one wall.

Die einzelnen Kanäle können einen Durchmesser bzw. einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise > 1 mm aufweisen. Der Querschnitt der einzelnen Kanäle kann im Bereich zwischen 1 mm² und 30 mm², vorzugsweise im Bereich zwischen 4 mm² und 20 mm² liegen.The individual channels may have a diameter or a hydraulic diameter in the range of 0.1 mm to 5 mm, preferably> 1 mm. The cross section of the individual channels can be in the range between 1 mm ² and 30 mm ² , preferably in the range between 4 mm ² and 20 mm ² .

Das Querschnittsprofil der Kanäle kann quadratisch, rund, elliptisch und vorzugsweise rechteckig sein.The cross-sectional profile of the channels may be square, round, elliptical and preferably rectangular.

Vorzugsweise weisen die Kanäle eine größere Breite als ihre Höhe auf, so dass sich flache Kanäle ergeben bzw. der Mehrkanal-Verdampfer als Flachrohr ausgebildet ist. Die Höhe und die Breite der Kanäle liegt vorzugsweise im Bereich < 2 cm, vorzugsweise im Bereich < 1 cm. Exemplarisch können die Kanäle eine Größe (Höhe × Breite) im Bereich von 1 × 2 mm bis 5 × 10 mm aufweisen, d. h. die Höhe variiert vorzugsweise im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm und die Breite im Bereich zwischen 2 mm und 10 mm. Mögliche Beispiele sind Kanäle mit den Dimensionen (Höhe × Breite) 2 × 3 mm und 2 × 10 mm.Preferably, the channels have a greater width than their height, so that there are flat channels or the multi-channel evaporator is designed as a flat tube. The height and the width of the channels is preferably in the range <2 cm, preferably in the range <1 cm. By way of example, the channels may have a size (height × width) in the range of 1 × 2 mm to 5 × 10 mm, i. H. the height preferably varies in the range between 1 mm and 5 mm and the width in the range between 2 mm and 10 mm. Possible examples are channels with the dimensions (height × width) 2 × 3 mm and 2 × 10 mm.

Verdampfer mit einer oder mehreren der vorgenannten Eigenschaften werden im Rahmen der Erfindung auch als Microchannel-Verdampfer bezeichnet.Evaporators with one or more of the aforementioned properties are also referred to as microchannel evaporators within the scope of the invention.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, durch wenigstens ein Verteilungsmittel eine Verteilung des eingeführten Kältemittels auf mehrere und vorzugsweise auf alle Kanäle des Verdampfers zu erreichen. Durch den Einsatz des Verteilungsmittels kann der Fall verhindert werden, dass das Kältemittel ggf. nur oder im wesentlichen nur einen Kanal des Verdampfers durchströmt. Das Verteilungsmittel ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass mehrere und vorzugsweise alle Kanäle gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig mit Kältemittel beaufschlagt werden. Dadurch ist es möglich, das eingespritzte Kältemittel effizient zu verdampfen und damit eine gute Kälteleistung des Verdampfers zu erhalten.The present invention is therefore based on the idea to achieve by at least one distribution means a distribution of the introduced refrigerant to a plurality and preferably to all channels of the evaporator. Through the use of the distribution means, the case can be prevented that the refrigerant may flow through only one channel of the evaporator, if necessary, or only substantially. The distribution means is preferably constructed such that a plurality of and preferably all channels are uniformly or substantially evenly supplied with refrigerant. This makes it possible to evaporate the injected refrigerant efficiently and thus to obtain a good cooling capacity of the evaporator.

Das oder die Verteilungsmittel können derart aufgebaut und angeordnet sein, dass die Verteilung des Kältemittels in einem Zustand erfolgt, in dem das Kältemittel im Betrieb des Kühl- und/oder Gefriergerätes im flüssigen Zustand vorliegt. In diesem Fall erfolgt eine Verteilung des Kältemittels auf die mehreren und vorzugsweise auf alle Kanäle des Verdampfers im flüssigen Zustand.The distribution means or the distribution means may be constructed and arranged such that the distribution of the refrigerant takes place in a state in which the refrigerant is in the liquid state during operation of the refrigerator and / or freezer. In this case, a distribution of the refrigerant takes place on the plurality and preferably all channels of the evaporator in the liquid state.

Von der Erfindung ist auch der Fall umfaßt, dass die Verteilung des Kältemittels im gasförmigen Zustand erfolgt. In diesem Fall erfolgt somit zunächst eine Verdampfung des Kältemittels und erst anschließend eine Verteilung auf die mehreren und vorzugsweise auf alle Kanäle des Verdampfers.The invention also includes the case that the distribution of the refrigerant takes place in the gaseous state. In this case, an evaporation of the refrigerant first takes place and only then a distribution to the plurality and preferably to all channels of the evaporator.

Denkbar ist schließlich auch, dass die Verteilungsmittel so angeordnet sind, dass eine Verteilung des Kältemittels im Zwei-Phasen Zustand erfolgt, d. h. in einem Zustand, in dem das Kältemittel teils im gasförmigen und teils im flüssigen Zustand vorliegt. Finally, it is also conceivable that the distribution means are arranged so that a distribution of the refrigerant takes place in the two-phase state, ie in a state in which the refrigerant is present partly in the gaseous and partly in the liquid state.

Das Verteilungsmittel kann wenigstens eine Kappe umfassen oder aus dieser bestehen, wobei die Kappe einerseits mit der genannten wenigstens einen Kapillare und andererseits mit den Kanälen, vorzugsweise mit einem offenen Endbereich der Kanäle in Strömungsverbindung steht. Denkbar ist es somit, das Kältemittel in die Kappe einzuführen, in der ein offenes Ende der Kanäle liegt. In der Kappe verteilt sich das Kältemittel und strömt von dort aus durch die Innenräume der Kanäle.The distribution means may comprise or consist of at least one cap, the cap being in fluid communication with said at least one capillary on the one hand and with the channels on the other hand, preferably with an open end region of the channels. It is thus conceivable to introduce the refrigerant into the cap, in which an open end of the channels is located. In the cap, the refrigerant is distributed and flows from there through the interiors of the channels.

Die Kappe kann einen Hohlraum aufweisen, in dem sich das Kältemittel verteilt. Denkbar ist es auch, dass die Kappe einen oder mehrere Kanäle umfaßt, die ihrerseits mit den Kanälen des Verdampfers kommunizieren, d. h. in Strömungsverbindung stehen, so dass das Kältemittel aus den Kanälen der Kappe in die Kanäle des Verdampfers einströmt.The cap may have a cavity in which the refrigerant is distributed. It is also conceivable that the cap comprises one or more channels, which in turn communicate with the channels of the evaporator, d. H. are in fluid communication, so that the refrigerant from the channels of the cap flows into the channels of the evaporator.

Die genannte wenigstens eine Kapillare kann in dem von der Kappe umgebenen Raum enden oder durch diesen hindurch verlaufen. Endet die Kappe in dem Raum, tritt das Kältemittel in den Raum der Kappe ein, verteilt sich dort und strömt sodann durch die offenen Enden der Kanäle in diese ein. Auch ist es denkbar, dass die Kapillare den genannten Raum durchdringt und nicht darin, sondern erst in den Kanälen des Verdampfers endet. Eine Ausführungsform könnte beispielsweise derart ausgestattet sein, dass die Kapillare eine oder mehrere Verzweigungsstellen aufweist, die in dem von der Kappe umgebenen Raum liegen, wobei die Enden der aufgezweigten Kapillare in den Kanälen liegen. In diesem Fall wird das Kältemittel aus den jeweiligen Enden der Kapillare direkt in die Kanäle eingeführt.Said at least one capillary may terminate in or pass through the space surrounded by the cap. When the cap terminates in the space, the refrigerant enters the space of the cap, disperses there and then flows through the open ends of the channels. It is also conceivable that the capillary penetrates the said space and does not end there, but only in the channels of the evaporator. For example, an embodiment could be configured such that the capillary has one or more branching points located in the space surrounded by the cap with the ends of the branched capillaries in the channels. In this case, the refrigerant is introduced from the respective ends of the capillary directly into the channels.

Das Verteilungsmittel kann eine oder mehrere Verzweigungsstellen aufweisen oder aus diesen bestehen, die durch ein Profil des Verdampfers gebildet werden oder dieses umfassen oder an denen sich eine Kapillare oder eine Mehrzahl von Kapillaren auf mehrere bzw. eine größere Anzahl von Kapillaren aufteilt. Wie oben ausgeführt, ist es somit denkbar, eine Mehrzahl von Kapillaren oder eine oder mehrere Verzweigungen einer Kapillare als Verteilungsmittel einzusetzen.The distribution means may comprise or consist of one or more branching points formed by or comprising a profile of the evaporator, or at which a capillary or a plurality of capillaries divides onto a plurality or a larger number of capillaries. As stated above, it is thus conceivable to use a plurality of capillaries or one or more branches of a capillary as distribution means.

Denkbar ist es jedoch auch, als Verteilungsmittel ein Profil bzw. einen Bestandteil des Verdampfers selbst einzusetzen. So ist es möglich, ein Profilstück des Verdampfers so auszubilden, dass das durch die wenigstens eine Kapillare eingeführte Kältemittel durch dieses Verteilungsmittel auf mehrere und vorzugsweise auf alle Kanäle aufgeteilt wird.However, it is also conceivable to use a profile or a constituent of the evaporator itself as distribution medium. Thus, it is possible to design a profile piece of the evaporator in such a way that the refrigerant introduced through the at least one capillary is divided by this distribution means into several and preferably all channels.

Die Kapillare kann vollständig oder nur abschnittsweise im Inneren des Verdampfers bzw. im Inneren der mit dem Verdampfer in Verbindung stehenden Saugleitung verlaufen. So ist es denkbar, dass die wenigstens eine Kapillare mit der Saugleitung und/oder auch mit einem anderen Bestandteil des Kältemittelkreislaufes, wie beispielsweise mit dem Verflüssiger im Wärmetausch geführt wird.The capillary can run completely or only partially in the interior of the evaporator or in the interior of the suction line connected to the evaporator. Thus, it is conceivable that the at least one capillary is guided with the suction line and / or with another component of the refrigerant circuit, such as with the condenser in the heat exchange.

Grundsätzlich kann die Einspritzung des Kältemittels nur in einen Bereich, wie beispielsweise in die genannte Kappe oder in mehrere und vorzugsweise in jeden Kanal einzeln erfolgen.In principle, the injection of the refrigerant can take place only in one area, such as in the aforementioned cap or in several, and preferably in each channel individually.

Denkbar ist es weiterhin, dass die Kapillaren derart angeordnet sind, dass sie in mehr als einem Kanal und vorzugsweise in allen Kanälen des Verdampfers enden. In diesem Fall ist eine Einspritzung des Kältemittels in jeden einzelnen Kanal des Verdampfers möglich.It is also conceivable that the capillaries are arranged so that they end in more than one channel and preferably in all channels of the evaporator. In this case, an injection of the refrigerant into each individual channel of the evaporator is possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verdampfer mittelbar oder unmittelbar mit wenigstens einer Saugleitung in Verbindung steht, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Saugleitung wenigstens eine Aufweitung aufweist und unmittelbar mit dem Verdampfer in Verbindung steht oder dass wenigstens Verbindungselement vorgesehen ist, dass einerseits mit der Saugleitung und andererseits mit dem Verdampfer in Verbindung steht.In a further embodiment of the invention, it is provided that the evaporator is directly or indirectly connected to at least one suction line, wherein it is preferably provided that the suction line has at least one widening and is directly connected to the evaporator or that at least connecting element is provided on the one hand with the suction line and on the other hand with the evaporator in communication.

Eine denkbare Möglichkeit besteht somit darin, dass die Saugleitung gegenüber vorbekannten Ausgestaltungen aufgeweitet wird und an den Verdampferkörper so angesetzt wird, dass die aufgeweitete Seite mit den Enden der Verdampferkanäle kommuniziert, so dass das aus diesen Enden austretende Kältemittel in die Saugleitung eintritt. Alternativ dazu kann ein entsprechend ausgebildetes Verbindungselement vorgesehen werden, das einerseits mit dem Ausgang der Verdampferkanäle und andererseits mit der Saugleitung in Strömungsverbindung steht.A conceivable possibility thus consists in that the suction line is widened compared to previously known configurations and is attached to the evaporator body in such a way that the widened side communicates with the ends of the evaporator channels, so that the refrigerant emerging from these ends enters the suction line. Alternatively, a correspondingly designed connecting element can be provided, which is in flow connection on the one hand to the outlet of the evaporator channels and on the other hand to the suction line.

Denkbar ist es somit, die Saugleitung oder das Verbindungselement beispielsweise trichterförmig auszugestalten, wobei die breite Seite mit den Enden der Kanäle des Verdampfers kommuniziert und die schmale Seite saugseitig, d. h. zum Kompressor hin angeordnet ist.It is thus conceivable, for example, funnel-shaped design of the suction line or the connecting element, wherein the broad side communicates with the ends of the channels of the evaporator and the narrow side suction side, d. H. is arranged towards the compressor.

Denkbar ist es, dass die Saugleitung an das Verbindungselement, das z. B. aus Metall, insbesondere aus Cu oder Al etc. bestehen kann, angeschlossen ist, das einerseits eine Rohranschlussseite und andererseits eine Verdampfer-Anschlussseite aufweist.It is conceivable that the suction line to the connecting element, the z. B. made of metal, in particular Cu or Al, etc., is connected, which has on the one hand a pipe connection side and on the other hand, an evaporator connection side.

Das Verbindungselement kann sowohl den Anfang als auch das Ende des Verdampfers darstellen bzw. aufnehmen, wobei die Verbindungselemente für beide Enden identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein können.The connecting element can be both the beginning and the end of the evaporator represent or record, wherein the connecting elements for both ends can be identical or different.

Das Verbindungselement kann hohl ausgebildet sein oder einen oder mehrere Kanäle aufweisen, die zumindest teilweise mit den Kanälen des Verdampfers korrespondieren. Im zweiten Fall kann das Verbindungselement als massiver Körper ausgebildet sein, der einen oder mehrere Kanäle aufweist, die mit den Kanälen des Verdampfers korrespondieren, d. h. in Strömungsverbindung stehen.The connecting element may be formed hollow or have one or more channels, which correspond at least partially with the channels of the evaporator. In the second case, the connecting element may be formed as a solid body having one or more channels corresponding to the channels of the evaporator, d. H. in fluid communication.

Die wenigstens eine Kapillare und/oder die Saugleitung oder ein Teil der Kapillare und/oder der Saugleitung können durch einen oder mehrere Kanäle des Verdampfers selbst gebildet werden.The at least one capillary and / or the suction line or a part of the capillary and / or the suction line can be formed by one or more channels of the evaporator itself.

Die wenigstens eine Kapillare kann somit durch ein Rohr bzw. Kanal des Verdampfers selbst gebildet werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein oder mehre Kanäle dementsprechend gequetscht werden, so dass dadurch ein Druckabfall entsteht, wie er sonst bei der Kapillare entsteht. In diesem Fall kann vollständig auf eine eigens vorgesehene Kapillare verzichtet werden, da die Kapillare in diesem Fall durch ein oder mehrere Rohre des Verdampfers gebildet wird.The at least one capillary can thus be formed by a tube or channel of the evaporator itself. This can be done by squeezing one or more channels accordingly, thereby creating a pressure drop, such as would otherwise occur with the capillary. In this case, it is possible to completely dispense with a capillary intended for this purpose, since in this case the capillary is formed by one or more tubes of the evaporator.

Denkbar wäre eine Ausführungsform, bei der das Flachrohr des Verdampfers nach dem Verflüssiger angelötet wird, ab da gequetscht und als Kapillare fungiert, bis das Rohr im Verdampfer ist und dort wieder Normalgröße hat und als Verdampfer fungiert. Der Vorteil bei dieser Vorgehensweise besteht darin, dass eine Verbindungsstelle, d. h. beispielsweise eine Lötstelle zwischen der Kapillare und dem Verdampfer eingespart wirdConceivable would be an embodiment in which the flat tube of the evaporator is soldered to the condenser, squeezed from there and acts as a capillary until the tube is in the evaporator and there again has normal size and acts as an evaporator. The advantage with this approach is that a joint, i. H. For example, a solder joint between the capillary and the evaporator is saved

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das Saugleitungsrohr, d. h. das zum Kompressor führende Rohr durch ein oder mehrere Rohre des Verdampfers selbst ausgebildet wird. Auch in diesem Fall wird eine Verbindungsstelle, beispielsweise eine Lötstelle eingespart, nämlich die Lötstelle zwischen einer separat vorgesehenen Saugleitung und dem Verdampfer.Alternatively or additionally, it can be provided that the suction pipe, d. H. the pipe leading to the compressor is formed by one or more pipes of the evaporator itself. Also in this case, a connection point, for example, a solder joint is saved, namely the solder joint between a separately provided suction line and the evaporator.

Wenigstens ein Kanal kann mit der Kapillare verbunden werden und dient somit als Weiterführung der Kapillare. Auf diese Weise kann auch der Durchfluß angepaßt werden: je weiter die Kapillare eingeschoben wird, desto größer der Durchfluß und umgekehrt.At least one channel can be connected to the capillary and thus serves as a continuation of the capillary. In this way, the flow can be adjusted: the farther the capillary is inserted, the greater the flow and vice versa.

Der Mehrkanal-Verdampfer bzw. der Microchannelverdampfer kann die Form einer Spirale aufweisen, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass wenigstens zwischen zwei übereinander liegenden Ebenen des spiralförmigen Gebildes ein Spalt zur Durchleitung von Luft vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht einen besonders guten Wärmeübergang, insbesondere dann, wenn die Umströmung mit Luft auf mehreren Seiten, insbesondere auf der Ober- und Unterseite des Verdampfers erfolgt.The multichannel evaporator or the microchannel evaporator may have the form of a spiral, wherein it is preferably provided that a gap for the passage of air is provided at least between two superimposed planes of the spiral-shaped structure. This embodiment of the invention allows a particularly good heat transfer, especially when the flow around with air on several sides, in particular on the top and bottom of the evaporator.

Der Verdampfer kann ein erstes Endstück und ein vorzugsweise dem ersten Endstück entsprechendes zweites Endstück aufweisen, zwischen denen sich die Kanäle des Verdampfers erstrecken, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das erste Endstück durch die Kappe gemäß Anspruch 3 und/oder das zweite Endstück durch das Verbindungselement oder die Saugleitung gemäß Anspruch 7 ausgebildet ist.The evaporator may have a first end piece and a second end piece preferably corresponding to the first end piece, between which the channels of the evaporator extend, it being preferably provided that the first end piece through the cap according to claim 3 and / or the second end piece through the connecting element or the suction line is designed according to claim 7.

Die Endstücke können die Aufgabe haben, das Kältemittel den Kanälen zuzuführen und auf der anderen Seite das aus den Kanälen ausströmende Kältemittel aufzunehmen und dann in die Saugleitung zu leiten.The end pieces may have the task of supplying the refrigerant to the channels and on the other side to receive the refrigerant flowing out of the channels and then to lead into the suction line.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilungsmittel, mittels dessen das Kältemittel auf die Kanäle verteilt wird derart ausgebildet ist, dass alle oder zumindest mehrere Kanäle mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass an einem oder beiden Enden des Mehrkanal-Verdampfers eine Kappe oder ein sonstiges Verteilungsmittel angeordnet bzw. aufgesetzt ist, in dem flüssiges Kältemittel steht. Denkbar ist es, dieses Verteilungsmittel so auszubilden, dass im oberen Bereich des Verteilungsmittels eine gasförmige Phase und darunter eine flüssige Phase des Kältemittels vorliegt. Die Kapillare kann mit dem Abschnitt des Verteilungsmittels in Verbindung stehen, in dem das gasförmige Kältemittel vorliegt.In a further embodiment of the invention it is provided that the distribution means, by means of which the refrigerant is distributed to the channels is designed such that all or at least a plurality of channels are acted upon with liquid refrigerant. This can be done, for example, by arranging or placing at one or both ends of the multichannel evaporator a cap or other distribution means in which liquid refrigerant is present. It is conceivable to design this distribution means in such a way that in the upper region of the distribution means there is a gaseous phase and below that a liquid phase of the refrigerant. The capillary may communicate with the portion of the distribution means in which the gaseous refrigerant is present.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in alle oder zumindest in mehrere der Kanäle des Mehrkanal-Verdampfers bzw. des Mehrkanal-Verdampfersystems flüssiges Kältemittel eintritt. Das Verteilungsmittel kann in diesem Fall die Funktion eines Trennmittels aufweisen, in dem das flüssige vom gasförmigen Kältemittel getrennt wird.In this way, it is ensured that liquid refrigerant enters all or at least several of the channels of the multichannel evaporator or of the multichannel evaporator system. The distribution means may in this case have the function of a separating means in which the liquid is separated from the gaseous refrigerant.

Denkbar ist es, von dem Abschnitt bzw. Bereich des Verteilungsmittels, in dem das gasförmige Kältemittel vorliegt zu der Saugleitung, die zum Kompressor des Kältemittelkreislaufs führt, eine Bypass-Leitung vorzusehen. Durch diese Bypass-Leitung kann dann der gasförmige Anteil des Kältemittels abgeführt werden bzw. im Bypass um den Verdampfer geleitet werden, wohingegen der flüssige Anteil des Kältemittels durch den Verdampfer geleitet wird.It is conceivable to provide a bypass line from the section or region of the distribution means in which the gaseous refrigerant is present to the suction line leading to the compressor of the refrigerant circuit. Through this bypass line then the gaseous portion of the refrigerant can be removed or passed in the bypass around the evaporator, whereas the liquid portion of the refrigerant is passed through the evaporator.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens ein Mehrkanal-Verdampfersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist. The present invention further relates to a refrigerator and / or freezer with at least one refrigerant circuit comprising at least one multi-channel evaporator system according to one of claims 1 to 10.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment described in the drawing. Show it:

1: unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Saugrohrverdampfers mit Kapillare, 1 : different embodiments of a suction tube evaporator according to the invention with capillary,

2: eine Ausführungsform des Verdampfers, bei dem ein Kanal des Verdampfers als Kapillare ausgebildet ist, 2 : an embodiment of the evaporator in which a channel of the evaporator is designed as a capillary,

3: eine Ausführungsform des Verdampfers mit verzweigter Kapillare zur Zufuhr flüssigen Kältemittels, 3 FIG. 1 shows an embodiment of the branched capillary evaporator for supplying liquid refrigerant, FIG.

4: eine Ausführungsform des Verdampfers, bei dem die Kapillare in einen seitlich offenen Kanal eingesetzt ist und 4 an embodiment of the evaporator in which the capillary is inserted into a laterally open channel and

5: Unterschiedliche Ausführungsformen eines Verdampfers mit einem Verteilungsmittel, mittels dessen flüssiges Kältemittel auf die Kanäle des Mehrkanal-Verdampfers verteilt wird. 5 Various embodiments of an evaporator with a distribution means by means of which liquid refrigerant is distributed to the channels of the multi-channel evaporator.

1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 einen Mehrkanal-Verdampfer. Dieser besteht beispielsweise aus Aluminium oder aus einem sonstigen Metall und weist eine Mehrzahl parallel zueinander verlaufender Kanäle 20 auf. Der Mehrkanal-Verdampfer, im Folgenden als „Verdampfer” bezeichnet, kann aus einem Flachrohr bestehen, in dem mehrere Kanäle 20 angeordnet sind. 1 shows by the reference numeral 10 a multi-channel evaporator. This consists for example of aluminum or other metal and has a plurality of mutually parallel channels 20 on. The multi-channel evaporator, hereinafter referred to as "evaporator" may consist of a flat tube, in which several channels 20 are arranged.

Die Kanäle 20 haben einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise im Bereich < 1 mm oder auch ≥ 1 mm. Vorzugsweise weisen die Kanäle ein rechteckiges Querschnittsprofil auf, wobei die Höhe des Profils kleiner ist als die Breite. Höhe und Breite der Kanäle liegen vorzugsweise im Bereich < 2 cm und vorzugsweise im Bereich < 1 cm. Beispiele für mögliche Kanalgrößen sind (Höhe × Breite) 2 × 3 mm und 2 × 10 mm.The channels 20 have a diameter in the range of 0.1 mm to 5 mm, preferably in the range <1 mm or even ≥ 1 mm. Preferably, the channels have a rectangular cross-sectional profile, wherein the height of the profile is smaller than the width. Height and width of the channels are preferably in the range <2 cm and preferably in the range <1 cm. Examples of possible channel sizes are (height × width) 2 × 3 mm and 2 × 10 mm.

Der dargestellte Verdampfer 10 befindet sich zwischen dem nicht dargestellten Kompressor eines Kühl- und/oder Gefriergerätes und einem in 1 ebenfalls nicht dargestellten Verflüssiger.The illustrated evaporator 10 is located between the compressor, not shown, a refrigerator and / or freezer and a in 1 also not shown condenser.

Mit dem Bezugszeichen 30 ist eine Kapillare gekennzeichnet, die mit dem Verflüssiger in Verbindung steht und mittels derer dem Verdampfer 10 flüssiges Kältemittel zugeführt wird.With the reference number 30 a capillary is characterized, which communicates with the condenser and by means of which the evaporator 10 liquid refrigerant is supplied.

Wie dies aus 1 weiter hervorgeht, weist der Verdampfer 10 eine erste Endkappe 12 und eine zweite Endkappe 14 auf. Beide Endkappen 12, 14 können hohl ausgebildet sein und damit zur Verteilung bzw. Sammlung des Kältemittels dienen oder als massive Körper, die ihrerseits Kanäle aufweisen.Like this 1 further indicates the evaporator 10 a first end cap 12 and a second end cap 14 on. Both end caps 12 . 14 can be hollow and thus used for distribution or collection of the refrigerant or as massive bodies, which in turn have channels.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a verläuft die Kapillare 30 durch das Innere des Saugrohres 40, tritt dann aus dem Saugrohr 40 aus und tritt in die rechts dargestellte erste Endkappe 12 ein. Die Kapillare 30 endet in dem von der ersten Endkappe 12 umgebenen Raum, d. h. das Kältemittel wird in diesem Raum eingespritzt. Es verteilt sich in den Raum und gelangt von dort aus in die offenen Enden der Kanäle 20, die in 1 mit den Bezugszeichen 22 gekennzeichnet sind.In the embodiment according to 1a runs the capillary 30 through the interior of the suction pipe 40 , then comes out of the suction tube 40 and enters the first end cap shown on the right 12 one. The capillary 30 ends in the from the first end cap 12 surrounded space, ie the refrigerant is injected in this room. It is distributed in the room and from there it reaches the open ends of the channels 20 , in the 1 with the reference numerals 22 Marked are.

Das Kältemittel wird somit durch die erste Endkappe 12 verteilt. Bei dem Durchströmen der Kanäle 20 verdampft das Kältemittel und gelangt dann in den von der zweiten Endkappe 14 umgebenen Raum und von dort aus in das zu dem Kompressor führende Saugrohr 40, das mit der zweiten Kappe 14 in Verbindung steht oder durch die zweite Kappe 14 selbst gebildet wird.The refrigerant is thus through the first end cap 12 distributed. When flowing through the channels 20 the refrigerant evaporates and then enters the second end cap 14 surrounded space and from there into the suction pipe leading to the compressor 40 that with the second cap 14 communicates or through the second cap 14 itself is formed.

Die Ausführungsform gemäß 1b unterscheidet sich von der beschriebenen Ausgestaltung dadurch, dass die Kapillare 30 an der Stelle 32 in mehrere Kapillaren 300 aufgeteilt wird, von denen jede in einem Kanal 20 des Verdampfers 10 endet, wie dies aus 1b hervorgeht.The embodiment according to 1b differs from the described embodiment in that the capillary 30 at the point 32 in several capillaries 300 is split, each of which in a channel 20 of the evaporator 10 ends like this 1b evident.

Die Ausführungsformen gemäß der 1c bis 1e sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillare 30 ebenfalls durch das Saugrohr 40 läuft, dieses jedoch nicht nach außen verläßt, sondern sodann durch einen Kanal 20 des Verdampfers 10 verläuft und dann in dem von der ersten Kappe 12 umgebenen Raum endet, wie dies aus den 1c und 1d sichtbar ist, oder an der Stelle 32 in mehrere Kapillaren 300 aufgeteilt wird, von denen jede in einem Kanal 20 des Verdampfers 10 endet.The embodiments according to the 1c to 1e are characterized in that the capillary 30 also through the suction pipe 40 runs, but this does not leave the outside, but then through a channel 20 of the evaporator 10 runs and then in the from the first cap 12 surrounded space ends, as is the case from the 1c and 1d is visible, or in the place 32 in several capillaries 300 is split, each of which in a channel 20 of the evaporator 10 ends.

2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kapillare 30 durch das Saugrohr 40 geführt wird und in einem mittleren Kanal 20 des Verdampfers 10 endet. Dies bedeutet, dass der Kanal 20 des Verdampfers 10 als Kapillare fungiert, durch die das flüssige Kältemittel eingespritzt wird. 2 shows an embodiment in which the capillary 30 through the suction pipe 40 is guided and in a middle channel 20 of the evaporator 10 ends. This means that the channel 20 of the evaporator 10 acts as a capillary through which the liquid refrigerant is injected.

Aus 3 geht eine Ausführungsform hervor, bei der die Auftrennung der Kapillare anders als bei den oben beschriebenen Ausgestaltungen nicht im Zweiphasengebiet (d. h. vor dem Eintritt in den Verdampfer) erfolgt, sondern im flüssigen Zustand des Kältemittels. In diesem Fall erfolgt an der Stelle 32 eine Auftrennung der vom Verflüssiger 50 kommenden Kapillare 30 in mehrere Kapillaren 300, die im Betrieb des Gerätes von flüssigem Kältemittel durchströmt werden. Somit ergeben sich mehrere Einspritzstellen am Verdampfer 10, durch die das Kältemittel in die Kanäle 20 des Verdampfers 10 eingeführt wird. Die Kapillaren 300 können alle über dieselbe Länge verfügen, so dass die Position der Einspritzung in den Kanälen identisch ist.Out 3 shows an embodiment in which the separation of the capillary differently than in the embodiments described above not in the two-phase region (ie before entering the evaporator) takes place, but in the liquid state of the refrigerant. In this case, done at the site 32 a separation of the liquefier 50 coming capillary 30 in several capillaries 300 , which are flowed through during operation of the device by liquid refrigerant. This results in several injection points on the evaporator 10 through which the refrigerant enters the channels 20 of the evaporator 10 is introduced. The capillaries 300 can all be of the same length, so that the position of the injection in the channels is identical.

Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist keine erste Endkappe vorgesehen. Statt dessen wird das Kältemittel durch die Kapillaren 300 in die Verdampferkanäle 20 eingeführt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist des weiteren vorgesehen, dass die Kapillare 30 weder durch die Saugleitung 40 noch durch das Innere eines der Kanäle 20 verläuft.In the embodiment according to 3 no first end cap is provided. Instead, the refrigerant passes through the capillaries 300 in the evaporator channels 20 introduced. In the embodiment according to 3 is further provided that the capillary 30 neither through the suction line 40 still through the interior of one of the channels 20 runs.

4 zeigt schließlich den Verdampfer 10 in einem schematischen Querschnitt. Wie dies aus 4 hervorgeht, kann der Verdampfer grundsätzlich aus einem Flachrohr bestehen, in dem mehrere Kanäle 20, vorzugsweise nebeneinander angeordnet sind. 4 finally shows the evaporator 10 in a schematic cross section. Like this 4 As can be seen, the evaporator can basically consist of a flat tube, in which several channels 20 , are preferably arranged side by side.

In der Ausführungsform gemäß 4 dient einer der außenliegenden Kanäle 20' nicht zur Durchströmung mit Kältemittel, sondern zur Aufnahme der Kapillare 30.In the embodiment according to 4 serves one of the external channels 20 ' not to the flow with refrigerant, but to receive the capillary 30 ,

5 zeigt mit dem Bezugszeichen 30 die Kapillare, mittels derer Kältemittel zu dem Microchannel-Verdampfer 10 geleitet wird. Der Verdampfer 10 ist auch in dieser Ausführungsform als Mehrkanal- bzw. Microchannel-Verdampfer ausgebildet. 5 shows by the reference numeral 30 the capillary, by means of which refrigerant to the microchannel evaporator 10 is directed. The evaporator 10 is also formed in this embodiment as a multi-channel or microchannel evaporator.

Die Enden der Kanäle 20 stehen mit einer Verteilerkappe 100 in Verbindung, die einen oberen Bereich A und einen unteren Bereich B aufweist. Wie dies aus 5, obere Abbildung ersichtlich ist, endet die Kapillare in dem Bereich A der Verteilerkappe 100. In dem Bereich A liegt im Betrieb gasförmiges Kältemittel vor, in dem Bereich B liegt flüssiges Kältemittel vor.The ends of the channels 20 stand with a distributor cap 100 in connection having an upper portion A and a lower portion B. Like this 5 As can be seen in the upper illustration, the capillary ends in the region A of the distributor cap 100 , In the area A, gaseous refrigerant is present during operation, in the area B liquid refrigerant is present.

Wie dies aus 5, obere Darstellung hervorgeht, stehen die Enden der Kanäle 20 des Verdampfers 10 somit mit flüssigem Kältemittel in Verbindung bzw. werden mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt. Gemäß dieser Ausführungsform tritt somit nur flüssiges Kältemittel in den Verdampfer ein und durchströmt die Kanäle des Verdampfers.Like this 5 In the upper diagram, the ends of the channels are visible 20 of the evaporator 10 Thus, with liquid refrigerant in conjunction or are charged with liquid refrigerant. Thus, according to this embodiment, only liquid refrigerant enters the evaporator and flows through the channels of the evaporator.

5, untere Darstellung stellt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdampfers 10 dar. In diesem Fall steht der Bereich A, in dem gasförmiges Kältemittel vorliegt, über eine Bypass-Leitung 200 mit der Saugleitung 40 in Verbindung, die zum nicht dargestellten Kompressor führt. In diesem Fall kann der gasförmige Anteil des Kältemittels aus dem Bereich A somit unmittelbar durch den Bypass um den Verdampfer 10 in die Saugleitung bzw. in das Saugrohr 40 eingeleitet werden, die zum Kompressor des Kältemittel-Kreislaufs führt. 5 , lower illustration shows a further embodiment of the evaporator according to the invention 10 In this case, the area A, in which gaseous refrigerant is present, via a bypass line 200 with the suction line 40 in connection, leading to the compressor, not shown. In this case, the gaseous portion of the refrigerant from the region A can thus directly through the bypass around the evaporator 10 in the suction line or in the suction pipe 40 are introduced, leading to the compressor of the refrigerant circuit.

Claims

Multi-channel evaporator system with at least one multi-channel evaporator having a plurality of channels, which are flowed through in the operation of the multi-channel evaporator of refrigerant, and at least one capillary for supplying the refrigerant to the multi-channel evaporator, characterized in that the multi-channel evaporator system at least a distribution means or communicating with at least one distribution means directly or indirectly, the distribution means being arranged and arranged relative to the plurality of channels such that the refrigerant introduced by means of the capillary is distributed by the distribution means to at least two, preferably all of distributed channels.

Multi-channel evaporator system according to claim 1, characterized in that the distribution means is arranged such that the introduced by means of the capillary refrigerant is uniformly distributed to at least two, preferably all of said channels.

A multi-channel evaporator system according to claim 1 or 2, characterized in that the distribution means comprises or consists of at least one cap which is in fluid communication with said capillary on the one hand and with the channels on the other hand, preferably with one end portion of the channels.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-channel evaporator has at least one cap and that the capillary terminates in the space surrounded by the cap or passes therethrough.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution means comprises or consists of one or more branching points, which are formed by or comprise a profile of the multi-channel evaporator, or in which a capillary or a plurality of capillaries divided into several or a larger number of capillaries.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the capillary extends completely or only partially in the interior of the multichannel evaporator and / or in the interior of at least one connected to the multi-channel evaporator suction line and / or that the capillaries are arranged to terminate in more than one channel, and preferably in all channels of the multi-channel evaporator.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-channel evaporator is directly or indirectly connected to at least one suction line, wherein it is preferably provided that the suction line has a widening or that at least one connecting element is provided, on the one hand the suction line and on the other hand with the multi-channel evaporator is in communication, wherein the suction line and / or the connecting element may be hollow or may have one or more channels, which correspond at least partially with the channels of the multi-channel evaporator.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one capillary and / or the suction line or a part of the capillary and / or the suction line are formed by one or more channels of the multi-channel evaporator itself and / or that the multi-channel Evaporator has the form of a spiral, wherein it is preferably provided that at least between two superimposed planes of the spiral-shaped structure, a gap for the passage of air is provided.

Multichannel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the multichannel evaporator comprises a first end piece and a second end piece preferably corresponding to the first end piece, between which extend the channels of the multichannel evaporator, wherein it is preferably provided that the first End piece is formed by the cap according to claim 3 and / or the second end piece by the connecting element or the suction line according to claim 7.

Multi-channel evaporator system according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-channel evaporator has at least one end piece which communicates with a plurality, preferably with all channels of the multi-channel evaporator and in which liquid refrigerant is present in the operating state of the evaporator, so that one, some or all of the channels of the evaporator are acted upon in operation with liquid refrigerant, wherein it is preferably provided that in the area above the liquid refrigerant is a range of gaseous refrigerant.

Cooling and / or freezer with at least one refrigerant circuit comprising at least one multi-channel evaporator system according to one of claims 1 to 10.

Method for operating a multichannel evaporator system according to one of Claims 1 to 10 and / or a refrigerator and / or freezer according to Claim 11, characterized in that the refrigerant is distributed by the distribution means to at least two, preferably all, of the channels of the multichannel Evaporator be distributed.