DE102015121594A1 - Device for separating oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit and arrangement with the device and a heat exchanger for cooling the oil - Google Patents

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Toni Spies
Daniel Zens
Roberto Della Rovere
René Junker
Christoph Bara
Martin Hötzel
Martina Paduch
Marc Graaf
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Abscheiden und Rückführen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf ist in Strömungsrichtung des Kältemittels mit einem Verdichter und einem Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels ausgebildet. Der Kältemittelkreislauf weist zudem einen Druckpulsationsdämpfer auf, welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem Verdichter und dem Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels angeordnet ist. Die Vorrichtung (1) zum Abscheiden des Öls ist innerhalb des Druckpulsationsdämpfers integriert ausgebildet.
Die Erfindung betrifft zudem eine Anordnung zum Abscheiden, Rückführen und Abkühlen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf. Die Anordnung weist eine Vorrichtung (1) zum Abscheiden und Rückführen von Öl sowie einen Wärmeübertrager (11, 11', 11'') zum Abkühlen des mit der Vorrichtung (1) abgeschiedenen Öls auf. Der Wärmeübertrager (11, 11', 11'') ist zwischen der Vorrichtung (1) und dem Verdichter angeordnet.
The invention relates to a device (1) for separating and returning oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The refrigerant circuit is formed in the flow direction of the refrigerant with a compressor and a heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant. The refrigerant circuit also has a pressure pulsation damper, which is arranged in the flow direction of the refrigerant between the compressor and the heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant. The device (1) for separating the oil is formed integrated within the pressure pulsation damper.
The invention also relates to an arrangement for separating, returning and cooling oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The arrangement comprises a device (1) for separating and returning oil and a heat exchanger (11, 11 ', 11'') for cooling the oil deposited with the device (1). The heat exchanger (11, 11 ', 11'') is arranged between the device (1) and the compressor.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden und zum Rückführen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf weist in Strömungsrichtung des Kältemittels einen Verdichter und einen Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels auf. Die Erfindung betrifft zudem eine Anordnung zum Abscheiden, zum Rückführen und zum Abkühlen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf. Die Anordnung weist die Vorrichtung zum Abscheiden und zum Rückführen des Öls sowie einen Wärmeübertrager zum Abkühlen des mit der Vorrichtung abgeschiedenen Öls auf.The invention relates to a device for separating and returning oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The refrigerant circuit has in the flow direction of the refrigerant to a compressor and a heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant. The invention also relates to an arrangement for separating, for returning and for cooling oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The arrangement comprises the apparatus for separating and returning the oil and a heat exchanger for cooling the oil separated with the device.

Das Öl hat innerhalb eines Kältemittelkreislaufs mehrere Funktionen. Das Öl dient einerseits dem Schmieren innerhalb des Verdichters angeordneter beweglicher Komponenten und verringert damit die Reibung zwischen den Komponenten, welche insbesondere als Metallteile ausgebildet sind. Damit wird der Verschleiß des Verdichters reduziert. Andererseits werden mittels des Öls die Abdichtung des Verdichters gegenüber der Umgebung sowie die interne Abdichtung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich des Kältemittels innerhalb des Verdichters verbessert. Eine weitere Funktion des Öls innerhalb eines Kältemittelkreislaufs besteht darin, die beispielsweise aufgrund der Reibung zwischen den bewegten Komponenten des Verdichters innerhalb des Verdichters erzeugte Wärme aufzunehmen und abzuführen.The oil has several functions within a refrigerant circuit. The oil serves on the one hand to lubricate within the compressor arranged movable components and thus reduces the friction between the components, which are designed in particular as metal parts. This reduces wear on the compressor. On the other hand, by means of the oil, the sealing of the compressor from the environment as well as the internal sealing between the high pressure area and the low pressure area of the refrigerant within the compressor are improved. Another function of the oil within a refrigerant circuit is to absorb and dissipate the heat generated, for example, due to the friction between the moving components of the compressor within the compressor.

Obwohl das Öl im Wesentlichen lediglich innerhalb des Verdichters benötigt wird, ist es unvermeidlich, dass das Öl auch innerhalb des Kältemittelkreislaufs zirkuliert. Die Menge des zirkulierenden und umlaufenden Öls hängt dabei von mehreren Faktoren ab. Zu den Faktoren zählen unter anderem das Design beziehungsweise die Konstruktion und Konfiguration des Verdichters sowie der Peripherie, das heißt insbesondere des Kältemittelkreislaufs, das Alter und der Zustand bezüglich des Verschleißes des Verdichters, die Betriebsbedingungen und Systembedingungen und die Mischbarkeit des Öls mit dem Kältemittel.Although the oil is essentially only needed within the compressor, it is inevitable that the oil will circulate within the refrigerant circuit. The amount of circulating and circulating oil depends on several factors. Factors include, but are not limited to, the design and construction and configuration of the compressor and peripherals, particularly the refrigeration cycle, the age and condition of compressor deterioration, operating conditions and system conditions, and the miscibility of the oil with the refrigerant.

In aus dem Stand der Technik bekannten Kältemittelkreisläufen variiert die Zirkulationsrate des Öls zwischen 1 % und 15 % des Massenstroms des Kältemittels. Das Öl des Verdichters, welches mit dem Kältemittel gemeinsam durch den Kältemittelkreislauf zirkuliert, weist verschiedene Wirkungen auf. So verändert es beispielsweise die Qualität sowie die physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittel-Öl-Gemisches. Das Vorhandensein des Öls verringert die Wirksamkeit der Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs, da der Wärmeübergang und damit der Wärmedurchgang beeinflusst werden, wenn die Wärmeübertragungsflächen im Inneren des Wärmeübertragers mit einem Ölfilm bedeckt sind, da sich der Ölfilm wie eine zusätzliche Isolierschicht auswirkt. Das Öl kann unter Umständen in sogenannten Ölfallen des Kältemittelkreislaufs zurückgehalten werden, welche sich besonders in Bereichen mit geringen Geschwindigkeiten des Kältemittels ausbilden. Das sich in den Ölfallen angesammelte Öl kann, wie eine Flüssigkeitsschwingsäule, plötzlich überlaufen und zum Verdichter zurückströmen. Dabei kann eine Druckwelle erzeugt werden, welche wiederum Flüssigkeitsschläge verursacht. Bei Tieftemperaturanwendungen wird die Bewegungsmöglichkeit des Öls innerhalb des Kältemittelkreislaufs aufgrund der höheren Viskosität bei geringen Temperaturen stark eingeschränkt. Der Rückgang des Ölstands innerhalb des Verdichters kann zu mechanischen irreversiblen Schäden des Verdichters führen. Das im Wesentlichen inkompressible Öl kühlt sich zudem während eines Vorgangs einer vernachlässigbaren Expansion nicht ab. Das Öl wird mit dem Kältemittel vermischt, wobei das Kältemittel teilweise verdampft. Dabei wird ein Teil der Kälteleistung des Kältemittels, das heißt etwa 8 % bis 10 %, für die Abkühlung des Verdichteröls aufgewendet.In prior art refrigerant circuits, the circulation rate of the oil varies between 1% and 15% of the mass flow of the refrigerant. The oil of the compressor, which circulates together with the refrigerant through the refrigerant circuit, has various effects. For example, it changes the quality and the physical and thermodynamic properties of the refrigerant-oil mixture. The presence of the oil reduces the effectiveness of the heat exchangers of the refrigerant circuit, since the heat transfer and thus the heat transfer are affected when the heat transfer surfaces are covered inside the heat exchanger with an oil film, since the oil film acts as an additional insulating layer. Under certain circumstances, the oil can be retained in so-called oil traps of the refrigerant circuit, which form particularly in areas with low velocities of the refrigerant. The accumulated in the oil traps oil can, like a liquid vibrating column, suddenly overflow and flow back to the compressor. In this case, a pressure wave can be generated, which in turn causes liquid shocks. In low temperature applications, the possibility of movement of the oil within the refrigerant circuit is severely limited due to the higher viscosity at low temperatures. The drop in oil level within the compressor can lead to mechanical irreversible damage to the compressor. Moreover, the substantially incompressible oil does not cool down during a process of negligible expansion. The oil is mixed with the refrigerant, whereby the refrigerant partially evaporates. In this case, a part of the cooling capacity of the refrigerant, that is about 8% to 10%, spent for the cooling of the compressor oil.

In der US 6,058,727 A wird ein Kältemittelkreislauf zum Abkühlen von Luft mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer beschrieben. Der Kältemittelkreislauf weist zudem einen Strömungspfad zum Rückführen des Öls vom Auslass des Verdichters zum Einlass des Verdichters mit einem Ölseparator und einem Ölkühler auf. Das bei der Verdichtung des gasförmigen Kältemittels erwärmte Öl wird vor dem Einlass in den Verdichter abgekühlt. Dabei wird die Wärme vom Öl an das vom Verdichter angesaugte Kältemittel übertragen. Der Ölkühler ist mit einem inneren Wärmeübertrager als eine Wärmeübertragereinheit ausgebildet, wobei die Wärmeübertragereinheit innerhalb eines Akkumulators des Kältemittels angeordnet sein kann.In the US 6,058,727 A a refrigerant circuit for cooling air with a compressor, a condenser, an expansion element and an evaporator will be described. The refrigerant circuit also has a flow path for returning the oil from the outlet of the compressor to the inlet of the compressor with an oil separator and an oil cooler. The heated in the compression of the gaseous refrigerant oil is cooled before the inlet to the compressor. The heat from the oil is transferred to the refrigerant sucked in by the compressor. The oil cooler is formed with an internal heat exchanger as a heat exchanger unit, wherein the heat exchanger unit may be disposed within an accumulator of the refrigerant.

Die US 2010/0251756 A1 offenbart ebenfalls einen Kältemittelkreislauf zum Abkühlen von Luft mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer sowie einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls vom Auslass des Verdichters zum Einlass des Verdichters mit einem Ölseparator und einem Ölkühler. Der Ölkühler ist als Luft-Öl-Wärmeübertrager ausgebildet und in Strömungsrichtung der Luft nach dem Verdampfer angeordnet. Die Wärme wird vom Öl an die beim Durchströmen des Verdampfers abgekühlte Luft übertragen.The US 2010/0251756 A1 also discloses a refrigerant circuit for cooling air with a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator and a flow path for returning the oil from the outlet of the compressor to the inlet of the compressor with an oil separator and an oil cooler. The oil cooler is designed as an air-oil heat exchanger and arranged in the flow direction of the air after the evaporator. The heat is transferred from the oil to the cooled air flowing through the evaporator.

Aus der US 6,579,335 B2 geht eine Vorrichtung zum Verdichten eines gasförmigen Fluids mit Komponenten zum Abscheiden von Öl aus dem verdichteten Gas, zum Abkühlen des Öls nach der Verdichtung des Gases und zum Speichern des Öls hervor. Das Öl wird dem Verdichter mit dem zu verdichtenden gasförmigen Fluid wieder zugeführt. Zum Abkühlen des Öls wird das Öl durch einen Wärmeübertrager geleitet. Dabei wird die Wärme vom Öl an das zu verdichtende gasförmige Fluid übertragen. Anschließend wird das gasförmige Fluid verdichtet. Der Ölabscheider, der Ölkühler und der Ölvorratsbehälter sind in einem gemeinsamen Gehäuse integriert angeordnet. Das Öl wird über eine Verbindungsleitung vom Ölvorratsbehälter zum Verdichter geleitet.From the US 6,579,335 B2 is a device for compressing a gaseous fluid with components for separating oil from the compressed gas, for cooling the oil after the Compressing the gas and storing the oil out. The oil is fed back to the compressor with the gaseous fluid to be compressed. To cool the oil, the oil is passed through a heat exchanger. The heat is transferred from the oil to the gaseous fluid to be compressed. Subsequently, the gaseous fluid is compressed. The oil separator, the oil cooler and the oil reservoir are arranged integrated in a common housing. The oil is directed via a connecting line from the oil reservoir to the compressor.

Bei herkömmlichen Kältemittelkreisläufen wird das Kältemittel-Öl-Gemisch durch den nach dem Verdichter angeordneten Wärmeübertrager geleitet. Zudem ist aus dem Stand der Technik bekannt, das Kältemittel-Öl-Gemisch nach dem Austritt aus dem Verdichter beim Durchströmen eines Ölseparators in einen Anteil Kältemittel und einen Anteil Öl zu trennen. Das abgeschiedene Öl wird anschließend, beispielsweise in Wärmeübertragung mit dem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel oder mit der im Verdampfer konditionierten Luft abgekühlt, was die Effizienz des Kältemittelkreislaufs verringert.In conventional refrigerant circuits, the refrigerant-oil mixture is passed through the arranged after the compressor heat exchanger. In addition, it is known from the prior art to separate the refrigerant-oil mixture after exiting the compressor when flowing through an oil separator into a proportion of refrigerant and a proportion of oil. The separated oil is subsequently cooled, for example in heat transfer with the refrigerant circulating in the refrigerant circuit or with the air conditioned in the evaporator, which reduces the efficiency of the refrigerant circuit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Abscheiden von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches sowie einer Anordnung zum Abkühlen des Öls in einem Kältemittelkreislauf. Die Vorrichtung und die Anordnung sollen platzsparend sein und einen effizienten sowie sicheren Betrieb des Kältemittelkreislaufs ermöglichen. Zudem sollen die Kosten für die Herstellung, Wartung und Montage der Vorrichtung und der Anordnung minimal sein.The object of the invention is now to provide a device for separating oil of a refrigerant-oil mixture and an arrangement for cooling the oil in a refrigerant circuit. The device and the arrangement should be space-saving and allow efficient and safe operation of the refrigerant circuit. In addition, the cost of manufacturing, maintenance and assembly of the device and the arrangement should be minimal.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved by the subject matters with the features of the independent claims. Further developments are specified in the dependent claims.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden und zum Rückführen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf gelöst. Der Kältemittelkreislauf ist in Strömungsrichtung des Kältemittels mit einem Verdichter und einem Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels ausgebildet.The object is achieved by a device according to the invention for separating and returning oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The refrigerant circuit is formed in the flow direction of the refrigerant with a compressor and a heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant.

Nach der Konzeption der Erfindung weist der Kältemittelkreislauf einen Druckpulsationsdämpfer auf, welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem Verdichter und dem Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels angeordnet ist. Die Vorrichtung zum Abscheiden des Öls ist erfindungsgemäß innerhalb des Druckpulsationsdämpfers integriert ausgebildet.According to the concept of the invention, the refrigerant circuit has a pressure pulsation damper, which is arranged in the flow direction of the refrigerant between the compressor and the heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant. The device for separating the oil is designed according to the invention integrated within the Druckpulsationsdämpfers.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Druckpulsationsdämpfer einen Einlass zum Einströmen des Kältemittel-Öl-Gemisches sowie jeweils einen Auslass für das Kältemittel und einen Auslass für das Öl auf. Innerhalb des Druckpulsationsdämpfers ist vorteilhaft eine Prallplatte zum Anströmen für das Kältemittel-Öl-Gemisch und ein Sammelbereich für das abgeschiedene Öl ausgebildet. Der Einlass und die Prallplatte sind dabei in einem oberen Bereich des von der Vorrichtung umschlossenen Volumens und der Sammelbereich ist in einem unteren Bereich des von der Vorrichtung umschlossenen Volumens unterhalb der Prallplatte angeordnet.According to a development of the invention, the pressure pulsation damper has an inlet for the inflow of the refrigerant-oil mixture and in each case an outlet for the refrigerant and an outlet for the oil. Within the pressure pulsation damper, a baffle plate for flowing the refrigerant-oil mixture and a collecting region for the separated oil are advantageously formed. The inlet and the baffle plate are in an upper region of the volume enclosed by the device and the collecting region is arranged in a lower region of the volume enclosed by the device below the baffle plate.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Prallplatte senkrecht zur Strömungsrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches nach dem Einlass ausgerichtet, um eine möglichst große Änderung der Strömungsrichtung und der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittel-Öl-Gemisches sowie eine maximale Trennung von Kältemittel und Öl zu bewirken, da die Trennung auf unterschiedlichen Trägheitskräften der Anteile beruht. Alternativ kann die Prallplatte zur Strömungsrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches nach dem Einlass auch in einem von 90° abweichenden Winkel geneigt angeordnet sein.According to a preferred embodiment of the invention, the baffle plate is aligned perpendicular to the flow direction of the refrigerant-oil mixture after the inlet to cause the largest possible change in the flow direction and flow rate of the refrigerant-oil mixture and a maximum separation of refrigerant and oil, because the separation is based on different inertial forces of the shares. Alternatively, the baffle plate can be arranged inclined to the flow direction of the refrigerant-oil mixture after the inlet and at an angle deviating from 90 °.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Sammelbereichs der Vorrichtung in Richtung des Auslasses des Öls ein Verschlusselement zum Verschließen des Auslasses angeordnet. Mit dem Verschlusselement wird eine Verbindungsleitung zwischen der Vorrichtung zum Abscheiden und zum Rückführen von Öl zum Verdichter verschlossen, sodass der Massenstrom des abgeschiedenen Öls zum Verdichter geregelt werden kann. Die regelbare und verschließbare Verbindung zum Verdichter verhindert einen möglichen unerwünschten Bypass zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel am Auslass des Verdichters und dem niederdruckseitigen Kältemittel am Einlass des Verdichters innerhalb der Ölrückführung. Das Verschlusselement zum Verschließen des Auslasses und damit der Verbindungsleitung zum Verdichter ist dabei bevorzugt als ein Schwimmer ausgebildet.According to an advantageous embodiment of the invention, a closure element for closing the outlet is arranged within the collecting region of the device in the direction of the outlet of the oil. With the closure element, a connecting line between the device for separating and for returning oil to the compressor is closed, so that the mass flow of the separated oil to the compressor can be controlled. The adjustable and closable connection to the compressor prevents any potential unwanted bypass between the high pressure side refrigerant at the compressor outlet and the low side refrigerant at the inlet of the compressor within the oil return. The closure element for closing the outlet and thus the connecting line to the compressor is preferably designed as a float.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können das aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch abgeschiedene Öl und das Kältemittel in unterschiedlichen Massenströmen getrennt voneinander abgekühlt werden. Als treibendes Potenzial zur Abkühlung der beiden Anteile und damit als wärmeaufnehmende Fluide können vorteilhaft die Luft der Umgebung und/oder ein Kühlmittel eines Kühlmittelkreislaufs eingesetzt werden.With the device according to the invention, the oil separated from the refrigerant-oil mixture and the refrigerant can be cooled separately in different mass flows. As a driving potential for cooling the two parts and thus as heat-absorbing fluids can advantageously the ambient air and / or a coolant of a coolant circuit can be used.

Die Aufgabe wird auch durch eine erfindungsgemäße Anordnung zum Abscheiden, zum Rückführen und zum Abkühlen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf gelöst. Die Anordnung weist konzeptionsgemäß eine Vorrichtung zum Abscheiden und zum Rückführen von Öl mit den oben genannten Merkmalen sowie einen Wärmeübertrager zum Abkühlen des mit der Vorrichtung abgeschiedenen Öls auf. Der Wärmeübertrager ist zwischen der Vorrichtung zum Abscheiden des Öls und dem Verdichter angeordnet.The object is also achieved by an inventive arrangement for separating, for returning and for cooling oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit. The Arrangement conceptually includes a device for separating and returning oil with the above features and a heat exchanger for cooling the oil deposited with the device. The heat exchanger is arranged between the device for separating the oil and the compressor.

Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeübertrager zum Abkühlen des mit der Vorrichtung abgeschiedenen Öls aus mindestens einem Koaxialrohr aus konzentrisch angeordneten Rohren ausgebildet. Dabei wird die Wärme vom Öl bevorzugt an ein Kühlmittel als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen. Bei der Verwendung des Kältemittelkreislaufs in einem Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs könnte das Kühlmittel beispielsweise innerhalb eines Niedertemperaturkühlmittelkreislaufs oder innerhalb eines Hochtemperaturkühlmittelkreislaufs zirkulieren.According to a first alternative embodiment of the invention, the heat exchanger is designed to cool the deposited with the device oil from at least one coaxial tube of concentrically arranged tubes. The heat from the oil is preferably transferred to a coolant as a heat-absorbing fluid. For example, when using the refrigerant cycle in an air conditioning system of a motor vehicle, the refrigerant may circulate within a low-temperature refrigerant circuit or within a high-temperature refrigerant circuit.

Der Wärmeübertrager ist vorteilhaft als Gegenstromwärmeübertrager konfiguriert, wobei das Öl durch das innenliegende Rohr und das Kühlmittel durch den zwischen der Außenseite des innenliegenden Rohres und der Innenseite des außenliegenden Rohres ausgebildeten Spalt hindurch strömt.The heat exchanger is advantageously configured as a countercurrent heat exchanger, wherein the oil flows through the inner tube and the coolant through the formed between the outside of the inner tube and the inside of the outer tube gap.

Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeübertrager aus mindestens einem Rippenrohr ausgebildet. Dabei wird die Wärme vom Öl an Luft als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen. Die Luft wird über die mit den Rippen versehene Außenseite des Rippenrohres geleitet.According to a second alternative embodiment of the invention, the heat exchanger is formed from at least one finned tube. The heat is transferred from the oil to air as a heat-absorbing fluid. The air is passed over the finned outside of the finned tube.

Nach einer dritten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeübertrager als kältemittelkreislaufinterner Wärmeübertrager ausgebildet. Dabei wird die Wärme vom Öl an das Kältemittel als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen. Der Wärmeübertrager ist kältemittelseitig vorteilhaft zwischen einem Auslass eines Verdampfers und dem Verdichter angeordnet.According to a third alternative embodiment of the invention, the heat exchanger is designed as a refrigerant circulating internal heat exchanger. The heat is transferred from the oil to the refrigerant as a heat-absorbing fluid. The heat exchanger is advantageously arranged on the refrigerant side between an outlet of an evaporator and the compressor.

Es ist anzumerken, dass der Kältemittelkreislauf sowohl als Komponente einer Kompressionskälteanlage als auch einer Wärmepumpe betrieben werden kann, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl als Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs einer Kompressionskälteanlage als auch eines Wärmepumpensystems, insbesondere eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs, einsetzbar ist.It should be noted that the refrigerant circuit can be operated both as a component of a compression refrigeration system and a heat pump, so that the inventive device can be used both as part of a refrigerant circuit of a compression refrigeration system and a heat pump system, in particular an air conditioning system of a motor vehicle.

Die Vorrichtung ist vorteilhaft für verschiedene Kältemittel, wie R134a, R1234yf, R744, R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemische, einsetzbar und auf die Kältemittel abstimmbar.The device can advantageously be used for various refrigerants, such as R134a, R1234yf, R744, R600a, R290, R152a, R32 and mixtures thereof, and can be adapted to the refrigerants.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zusammenfassend folgende weitere Vorteile auf:

  • – Reduzieren des Druckverlustes des Kältemittels beim Durchströmen der Wärmeübertrager, da das Kältemittel und das Öl getrennt voneinander und kein Kältemittel-Öl-Gemisch durch die Wärmeübertrager strömt, dadurch auch
  • – Erhöhen der Effizienz und der Sicherheit beim Betrieb des Systems, insbesondere des Kältemittelkreislaufs, da das Öl beim Durchströmen der Kältemittel-Wärmeübertrager nicht mehr abgekühlt oder erwärmt werden muss,
  • – Reduzieren der Kosten für die Herstellung, Wartung und den Betrieb des Kältemittelkreislaufs, da die Menge an Öl optimiert und damit minimiert wird,
  • – Reduzieren des Platzbedarfs des gesamten Kältemittelkreislaufs und
  • – Reduzieren akustischer Druckpulsationen in Kältemittelkreisläufen, insbesondere von Klimaanlagen und Wärmepumpensystemen.
The device according to the invention has in summary the following further advantages:
  • - Reduce the pressure loss of the refrigerant when flowing through the heat exchanger, as the refrigerant and the oil separated from each other and no refrigerant-oil mixture flows through the heat exchanger, thereby also
  • Increasing the efficiency and safety of the operation of the system, in particular of the refrigerant circuit, since the oil does not have to be cooled or heated as it flows through the refrigerant heat exchangers,
  • - Reduce the cost of manufacturing, maintaining and operating the refrigerant circuit by optimizing and minimizing the amount of oil
  • - Reducing the space requirement of the entire refrigerant circuit and
  • - Reduce acoustic pressure pulsations in refrigerant circuits, in particular of air conditioning and heat pump systems.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:Further details, features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1: eine in einem Druckpulsationsdämpfer integrierte Vorrichtung zum mechanischen Abscheiden von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches eines Kältemittelkreislaufs mit einer Prallplatte und einem Sammelbereich für das abgeschiedene Öl, und
eine Anordnung aus der Vorrichtung zum mechanischen Abscheiden des Öls aus 1 mit
1 a device integrated in a pressure pulsation damper for mechanically separating oil of a refrigerant-oil mixture of a refrigerant circuit having a baffle plate and a collecting region for the separated oil, and
an arrangement of the device for the mechanical separation of the oil 1 With

2: einem aus einem Koaxialrohr ausgebildeten Wärmeübertrager zum Abkühlen des Öls, 2 a heat exchanger formed of a coaxial tube for cooling the oil,

3: einem aus einem Rippenrohr ausgebildeten Wärmeübertrager zum Abkühlen des Öls sowie 3 a formed of a finned tube heat exchanger for cooling the oil and

4: einem kältemittelkreislaufinternen Wärmeübertrager zum Abkühlen des Öls. 4 : a refrigerant circulation internal heat exchanger for cooling the oil.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Abscheiden von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches G eines Kältemittelkreislaufs. Die Vorrichtung 1 ist dabei in einem Druckpulsationsdämpfer für das Kältemittel integriert ausgebildet. 1 shows a device 1 for separating oil of a refrigerant-oil mixture G of a refrigerant circuit. The device 1 is designed to be integrated in a pressure pulsation damper for the refrigerant.

Die beiden Anteile aus Kältemittel und Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches G werden mittels der Vorrichtung 1 zum Abscheiden des Öls mechanisch voneinander getrennt. Das Öl wird aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch abgeschieden, sodass nach der Trennung ein kältemittelreicher Anteil und ein ölreicher Anteil beziehungsweise kältemittelarmer Anteil vorliegen. Der kältemittelreiche Anteil wird in Kurzform auch als Kältemittel KM und der ölreiche Anteil wird in Kurzform auch als Öl bezeichnet. Die mechanische Trennung beruht dabei auf der Trägheitskraft als treibende Kraft, was einen ausreichend großen Dichteunterschied zwischen den aufzutrennenden Komponenten erfordert. Ein ausreichend großer Dichteunterschied zwischen den aufzutrennenden Komponenten Kältemittel und Öl liegt innerhalb eines Kältemittelkreislaufs am Auslass des Verdichters beziehungsweise am Einlass eines als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertragers vor. Erfolgt die Verflüssigung des Kältemittels bei unterkritischem Betrieb, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid, wird der Wärmeübertrager als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten.The two components of refrigerant and oil of the refrigerant-oil mixture G are by means of the device 1 mechanically separated from each other for separating the oil. The oil is separated from the refrigerant-oil mixture, so that after the separation, a refrigerant-rich portion and an oil-rich fraction or low-refrigerant fraction are present. The refrigerant-rich portion is in Short form also as refrigerant KM and the oil-rich portion is referred to in short form as oil. The mechanical separation is based on the inertial force as a driving force, which requires a sufficiently large density difference between the components to be separated. A sufficiently large density difference between the components to be separated refrigerant and oil is present within a refrigerant circuit at the outlet of the compressor or at the inlet of a heat exchanger operated as a condenser / gas cooler. If the liquefaction of the refrigerant occurs in subcritical operation, such as with the refrigerant R134a or under certain ambient conditions with carbon dioxide, the heat exchanger is called a condenser. Part of the heat transfer takes place at a constant temperature. In supercritical operation or supercritical heat in the heat exchanger, the temperature of the refrigerant steadily decreases. In this case, the heat exchanger is also referred to as a gas cooler. Supercritical operation may occur under certain environmental conditions or operations of the refrigerant cycle with, for example, the refrigerant carbon dioxide.

Die Vorrichtung 1 zum Abscheiden des Öls, aufgrund der in den Druckpulsationsdämpfer integrierten Ausbildung auch als Druckpulsationsdämpfer mit Ölabscheidefunktion oder als Kombination aus Druckpulsationsdämpfer und Ölabscheider bezeichnet, weist einen Einlass 2 für das Kältemittel-Öl-Gemisch G, sowie jeweils einen Auslass 3 für das Kältemittel KM und einen Auslass 4 für das Öl auf. Der Einlass 2 ist über eine Verbindungsleitung mit einem Auslass des nicht dargestellten Verdichters des Kältemittelkreislaufs verbunden. Die Verbindungsleitung 2 entspricht somit der Druckleitung des Verdichters. Die Vorrichtung 1 ist als modifizierter Druckpulsationsdämpfer mit Ölabscheidefunktion folglich innerhalb der Austrittsleitung des Verdichters beziehungsweise der Verbindungsleitung 2 zwischen dem Verdichter und dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager angeordnet und trennt das Kältemittel-Öl-Gemisch G in den kältemittelreichen Anteil und den ölreichen Anteil auf.The device 1 for separating the oil, also referred to as Druckpulsationsdämpfer with Ölabscheidefunktion or as a combination of Druckpulsationsdämpfer and oil separator, due to the training integrated in the pressure pulsation damper, has an inlet 2 for the refrigerant-oil mixture G, and in each case an outlet 3 for the refrigerant KM and an outlet 4 for the oil. The inlet 2 is connected via a connecting line with an outlet of the compressor, not shown, of the refrigerant circuit. The connection line 2 thus corresponds to the pressure line of the compressor. The device 1 is therefore as a modified pressure pulsation damper with Ölabscheidefunktion within the outlet line of the compressor or the connecting line 2 arranged between the compressor and operated as a condenser / gas cooler heat exchanger and separates the refrigerant-oil mixture G in the refrigerant-rich portion and the oil-rich share.

Das Öl wird durch eine in der Vorrichtung 1 beziehungsweise dem Druckpulsationsdämpfer integrierte Prallplatte 5 in Verbindung mit einem unterhalb der Prallplatte 5 angeordneten Sammelbereich 6 für das abgeschiedene Öl mechanisch aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch abgeschieden und gespeichert. Das Kältemittel-Öl-Gemisch G strömt dabei durch den Einlass 2 in die Vorrichtung 1 ein, trifft auf die Prallplatte 5 auf und tropft in den unterhalb der Prallplatte 5 angeordneten Sammelbereich 6 ab. Der Einlass 2 ist als Zulauf für das Kältemittel-Öl-Gemisch G möglichst senkrecht zur Prallplatte 5 ausgerichtet. Nach dem Einströmen in die Vorrichtung 1 prallt das Kältemittel-Öl-Gemisch G auf die Vorderseite der Prallplatte 5. Durch die abrupten Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsrichtung werden infolge der unterschiedlichen Trägheitskräfte des kältemittelreichen Anteils und des ölreichen Anteils, mit welchen die beiden Anteile der Richtungsänderung unterschiedlich folgen, der kältemittelreiche Anteil und der ölreiche Anteil voneinander getrennt. Der ölreiche Anteil wird an der Prallplatte 5 nach unten in den Sammelbereich 6 der Ölabscheidung geleitet. Der kältemittelreiche Anteil strömt im oberen Bereich des von der Vorrichtung 1 umschlossenen Volumens um die Prallplatte 5 herum zum Auslass 3 des Kältemittels KM. Am Auslass 3 des Kältemittels KM aus der Vorrichtung 1 ist ein Filterelement 8, beispielsweise in Form eines Siebes, angeordnet, sodass der kältemittelreiche Anteil durch das Filterelement 8 hindurchströmt. Das Kältemittel KM tritt durch den Auslass 3 und die mit dem Auslass 3 gekoppelte Verbindungsleitung aus der Vorrichtung 1 aus. Der nach unten in den Sammelbereich 6 geleitete abgeschiedene ölreiche Anteil wird ebenfalls durch ein, insbesondere als Sieb ausgebildetes Filterelement 7 hindurchgeführt.The oil gets through one in the device 1 or the pressure pulsation damper integrated baffle plate 5 in conjunction with one below the baffle plate 5 arranged collection area 6 for the separated oil mechanically separated from the refrigerant-oil mixture and stored. The refrigerant-oil mixture G flows through the inlet 2 into the device 1 a, hits the baffle plate 5 on and drips into the below the flapper 5 arranged collection area 6 from. The inlet 2 is as an inlet for the refrigerant-oil mixture G as perpendicular to the baffle plate 5 aligned. After flowing into the device 1 bounces the refrigerant-oil mixture G on the front of the baffle plate 5 , Due to the abrupt changes in the flow velocity and the flow direction, the refrigerant-rich portion and the oil-rich portion are separated from each other due to the different inertial forces of the refrigerant-rich portion and the oil-rich portion with which the two portions of the change in direction follow differently. The oil-rich portion is at the flapper 5 down to the collection area 6 passed the oil separation. The refrigerant-rich portion flows in the upper region of the device 1 enclosed volume around the baffle plate 5 around to the outlet 3 of the refrigerant KM. At the outlet 3 of the refrigerant KM from the device 1 is a filter element 8th , For example, in the form of a sieve, arranged so that the refrigerant-rich portion through the filter element 8th flowing. The refrigerant KM passes through the outlet 3 and those with the outlet 3 coupled connection line from the device 1 out. The down to the collection area 6 Guided separated oil-rich proportion is also by a, in particular designed as a sieve filter element 7 passed.

Das Öl beziehungsweise der ölreiche Anteil wird im unteren Teil der Vorrichtung 1 innerhalb des Sammelbereichs 6 gesammelt und tritt anschließend durch den Auslass 4 sowie die mit dem Auslass 4 gekoppelte Verbindungsleitung aus der Vorrichtung 1 aus und wird auf die Druckseite des Verdichters des Kältemittelkreislaufs geleitet. Innerhalb des Sammelbereichs 6 des Öls ist ein Schwimmer 9 als Verschlusselement des Sammelbereichs 6 beziehungsweise der Vorrichtung 1 zum Abscheiden des Öls in Richtung des Auslasses 4 des Öls ausgebildet. Der Schwimmer 9 ist über ein Führungselement 10 gehaltert angeordnet. Das Führungselement 10 weist vorteilhaft ein Federelement auf, wobei die Federkraft die Vorrichtung 1 verschließend auf den Schwimmer 9 einwirkt. Der Schwimmer 9 verschließt den Auslass 4 des Öls zum Verdichter, insbesondere bei einem zu geringen Füllstand des Öls innerhalb des Sammelbereichs 6, um einen Kältemittelbypass durch die Vorrichtung 1 von der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs auf die Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs zu verhindern. Bei einem entsprechenden Füllstand des gespeicherten Öls hebt das Öl den im Sammelbereich 6 ausgebildeten Schwimmer 9 an, welcher den Auslass 4 des Öls aus der Vorrichtung 1 freigibt. Die Vorrichtung 1 kann auch ohne den Schwimmer 9 ausgebildet sein, wobei der Kältemittelbypass dann beispielsweise über die Wahl des inneren Durchmessers der am Auslass 4 des Öls angeordneten Verbindungsleitung zum Verdichter gesteuert wird.The oil or the oil-rich portion is in the lower part of the device 1 within the collection area 6 collected and then passes through the outlet 4 as well as with the outlet 4 coupled connection line from the device 1 off and is directed to the pressure side of the compressor of the refrigerant circuit. Within the collection area 6 of the oil is a float 9 as a closure element of the collection area 6 or the device 1 for separating the oil in the direction of the outlet 4 formed of the oil. The swimmer 9 is about a guide element 10 held arranged. The guide element 10 Advantageously, a spring element, wherein the spring force of the device 1 closing on the float 9 acts. The swimmer 9 closes the outlet 4 the oil to the compressor, especially at too low a level of oil within the collection area 6 to make a refrigerant bypass through the device 1 From the high pressure side of the refrigerant circuit to the low pressure side of the refrigerant circuit to prevent. At a corresponding level of stored oil, the oil raises in the collection area 6 trained swimmer 9 to which the outlet 4 of the oil from the device 1 releases. The device 1 can also do without the float 9 be formed, the refrigerant bypass then, for example, on the choice of the inner diameter of the outlet 4 the oil arranged connecting line to the compressor is controlled.

Nach dem Ausströmen aus der Vorrichtung 1 wird das abgeschiedene Öl auf verschiedene Weisen außerhalb des Druckpulsationsdämpfers abgekühlt. Dabei strömt der ölreiche Anteil jeweils durch einen Wärmeübertrager, welcher auch als Ölkühler bezeichnet wird, hindurch. Die Wärme wird dabei vom Öl an ein wärmeaufnehmendes Fluid übertragen.After flowing out of the device 1 For example, the separated oil is outside the pressure pulsation damper in various ways cooled. In this case, the oil-rich fraction flows through a heat exchanger, which is also referred to as an oil cooler, through. The heat is transferred from the oil to a heat-absorbing fluid.

Aus 2 geht eine Anordnung aus der Vorrichtung 1 zum mechanischen Abscheiden des Öls aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch G gemäß 1 mit einem aus mindestens einem Koaxialrohr ausgebildeten Wärmeübertrager 11 zum Abkühlen des Öls hervor.Out 2 an arrangement goes out of the device 1 for mechanically separating the oil from the refrigerant-oil mixture G according to 1 with a formed of at least one coaxial heat exchanger 11 to cool the oil.

Das aus der Vorrichtung 1 abgeleitete Öl wird mittels des aus konzentrisch angeordneten Rohren ausgebildeten Wärmeübertragers 11, auch als Koaxialrohr-Wärmeübertrager bezeichnet, abgekühlt. Die Wärme wird dabei vom Öl an ein Kühlmittel, insbesondere an Wasser oder an ein Wasser-Glykol-Gemisch, übertragen, welches im Gegenstrom zum Öl strömt. Das Öl strömt durch das im Zentrum angeordnete Rohr, während das Kühlmittel durch den Spalt zwischen den koaxial angeordneten Rohren hindurch geleitet wird. Nach dem Ausströmen aus dem Wärmeübertrager 11 wird das Öl dem Kältemittel auf der Saugseite des Verdichters wieder zugeführt.That from the device 1 derived oil is formed by means of concentrically arranged tubes heat exchanger 11 , also referred to as coaxial tube heat exchanger, cooled. The heat is transferred from the oil to a coolant, in particular water or a water-glycol mixture, which flows in countercurrent to the oil. The oil flows through the centrally located tube while passing the coolant through the gap between the coaxially disposed tubes. After flowing out of the heat exchanger 11 the oil is returned to the refrigerant on the suction side of the compressor.

Bei der Anwendung der Vorrichtung 1 und des Wärmeübertragers 11 in einem Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs zirkuliert das Kühlmittel vorteilhaft innerhalb eines Niedertemperaturkühlmittelkreislaufs.When using the device 1 and the heat exchanger 11 In a refrigerant circuit of a motor vehicle, the coolant circulates advantageously within a low-temperature coolant circuit.

Die 3 zeigt eine Anordnung aus der Vorrichtung 1 zum mechanischen Abscheiden des Öls aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch G gemäß 1 mit einem aus mindestens einem Rippenrohr ausgebildeten Wärmeübertrager 11' zum Abkühlen des Öls.The 3 shows an arrangement of the device 1 for mechanically separating the oil from the refrigerant-oil mixture G according to 1 with a heat exchanger formed of at least one finned tube 11 ' to cool the oil.

Das aus der Vorrichtung 1 abgeleitete Öl wird mittels des auf der Außenseite zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche und zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit Rippen ausgebildeten Rohres abgekühlt. Die Wärme wird dabei vom Öl an Luft der Umgebung übertragen. Das Öl strömt im Inneren des Rohres, während die Luft über die mit den Rippen versehene Außenseite geleitet wird. Nach dem Ausströmen aus dem Wärmeübertrager 11' wird das Öl dem Kältemittel auf der Saugseite des Verdichters wieder zugeführt.That from the device 1 derived oil is cooled by means of the pipe formed on the outside to increase the heat transfer area and to improve the heat transfer with ribs. The heat is transferred from the oil to the surrounding air. The oil flows inside the tube while the air passes over the ribbed outside. After flowing out of the heat exchanger 11 ' the oil is returned to the refrigerant on the suction side of the compressor.

Bei der Anwendung der Vorrichtung 1 und des Wärmeübertragers 11' in einem Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs wird das Öl insbesondere mit Hilfe von Fahrtwind gekühlt.When using the device 1 and the heat exchanger 11 ' in a refrigerant circuit of a motor vehicle, the oil is cooled in particular by means of wind.

In 4 ist eine Anordnung aus der Vorrichtung 1 zum mechanischen Abscheiden des Öls aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch G gemäß 1 mit einem kältemittelkreislaufinternen Wärmeübertrager 11'' zum Abkühlen des Öls dargestellt.In 4 is an arrangement of the device 1 for mechanically separating the oil from the refrigerant-oil mixture G according to 1 with a refrigerant circuit internal heat exchanger 11 '' to cool the oil.

Das aus der Vorrichtung 1 abgeleitete Öl wird mittels des kältemittelkreislaufinternen Wärmeübertragers 11'' abgekühlt. Die Wärme wird dabei vom Öl an das Kältemittel übertragen. Das Kältemittel wird vor dem Einlass in den Wärmeübertrager 11'' im Verdampfer verdampft und tritt in einem Zustand in den Wärmeübertrager 11'' ein, welcher zumindest nahe dem Sättigungszustand liegt. Mit der vom Öl an das Kältemittel übertragenen Wärme wird das Kältemittel vor dem Eintritt in den Verdichter überhitzt, sodass keine Flüssigkeitstropfen auftreten können. Vor dem Auslass aus dem Wärmeübertrager 11'' können das überhitzte Kältemittel und das abgekühlte Öl vermischt werden und als Kältemittel-Öl-Gemisch in die Verbindungsleitung 4 zum Verdichter einströmen und dem Verdichter auf der Saugseite wieder zugeführt werden. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform werden das überhitzte Kältemittel und das abgekühlte Öl getrennt zur Saugseite des Verdichters geleitet.That from the device 1 derived oil is by means of the refrigerant circuit internal heat exchanger 11 '' cooled. The heat is transferred from the oil to the refrigerant. The refrigerant is in front of the inlet into the heat exchanger 11 '' Evaporates in the evaporator and enters in a state in the heat exchanger 11 '' which is at least near the saturation state. With the heat transferred from the oil to the refrigerant, the refrigerant overheats before entering the compressor, so that no liquid drops can occur. In front of the outlet from the heat exchanger 11 '' For example, the superheated refrigerant and the cooled oil can be mixed and used as a refrigerant-oil mixture in the connection line 4 flow to the compressor and be fed back to the compressor on the suction side. In an alternative embodiment, not shown, the superheated refrigerant and the cooled oil are separately directed to the suction side of the compressor.

Der kältemittelkreislaufinterne Wärmeübertrager 11'' kann ebenso als innerer Wärmeübertrager ausgebildet sein, wobei der Strömungspfad für das abzukühlende Öl als dritter Strömungspfad des Wärmeübertragers 11'' ausgebildet ist. Unter dem inneren Wärmeübertrager ist ein kreislaufinterner Wärmeübertrager zu verstehen, welcher der Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel bei Hochdruck und dem Kältemittel bei Niederdruck dient. Dabei wird beispielsweise einerseits das flüssige Kältemittel nach der Kondensation weiter abgekühlt und andererseits das Sauggas vor dem Verdichter überhitzt.The refrigerant circuit internal heat exchanger 11 '' may also be formed as an internal heat exchanger, wherein the flow path for the oil to be cooled as the third flow path of the heat exchanger 11 '' is trained. Under the internal heat exchanger is an internal circulation heat exchanger to understand, which serves the heat transfer between the refrigerant at high pressure and the refrigerant at low pressure. In this case, for example, on the one hand, the liquid refrigerant after condensation further cooled and on the other hand, the suction gas overheated before the compressor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zum Abscheiden von Öl Device for separating oil
22
Einlass, Verbindungsleitung Kältemittel-Öl-Gemisch Inlet, connecting line refrigerant-oil mixture
33
Auslass Kältemittel Outlet refrigerant
44
Auslass Öl, Verbindungsleitung Öl zum Verdichter Outlet oil, connecting line oil to the compressor
55
Prallplatte flapper
66
Sammelbereich Öl Collection area oil
77
Filterelement Öl Filter element oil
88th
Filterelement Kältemittel Filter element refrigerant
99
Schwimmer swimmer
1010
Führungselement Schwimmer 8 Guide element float 8th
11, 11', 11''11, 11 ', 11' '
Wärmeübertrager Heat exchanger
KMKM
Kältemittel, kältemittelreicher Anteil Refrigerant, refrigerant-rich fraction
Öloil
Öl, ölreicher Anteil Oil, oil-rich fraction
GG
Kältemittel-Öl-Gemisch Refrigerant-oil mixture

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Vorrichtung (1) zum Abscheiden und Rückführen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kältemittels einen Verdichter und einen Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kältemittelkreislauf einen Druckpulsationsdämpfer aufweist, welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen dem Verdichter und dem Wärmeübertrager zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels angeordnet ist, und dass – die Vorrichtung (1) zum Abscheiden des Öls innerhalb des Druckpulsationsdämpfers integriert ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) for separating and returning oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit, wherein the refrigerant circuit in the flow direction of the refrigerant comprises a compressor and a heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant, characterized in that - the refrigerant circuit comprises a pressure pulsation damper, which is arranged in the flow direction of the refrigerant between the compressor and the heat exchanger for cooling and / or liquefying the refrigerant, and that - the device ( 1 ) is formed integrated for the separation of the oil within the Druckpulsationsdämpfers. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckpulsationsdämpfer mit einem Einlass (2) zum Einströmen des Kältemittel-Öl-Gemisches sowie jeweils einem Auslass (3) für das Kältemittel und einem Auslass (4) für das Öl ausgebildet ist und dass innerhalb des Druckpulsationsdämpfers eine Prallplatte (5) zum Anströmen für das Kältemittel-Öl-Gemisch und ein Sammelbereich (6) für das abgeschiedene Öl ausgebildet sind, wobei der Einlass (2) und die Prallplatte (5) in einem oberen Bereich des von der Vorrichtung (1) umschlossenen Volumens angeordnet sind und der Sammelbereich (6) in einem unteren Bereich des von der Vorrichtung (1) umschlossenen Volumens unterhalb der Prallplatte (5) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pressure pulsation damper is provided with an inlet ( 2 ) to the inflow of the refrigerant-oil mixture and in each case an outlet ( 3 ) for the refrigerant and an outlet ( 4 ) is formed for the oil and that within the Druckpulsationsdämpfers a baffle plate ( 5 ) for the flow for the refrigerant-oil mixture and a collecting area ( 6 ) are formed for the separated oil, wherein the inlet ( 2 ) and the baffle plate ( 5 ) in an upper region of the device ( 1 ) enclosed volume and the collecting area ( 6 ) in a lower region of the device ( 1 ) enclosed volume below the baffle plate ( 5 ) is arranged. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (5) senkrecht zur Strömungsrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches nach dem Einlass (2) ausgerichtet ist. Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the baffle plate ( 5 ) perpendicular to the flow direction of the refrigerant-oil mixture after the inlet ( 2 ) is aligned. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Sammelbereichs (6) in Richtung des Auslasses (4) des Öls ein Verschlusselement zum Verschließen des Auslasses (4) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that within the collecting area ( 6 ) in the direction of the outlet ( 4 ) of the oil, a closure element for closing the outlet ( 4 ) is arranged. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement zum Verschließen des Auslasses (4) als ein Schwimmer (9) ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the closure element for closing the outlet ( 4 ) as a swimmer ( 9 ) is trained. Anordnung zum Abscheiden, Rückführen und Abkühlen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches in einem Kältemittelkreislauf, aufweisend eine Vorrichtung (1) zum Abscheiden und Rückführen von Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie einen Wärmeübertrager (11, 11', 11'') zum Abkühlen des mit der Vorrichtung (1) abgeschiedenen Öls, wobei der Wärmeübertrager (11, 11', 11'') zwischen der Vorrichtung (1) und dem Verdichter angeordnet ist.Arrangement for separating, returning and cooling oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit, comprising a device ( 1 ) for separating and returning oil according to any one of claims 1 to 5 and a heat exchanger ( 11 . 11 ' . 11 '' ) for cooling the device ( 1 ) separated oil, wherein the heat exchanger ( 11 . 11 ' . 11 '' ) between the device ( 1 ) and the compressor is arranged. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (11) aus mindestens einem Koaxialrohr aus konzentrisch angeordneten Rohren ausgebildet ist, wobei die Wärme vom Öl an ein Kühlmittel als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen wird.Arrangement according to claim 6, characterized in that the heat exchanger ( 11 ) is formed of at least one coaxial tube of concentrically arranged tubes, wherein the heat is transferred from the oil to a coolant as a heat-absorbing fluid. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (11') aus mindestens einem Rippenrohr ausgebildet ist, wobei die Wärme vom Öl an Luft als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen wird, und wobei die Luft über die mit den Rippen versehene Außenseite des Rippenrohres geleitet wird. Arrangement according to claim 6, characterized in that the heat exchanger ( 11 ' ) is formed of at least one finned tube, wherein the heat is transferred from the oil to air as heat-absorbing fluid, and wherein the air is passed over the finned outside of the finned tube. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (11'') als kältemittelkreislaufinterner Wärmeübertrager ausgebildet ist, wobei die Wärme vom Öl an das Kältemittel als wärmeaufnehmendes Fluid übertragen wird.Arrangement according to claim 6, characterized in that the heat exchanger ( 11 '' ) is formed as a refrigerant circuit internal heat exchanger, wherein the heat is transferred from the oil to the refrigerant as heat-receiving fluid. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (11'') kältemittelseitig zwischen einem Auslass eines Verdampfers und dem Verdichter angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the heat exchanger ( 11 '' ) is disposed on the refrigerant side between an outlet of an evaporator and the compressor.
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