DE102018113333B4 - Device for heat transfer in a refrigerant circuit - Google Patents
Device for heat transfer in a refrigerant circuit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018113333B4 DE102018113333B4 DE102018113333.2A DE102018113333A DE102018113333B4 DE 102018113333 B4 DE102018113333 B4 DE 102018113333B4 DE 102018113333 A DE102018113333 A DE 102018113333A DE 102018113333 B4 DE102018113333 B4 DE 102018113333B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- refrigerant
- chamber
- oil
- flow
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000010726 refrigerant oil Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- LVGUZGTVOIAKKC-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2-tetrafluoroethane Chemical compound FCC(F)(F)F LVGUZGTVOIAKKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000010724 circulating oil Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
- F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05375—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/0206—Heat exchangers immersed in a large body of liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
- F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
- F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
- F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
- F28F9/0209—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only transversal partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
- F28D2021/0085—Evaporators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/06—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction by using means for draining heat exchange media from heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/18—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for removing contaminants, e.g. for degassing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/22—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for draining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Vorrichtung (1b) zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf mit einem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Fluid, aufweisend mindestens zwei in einer vertikalen Richtung zueinander beabstandet angeordnete Sammlerrohre (2, 3), welche über Strömungskanäle zum Leiten des Fluids miteinander verbunden sind, wobei die Vorrichtung (1b) mindestens zwei Fluten (6-1, 6-2, 6-3) aufweist und innerhalb eines ersten Sammlerrohres (2) mindestens ein ein inneres Volumen des ersten Sammlerrohres (2) in eine erste Kammer (2-1) und eine zweite Kammer (2-2) unterteilendes Trennelement (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten, in vertikaler Richtung unteren Sammlerrohres (2) zwischen der ersten Kammer (2-1) und der zweiten Kammer (2-2) ein für das Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches durchlässiges System (11 b) mit einer an dem vertikal ausgerichteten Trennelement (9) ausgebildeten Durchgangsöffnung (12) sowie einem Verschlusselement (13, 13b) zum Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung (12) ausgebildet ist, wobei das Verschlusselement (13) als ein Kugelelement (13b) mit einem Gehäuse (17) ausgebildet ist, wobei das Kugelelement (13b) innerhalb eines Volumens, welches vom Gehäuse (17) in Verbindung mit einem Bereich der Trennwand (9) und einem Bereich der Wandung des ersten Sammlerrohres (2) begrenzt ist, frei beweglich angeordnet ist, und das Gehäuse (17) fest mit der Trennwand (9) und der Wandung des ersten Sammlerrohres (2) verbunden sowie mit Öffnungen zum Durchströmen von Öl oder Kältemittel-Öl-Gemisch ausgebildet ist.Device (1b) for heat transfer in a refrigerant circuit with a fluid circulating in the refrigerant circuit, having at least two collector tubes (2, 3) which are spaced apart from one another in a vertical direction and which are connected to one another via flow channels for conducting the fluid, the device (1b) has at least two flows (6-1, 6-2, 6-3) and within a first collector pipe (2) at least one inner volume of the first collector pipe (2) into a first chamber (2-1) and a second chamber ( 2-2) dividing separating element (9) is formed, characterized in that within the first, in the vertical direction lower header pipe (2) between the first chamber (2-1) and the second chamber (2-2) for the oil The system (11b) permeable to the refrigerant-oil mixture has a through-opening (12) formed on the vertically aligned separating element (9) and a closure element (13, 13b) for opening and closing the through-opening (12), the closing element (13) is designed as a ball element (13b) with a housing (17), the ball element (13b) being located within a volume which is defined by the housing (17) in connection with an area of the partition wall (9) and an area of the wall of the first collector tube (2), is arranged to be freely movable, and the housing (17) is firmly connected to the partition (9) and the wall of the first collector tube (2) and is designed with openings for oil or a refrigerant-oil mixture to flow through is.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf mit einem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Fluid, insbesondere einem Kältemittel-Öl-Gemisch. Die Vorrichtung weist mindestens zwei in vertikaler Richtung zueinander beabstandet angeordnete Sammlerrohre, welche über Strömungskanäle zum Leiten des Fluids miteinander verbunden sind, sowie mindestens zwei Fluten zum Strömen des Fluids durch die Strömungskanäle auf.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung beim Betrieb als ein Verdampfer und die Verwendung der Vorrichtung in einem Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a device for heat transfer in a refrigerant circuit with a fluid circulating in the refrigerant circuit, in particular a refrigerant-oil mixture. The device has at least two collector tubes which are spaced apart from one another in the vertical direction and are connected to one another via flow channels for conducting the fluid, and at least two flows for the fluid to flow through the flow channels.
In addition, the invention relates to a method for operating the device when operating as an evaporator and the use of the device in an air conditioning system of a motor vehicle.
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 wird mittels des Öls die Abdichtung des Verdichters gegenüber der Umgebung 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. On the one hand, the oil serves to lubricate movable components arranged inside the compressor and thus reduces the friction between the components, which are in particular designed as metal parts. This reduces wear on the compressor. On the other hand, the sealing of the compressor against the environment is improved by means of the oil. Another function of the oil within a refrigerant circuit is to absorb and dissipate the heat generated within the compressor, for example due to the friction between the moving components of 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 inside the compressor, it is inevitable that the oil also circulates inside the refrigerant circuit. The amount of circulating and circulating oil depends on several factors. The factors include the design or the construction and configuration of the compressor and the periphery, i.e. in particular the refrigerant circuit, the age and the state of wear of the compressor, the 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, bewirkt neben der Veränderung der Qualität sowie der physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittel-Öl-Gemisches auch eine Verringerung der 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.In refrigerant circuits known from the prior art, 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 through the refrigerant circuit together with the refrigerant, causes not only a change in the quality and the physical and thermodynamic properties of the refrigerant-oil mixture, but also a reduction in the effectiveness of the heat exchangers in the refrigerant circuit, since the heat transfer and thus the heat passage affected if the heat transfer surfaces inside the heat exchanger are covered with a film of oil.
Kältemittelkreisläufe von herkömmlichen sowohl in einem Kälteanlagenmodus als auch in einem Wärmepumpenmodus betreibbaren Klimatisierungssystemen, insbesondere mit dem Kältemittel Kohlendioxid, kurz auch als R744 bezeichnet, sind beispielsweise mit als Kondensator/Gaskühler betreibbaren Wärmeübertragern ausgebildet, welche zwei oder drei Durchgänge beziehungsweise sogenannte Fluten aufweisen. Da im aus dem Stand der Technik bekannten Kondensatoren/Gaskühlern im Inneren kein System des Ölmanagements vorgesehen ist, wird der gesamte Massenstrom aus Kältemittel und Öl, das heißt das Kältemittel-Öl-Gemisch, durch den Wärmeübertrager geleitet. Neben den oben genannten Eigenschaften der Wärmeübertragung sowie der physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittel-Öl-Gemisches wird auch der Druckverlust des Kältemittel-Öl-Gemisches beim Durchströmen des Kondensators/Gaskühlers durch die Ölrate im Kältemittelkreislauf, insbesondere im Wärmeübertrager, beeinflusst.
Speziell wenn der während des Kälteanlagenmoduses als Kondensator/Gaskühler betriebene Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs im Wärmepumpenmodus als ein Verdampfer betrieben wird, wird aufgrund des an der Wärmeübertragungsfläche angelagerten Ölfilms weniger Wärme an das Kältemittel übertragen, sodass die Kälteleistung beziehungsweise die Gesamtleistung des Klimatisierungssystems verringert ist. Zudem führt der Druckverlust des Kältemittels beim Durchströmen des Wärmeübertragers im Fall einer Begrenzung des Saugdrucks zu einer Verringerung der Wärmeaufnahme beziehungsweise im Fall ohne Begrenzung des Saugdrucks zu einer geringeren Saugdichte und damit einer verringerten maximalen Kälteleistung. Des Weiteren bewirkt das im Wärmeübertrager vorhandene Öl eine Verringerung des freien Strömungsquerschnitts der Strömungsfläche und/oder eine Einschnürung und/oder eine Blockierung der Strömungspfade des Kältemittels, insbesondere der Rohre, speziell der Mehrkanalflachrohre, des Wärmeübertragers. In Verbindung mit hohen Volumenströmen des Kältemittels beim Betrieb des Klimatisierungssystems und damit des Kältemittelkreislaufs im Wärmepumpenmodus wirkt sich ein verringerter freier Strömungsquerschnitt und folglich erhöhter Druckverlust besonders kritisch auf die Leistungen des Systems aus.Refrigerant circuits of conventional air conditioning systems that can be operated both in a refrigeration system mode and in a heat pump mode, in particular with the refrigerant carbon dioxide, also referred to as R744 for short, are designed, for example, with heat exchangers that can be operated as a condenser/gas cooler, which have two or three passages or so-called flows. Since no oil management system is provided inside the condensers/gas coolers known from the prior art, the entire mass flow of refrigerant and oil, ie the refrigerant-oil mixture, is conducted through the heat exchanger. In addition to the heat transfer properties mentioned above and the physical and thermodynamic properties of the refrigerant-oil mixture, the pressure loss of the refrigerant-oil mixture as it flows through the condenser/gas cooler is also influenced by the oil rate in the refrigerant circuit, particularly in the heat exchanger.
Especially when the heat exchanger of the refrigerant circuit, which is operated as a condenser/gas cooler during the refrigeration system mode, is operated as an evaporator in the heat pump mode, less heat is transferred to the refrigerant due to the oil film deposited on the heat transfer surface, so that the refrigeration capacity or the overall capacity of the air conditioning system is reduced. In addition, the pressure loss of the refrigerant as it flows through the heat exchanger leads to a reduction in heat absorption if the suction pressure is limited or to a lower suction density and thus a reduced maximum cooling capacity if the suction pressure is not limited. Furthermore, the oil present in the heat exchanger causes a reduction in the free flow cross section of the flow area and/or a constriction and/or a blockage of the flow paths of the refrigerant, in particular the tubes, especially the multi-channel flat tubes, of the heat exchanger. In connection with high volume flows of the refrigerant when operating the air conditioning system and thus the refrigerant circuit in heat pump mode, a reduced free flow cross section and consequently increased pressure loss has a particularly critical effect on the performance of the system.
In der
Die
In der
Die zum Aufteilen des Strömungsraums innerhalb des Sammlerrohres sowie zum Führen des Kältemittels vom Sammlerrohr zu den Kältemittelrohren angeordnete Führungsvorrichtung der
Aus der
Die
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf, welche für einen Betrieb in einem Kälteanlagenmodus und einem Wärmepumpenmodus vorgesehen ist und einem Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung als Verdampfer. Die Vorrichtung soll mit einem minimalen Druckverlust betreibbar und für den Betrieb in beiden Modi derart ausgebildet sein, insbesondere beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs im Wärmepumpenmodus beim minimalen Druckverlust eine maximale Wärme an das Kältemittel zu übertragen, um eine maximale Leistung des Gesamtsystems zu erreichen. Die Vorrichtung soll dabei platzsparend sein und einen effizienten sowie sicheren Betrieb des Kältemittelkreislaufs ermöglichen. Zudem sollen die Kosten für die Herstellung, Wartung und Montage der Vorrichtung minimal sein.The object of the invention is now to provide a device for heat transfer in a refrigerant circuit, which is provided for operation in a refrigeration system mode and a heat pump mode, and a method for operating the device as an evaporator. The device should be operable with a minimum pressure loss and designed for operation in both modes in such a way, in particular when the refrigerant circuit is operated in heat pump mode, with a minimum pressure loss to transfer maximum heat to the refrigerant in order to achieve maximum performance of the overall system. The device should be space-saving and enable efficient and safe operation of the refrigerant circuit. In addition, the costs for the production, maintenance and assembly of the device should be minimal.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und deren Verwendung gemäß Anspruch 14 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved with a device having the features of
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf mit einem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Fluid, insbesondere einem Gemisch, gelöst. Die Vorrichtung ist mit mindestens zwei in einer vertikalen Richtung zueinander beabstandet angeordneten Sammlerrohren ausgebildet, welche über Strömungskanäle zum Leiten des Fluids miteinander verbunden sind, welche auf einer Außenseite von einem weiteren Fluid umströmt werden. Die Vorrichtung weist mindestens zwei Fluten zum Strömen des Fluids durch die Strömungskanäle auf und ist innerhalb eines ersten Sammlerrohres mit mindestens einem ein inneres Volumen des ersten Sammlerrohres in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilenden Trennelement ausgebildet.The object is achieved by a device according to the invention for heat transfer in a refrigerant circuit with a fluid circulating in the refrigerant circuit, in particular a mixture. The device is designed with at least two collector tubes which are spaced apart from one another in a vertical direction and are connected to one another via flow channels for conducting the fluid, around which another fluid flows on the outside. The device has at least two streams for flowing the fluid through the flow channels and is formed within a first header tube with at least one partition dividing an inner volume of the first header tube into a first chamber and a second chamber.
Nach der Konzeption der Erfindung ist innerhalb des ersten, in vertikaler Richtung unteren Sammlerrohres zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ein für das Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches durchlässiges System ausgebildet.According to the conception of the invention, a system that is permeable to the oil of the refrigerant-oil mixture is formed within the first header pipe, which is lower in the vertical direction, between the first chamber and the second chamber.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind innerhalb eines zweiten Sammlerrohres mindestens ein ein inneres Volumen des zweiten Sammlerrohres in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilendes Trennelement vorgesehen.
Das erste Sammlerrohr und das zweite Sammlerrohr sind vorteilhaft jeweils in einer horizontalen Richtung und parallel zueinander ausgerichtet sowie über vertikal und parallel zueinander ausgerichtete Rohre als Strömungskanäle miteinander verbunden. Die Rohre sind bevorzugt als Flachrohre, insbesondere als Mehrkanalflachrohre, ausgebildet.According to a further development of the invention, at least one separating element dividing an inner volume of the second collector tube into a first chamber and a second chamber is provided within a second collector tube.
The first collector tube and the second collector tube are advantageously each aligned in a horizontal direction and parallel to one another and are connected to one another via tubes aligned vertically and parallel to one another as flow channels. The tubes are preferably designed as flat tubes, in particular as multi-channel flat tubes.
Das erfindungsgemäße System weist eine an dem vertikal ausgerichteten Trennelement des ersten Sammlerrohres ausgebildete Durchgangsöffnung sowie ein Verschlusselement zum Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung auf. Die Durchgangsöffnung ist bevorzugt im Bereich einer Verbindung des Trennelements mit einem Boden des Sammlerrohres ausgebildet und weist vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt auf. Alternativ kann die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung auch rechteckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet sein.The system according to the invention has a through-opening formed on the vertically aligned separating element of the first header pipe and a closing element for opening and closing the through-opening. The passage opening is preferably formed in the area of a connection of the separating element to a base of the collector tube and preferably has a circular cross section. Alternatively, the cross-sectional area of the through-opening can also be rectangular, in particular square.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verschlusselement innerhalb der zweiten Kammer des ersten Sammlerrohres angeordnet ist.A particular advantage of the invention is that the closure element is arranged within the second chamber of the first collector tube.
Das Verschlusselement ist konzeptionsgemäß als ein Kugelelement mit einem Gehäuse ausgebildet. Dabei ist das Kugelelement innerhalb eines Volumens, welches vom Gehäuse in Verbindung mit einem Bereich der Trennwand und einem Bereich der Wandung des ersten Sammlerrohres begrenzt ist, frei beweglich angeordnet.According to the concept, the closure element is designed as a spherical element with a housing. In this case, the ball element is arranged so that it can move freely within a volume which is delimited by the housing in connection with a region of the partition wall and a region of the wall of the first collector pipe.
Dabei ist das Gehäuse fest mit der Trennwand und der Wandung des ersten Sammlerrohres verbunden sowie mit Öffnungen zum Durchströmen von Öl oder Kältemittel-Öl-Gemisch ausgebildet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Öffnungen in der Größe und der Form derart ausgebildet sind, dass das Kugelelement keine der im Gehäuse ausgebildeten Öffnungen passieren kann.The housing is firmly connected to the partition wall and the wall of the first collector pipe and is designed with openings for oil or a mixture of refrigerant and oil to flow through. Another advantage of the invention is that the openings are sized and shaped such that the ball member cannot pass through any of the openings formed in the housing.
Das Kugelelement ist vorteilhaft aus einem Material mit geringerer Dichte als die Dichte des Öls oder des Kältemittels oder des Kältemittel-Öl-Gemisches ausgebildet.The ball element is advantageously made of a material with a lower density than the density of the oil or the refrigerant or the refrigerant-oil mixture.
In einem geschlossenen Zustand der Durchgangsöffnung ist das Kugelelement bevorzugt am Rand der Durchgangsöffnung, die Durchgangsöffnung vollumfänglich verschließend an der Trennwand anliegend angeordnet.In a closed state of the through-opening, the ball element is preferably arranged on the edge of the through-opening, lying against the partition wall, sealing the through-opening over its entire circumference.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung bidirektional durchströmbar ausgebildet ist, wobei die Strömungsrichtung durch die Vorrichtung von einem Betrieb als ein Verdampfer oder als ein Kondensator/Gaskühler abhängig ist.A further advantageous embodiment of the invention is that the device is designed so that it can be flowed through in both directions, with the direction of flow through the device being dependent on operation as an evaporator or as a condenser/gas cooler.
Die Vorrichtung ist vorteilhaft für verschiedene Kältemittel, wie R134a, R1234yf, R744, R404a, R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemische, einsetzbar und auf die Kältemittel abstimmbar.The device can be used advantageously for various refrigerants, such as R134a, R1234yf, R744, R404a, R600a, R290, R152a, R32 and mixtures thereof, and can be adjusted to the refrigerants.
Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf mit einem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Fluid, insbesondere einem Kältemittel-Öl-Gemisch, gelöst. Das Verfahren weist beim Betrieb als ein Verdampfer folgende Schritte auf:
- - Einströmen eines Kältemittel-Öl-Gemisches in ein zweites, in vertikaler Richtung oberes Sammlerrohr sowie Leiten in einer Strömungsrichtung durch Strömungskanäle einer ersten in der vertikalen Richtung nach unten in eine erste Kammer eines ersten, unteren Sammlerrohres,
- - Trennen des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der ersten Kammer des ersten Sammlerrohres in zwei Anteile aus Kältemittel und Öl,
- - Sammeln des abgeschiedenen Öls innerhalb der ersten Kammer im Bereich eines Bodens des ersten Sammlerrohres,
- - Leiten von Kältemittel in einer Strömungsrichtung durch Strömungskanäle einer zweiten Flut in vertikaler Richtung nach oben in eine zweite Kammer des zweiten Sammlerrohres sowie
- - Leiten des Kältemittels in einer Strömungsrichtung durch Strömungskanäle einer dritten Flut in vertikaler Richtung nach unten in eine zweite Kammer des ersten Sammlerrohres,
- - Überströmen des Öls in einer Strömungsrichtung durch eine geöffnete Durchgangsöffnung eines Systems zum Überströmen von Öl von der ersten Kammer in die zweite Kammer des ersten Sammlerrohres,
- - Vermischen des in die zweite Kammer des ersten Sammlerrohres einströmenden Kältemittels und Öls sowie Ableiten des Kältemittel-Öl-Gemisches durch einen im Bereich der zweiten Kammer des ersten Sammlerrohres ausgebildeten Auslass aus der Vorrichtung.
- - Inflow of a refrigerant-oil mixture into a second, in the vertical direction upper collector tube and conduction in a flow direction through flow channels of a first in the vertical direction downwards into a first chamber of a first, lower collector tube,
- - Separating the refrigerant-oil mixture within the first chamber of the first collector tube into two portions of refrigerant and oil,
- - Collecting the separated oil within the first chamber in the area of a bottom of the first collector tube,
- - conducting refrigerant in a flow direction through flow channels of a second flood in a vertical direction upwards into a second chamber of the second header tube and
- - conducting the refrigerant in a flow direction through flow channels of a third flow in a vertical direction downwards into a second chamber of the first header pipe,
- - Overflow of the oil in a direction of flow through an open passage opening of a system for overflowing oil from the first chamber into the second chamber of the first collector pipe,
- - Mixing of the refrigerant and oil flowing into the second chamber of the first collector pipe and draining of the refrigerant-oil mixture through an outlet formed in the region of the second chamber of the first collector pipe from the device.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgen ein Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung des Systems zum Überströmen von Öl aufgrund von Druckunterschieden des Fluids innerhalb der ersten Kammer und der zweiten Kammer des ersten Sammlerrohres.According to a development of the invention, the passage opening of the system for overflowing oil is opened and closed due to pressure differences of the fluid within the first chamber and the second chamber of the first collector pipe.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf in einem Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs.The advantageous embodiment of the invention allows the use of the device for heat transfer in a refrigerant circuit in an air conditioning system of a motor vehicle.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zusammenfassend folgende weitere Vorteile auf:
- - Reduzieren des Druckverlustes des Kältemittels beim Durchströmen der Vorrichtung beim Betrieb als Verdampfer im Wärmepumpenmodus, da das Kältemittel und das Öl getrennt voneinander und kein Kältemittel-Öl-Gemisch durch die Fluten strömt, dadurch auch
- - Erhöhen der Effizienz und der Leistung beim Betrieb der Vorrichtung, insbesondere durch Verringern des Druckverlustes und Verbessern der Wärmeübertragung,
- - Reduzieren der Kosten für die Herstellung, Wartung und den Betrieb des Kältemittelkreislaufs, da beispielsweise die Menge an Öl optimiert und damit minimiert sowie der Platzbedarf und das Gewicht minimiert werden.
- - Reducing the pressure loss of the refrigerant when flowing through the device when operating as an evaporator in heat pump mode, since the refrigerant and the oil flows separately from each other and no refrigerant-oil mixture through the floods, thereby also
- - increasing the efficiency and performance in the operation of the device, in particular by reducing the pressure drop and improving heat transfer,
- - Reducing the cost of manufacturing, maintaining and operating the refrigerant circuit, for example by optimizing and thus minimizing the amount of oil, and minimizing space and weight.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen jeweils eine von Kältemittel durchströmte Vorrichtung zur Wärmeübertragung eines Kältemittelkreislaufs mit einem ersten Sammlerrohr und einem zweiten Sammlerrohr, welche über Rohre miteinander verbunden sind:
-
1a : in zweiflutiger Ausführungsform und einer undurchlässigen Trennwand im ersten Sammlerrohr aus dem Stand der Technik, -
1b : in dreiflutiger Ausführungsform und jeweils einer undurchlässigen Trennwand im ersten und im zweiten Sammlerrohr aus dem Stand der Technik, -
2a : in dreiflutiger Ausführungsform und einer undurchlässigen Trennwand im zweiten Sammlerrohr sowie einem nicht zu Erfindung gehörenden System zum Überströmen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches im ersten Sammlerrohr beim Betrieb als Verdampfer in einer ersten Durchströmrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches, -
2b : System zum Überströmen von Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches im ersten Sammlerrohr nach2a in einer Detailansicht, -
2c : nach2a beim Betrieb als Kondensator/Gaskühler in einer zweiten Durchströmrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches, -
3a : in dreiflutiger Ausführungsform und einer undurchlässigen Trennwand im zweiten Sammlerrohr sowie einem erfindungsgemäßen System zum Überströmen von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches im ersten Sammlerrohr beim Betrieb als Verdampfer in der ersten Durchströmrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches sowie -
3b : System zum Überströmen von Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches im ersten Sammlerrohr nach3a in einer Detailansicht.
-
1a : in a double-flow embodiment and an impermeable partition in the first header pipe from the prior art, -
1b : in a three-flow embodiment and in each case an impermeable partition wall in the first and in the second header pipe from the prior art, -
2a : in a three-flow embodiment and an impermeable partition wall in the second header pipe and a system for overflowing oil of a refrigerant-oil mixture in the first header pipe when operating as an evaporator in a first flow direction of the refrigerant-oil mixture, which does not belong to the invention, -
2 B : System for overflowing oil of the refrigerant-oil mixture in the first header pipe2a in a detail view, -
2c : after2a when operating as a condenser/gas cooler in a second flow direction of the refrigerant-oil mixture, -
3a : in a three-flow embodiment and an impermeable partition in the second header pipe and a system according to the invention for overflowing oil of a refrigerant-oil mixture in the first header pipe when operating as an evaporator in the first flow direction of the refrigerant-oil mixture and -
3b : System for overflowing oil of the refrigerant-oil mixture in the first header pipe3a in a detailed view.
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in Strömungsrichtung 5 durch einen nicht dargestellten Einlass in die Vorrichtung 1' ein. Der Einlass ist im Bereich der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 ausgebildet. Das in die erste Kammer 2-1 eingeströmte Kältemittel-Öl-Gemisch wird auf die Rohre 4 einer ersten Flut 6-1 aufgeteilt, welche in die erste Kammer 2-1 einmündend angeordnet sind, und in Strömungsrichtung 7-1 durch die Rohre 4 zum zweiten Sammlerrohr 3 geleitet.The refrigerant-oil mixture flows in the direction of
Das aus den Rohren 4 der ersten Flut 6-1 in das zweite Sammlerrohr 3 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt und innerhalb des zweiten Sammlerrohres 3 zu den Rohren 4 einer zweiten Flut 6-2 geführt sowie auf die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel-Öl-Gemisch in Strömungsrichtung 7-2 durch die in die zweite Kammer 2-2 einmündenden Rohre 4 der zweiten Flut 6-2 zum ersten Sammlerrohr 2 zurück. The refrigerant-oil mixture flowing from the
Das aus den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt und durch einen nicht dargestellten Auslass in Strömungsrichtung 8 aus der Vorrichtung 1' abgeleitet. Der Auslass ist im Bereich der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 ausgebildet.
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in der Gesamtheit durch die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2, die Rohre 4, das zweite Sammlerrohr 3 sowie die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2.The coolant-oil mixture flowing from the
The refrigerant-oil mixture flows in its entirety through the first chamber 2-1 of the first collector tube 2, the
In
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in Strömungsrichtung 5 durch einen nicht dargestellten Einlass in die Vorrichtung 1" ein. Der Einlass ist im Bereich der ersten Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 ausgebildet. Das in die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 eingeströmte Kältemittel-Öl-Gemisch wird auf die Rohre 4 einer ersten Flut 6-1 aufgeteilt, welche in die erste Kammer 3-1 einmündend angeordnet sind, und in Strömungsrichtung 7-1 durch die Rohre 4 zur ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 geleitet. Das aus den Rohren 4 der ersten Flut 6-1 in die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt und innerhalb der ersten Kammer 2-1 zu den Rohren 4 einer zweiten Flut 6-2 geführt sowie auf die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel-Öl-Gemisch in Strömungsrichtung 7-2 durch die in die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 einmündenden Rohre 4 zum zweiten Sammlerrohr 3 zurück.The refrigerant-oil mixture flows in the direction of
Das aus den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 in die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird erneut vermischt und innerhalb der zweiten Kammer 3-2 zu den Rohren 4 einer dritten Flut 6-3 geführt sowie auf die Rohre 4 der dritten Flut 6-3 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel-Öl-Gemisch in Strömungsrichtung 7-3 durch die in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einmündenden Rohre 4 zum ersten Sammlerrohr 2 zurück.The refrigerant-oil mixture flowing from the
Das aus den Rohren 4 der dritten Flut 6-3 in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt und durch einen nicht dargestellten Auslass in Strömungsrichtung 8 aus der Vorrichtung 1" abgeleitet. Der Auslass ist im Bereich der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 ausgebildet.The refrigerant-oil mixture flowing from the
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in der Gesamtheit durch die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3, die Rohre 4, die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2, die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 sowie die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2.The refrigerant-oil mixture flows in its entirety through the first chamber 3-1 of the
Ein Teil des Öls als ein Anteil des durch den Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel-Öl-Gemisches kann aus dem Gemisch abgeschieden werden und die Wärmeübertragungsflächen im Inneren des Wärmeübertragers in Form eines Films bedecken. Der Ölfilm beeinflusst unter anderem die Wirksamkeit der Wärmeübertragung, insbesondere des Wärmedurchgangs, und verursacht einen zusätzlichen Druckverlust beim Durchströmen der Vorrichtung 1', 1", insbesondere durch eine Verringerung des freien Strömungsquerschnitts der Rohre 4.A part of the oil as a portion of the refrigerant-oil mixture circulating through the refrigeration cycle may be separated from the mixture and cover the heat transfer surfaces inside the heat exchanger in the form of a film. The oil film affects, among other things, the effectiveness of the heat transfer, in particular the passage of heat, and causes an additional pressure loss when flowing through the
Aus
Die inneren Volumina der Sammlerrohre 2, 3 und der die Sammlerrohre 2, 3 miteinander verbindenden Rohre 4, welche vorzugsweise als Flachrohre, insbesondere als Mehrkanalflachrohre ausgebildet sind, stellen wiederum ein gemeinsames Volumen dar. Die undurchlässige Trennwand 10 unterteilt das innere Volumen des zweiten Sammlerrohres 3 in eine erste Kammer 3-1 und eine zweite Kammer 3-2.The inner volumes of the
Der wesentliche Unterschied der Ausführungsformen der Vorrichtung 1a aus
Das System 11a, auch als Ölleitsystem oder Bypasssystem bezeichnet, weist neben der in einer vertikalen Ebene ausgerichteten Trennwand 9 mit einer Durchgangsöffnung 12 ein Verschlusselement 13, insbesondere eine Klappe 13a, zum Verschließen der Durchgangsöffnung 12 auf. Das als ein Rückschlagventil mit einer Rückschlagklappe 13a ausgebildete System 11a ist mit der Trennwand 9 zwischen der ersten Kammer 2-1 und der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 angeordnet.The
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in Strömungsrichtung 5 durch den nicht dargestellten Einlass, welcher im Bereich der ersten Kammer 3-1 des zweiten, oberen Sammlerrohres 3 ausgebildet ist, in die Vorrichtung 1a ein. Das in die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 eingeströmte Kältemittel-Öl-Gemisch wird auf die Rohre 4 der ersten Flut 6-1 aufgeteilt, welche in die erste Kammer 3-1 einmündend angeordnet sind, und in Strömungsrichtung 7-1 durch die Rohre 4 in vertikaler Richtung nach unten zur ersten Kammer 2-1 des ersten, unteren Sammlerrohres 2 geleitet.The refrigerant-oil mixture flows in the direction of
Das aus den Rohren 4 der ersten Flut 6-1 in die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt. Innerhalb der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 werden die beiden Anteile aus Kältemittel und Öl des Kältemittel-Öl-Gemisches mechanisch zumindest teilweise voneinander getrennt. Dabei wird Öl aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch abgeschieden, sodass nach der Trennung ein kältemittelreicher Anteil und ein ölreicher Anteil vorliegen. Der kältemittelreiche Anteil wird in Kurzform auch als Kältemittel und der ölreiche Anteil wird in Kurzform auch als Öl bezeichnet. Die mechanische Trennung beruht dabei insbesondere auf der Trägheitskraft als treibende Kraft, was einen ausreichend großen Dichteunterschied zwischen den aufzutrennenden Komponenten erfordert.The refrigerant-oil mixture flowing from the
Das aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch abgeschiedene Öl wird innerhalb der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 im Bereich 14 des Bodens gesammelt.The oil separated from the refrigerant-oil mixture is collected within the first chamber 2-1 of the first header pipe 2 in the
Das Kältemittel beziehungsweise der kältemittelreiche Anteil wird innerhalb der ersten Kammer 2-1, insbesondere in vertikaler Richtung oberhalb des im Bereich 14 gesammelten Öls, zu den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 geführt sowie auf die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel in Strömungsrichtung 7-2 durch die in die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 einmündenden Rohre 4 in vertikaler Richtung nach oben zum zweiten Sammlerrohr 3 zurück.The refrigerant or the refrigerant-rich portion is within the first chamber 2-1, in particular in the vertical direction above the oil collected in the
Das aus den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 in die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 einströmende Kältemittel wird erneut vermischt und innerhalb der zweiten Kammer 3-2 zu den Rohren 4 der dritten Flut 6-3 geführt sowie auf die Rohre 4 der dritten Flut 6-3 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel in Strömungsrichtung 7-3 durch die in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einmündenden Rohre 4 in vertikaler Richtung nach unten zum ersten Sammlerrohr 2 zurück.The refrigerant flowing from the
Das aus den Rohren 4 der dritten Flut 6-3 in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel wird untereinander und mit dem aus der ersten Kammer 2-1 in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 einströmenden Öl vermischt und durch einen nicht dargestellten, im Bereich der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 ausgebildeten Auslass in Strömungsrichtung 8 aus der Vorrichtung 1a abgeleitet.The refrigerant flowing from the
Die in einer vertikalen Ebene ausgerichtete Trennwand 9 des Ölleitsystems 11a ist im Bereich einer Verbindung mit dem Boden des Sammlerrohres 2 mit der Durchgangsöffnung 12 ausgebildet, was auch aus
Die als eine endgelagert, das heißt mit einer an einem ersten Ende angeordneten Rotationsachse 15, ausgebildete Klappe 13a ist innerhalb der zweiten Kammer 2-2 an der Trennwand 9 angeordnet. Dabei ist die Rotationsachse 15 außerhalb des Strömungsquerschnitts der Durchgangsöffnung 12 und in vertikaler Richtung oberhalb der Durchgangsöffnung 12 als Bypass-Strömungspfad für das Öl ausgerichtet. Alternativ kann die Rotationsachse in vertikaler Richtung auch unterhalb der Durchgangsöffnung ausgebildet sein.The flap 13a designed as an end bearing, that is to say with a
Im geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 12 ist die Klappe 13a um die Rotationsachse 15 verschwenkt derart angeordnet, dass zwischen der Trennwand 9 und der Klappe 13a im Bereich der Durchgangsöffnung 12 ein Winkel im Bereich größer als 0° bis 90° ausgebildet ist. Die Klappe 13a ragt dabei mit einem zum ersten Ende distal ausgebildeten zweiten Ende in die zweite Kammer 2-2 hinein.When the
Aufgrund der Strömungsrichtung 7-1, 7-2, 7-3 des Fluids durch die Fluten 6-1, 6-2, 6-3 und den beim Durchströmen der Vorrichtung 1a auftretenden Druckverlust ist der Druck des Fluids innerhalb der ersten Kammer 2-1 größer als der Druck des Fluids innerhalb der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2, sodass auch der Flächendruck und die auf die Klappe 13a wirkende Druckkraft an der zur ersten Kammer 2-1 ausgerichteten Seite der Klappe 13a größer sind als der Flächendruck und die auf die Klappe 13a wirkende Druckkraft an der zur zweiten Kammer 2-2 ausgerichteten Seite der Klappe 13a und damit die Klappe 13a in Richtung der zweiten Kammer 2-2 verschwenkt ist.Due to the flow direction 7-1, 7-2, 7-3 of the fluid through the flows 6-1, 6-2, 6-3 and the pressure loss occurring when flowing through the
Bei geöffneter Klappe 13a strömt das im Bereich 14 angesammelte Öl in Strömungsrichtung 16 durch die Durchgangsöffnung 12 von der ersten Kammer 2-1 in die zweite Kammer 2-2 über und wird innerhalb der zweiten Kammer 2-2 mit dem in Strömungsrichtung 7-3 einströmenden Kältemittel vermischt.When the flap 13a is open, the oil collected in the
Damit strömt das Fluid beim Betrieb der Vorrichtung 1a als Verdampfer als Kältemittel-Öl-Gemisch lediglich durch die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 und die Rohre 4 der ersten Flut 6-1 zur ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2. Die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2, die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 und die Rohre 4 der dritten Flut 6-3 werden ausschließlich von Kältemittel beziehungsweise dem kältemittelreichen Anteil durchströmt.Thus, when the
Das Ölleitsystem 11 a der Vorrichtung 1a dient insbesondere dem Reduzieren des Druckverlusts während des Betriebs der Vorrichtung 1a als Verdampfer im Wärmepumpenmodus des Kältemittelkreislaufs aufgrund des ansonsten während des Betriebs der Vorrichtung 1a an der Wärmeübertragungsfläche angelagerten Öls. Mit dem Ölleitsystem 11a wird die Menge des sich an der Wärmeübertragungsfläche angelagerten Öls minimiert.The
Zudem wird die beim Betrieb der Vorrichtung 1a als Verdampfer an das Kältemittel übertragbare Wärme maximiert, da kein Öl die Strömungspfade der Rohre 4, speziell der Mehrkanalflachrohre, blockiert und die Größe der freien Querschnittsfläche maximal ist. Damit werden zudem die Leistung und die Effizienz des Klimatisierungssystems beim Betrieb im Wärmepumpenmodus maximiert.In addition, the heat that can be transferred to the refrigerant when the
Im Gegensatz dazu muss beim Betrieb der Vorrichtung 1a als Kondensator/Gaskühler im Kälteanlagenmodus des Kältemittelkreislaufs das Öl mit dem Kältemittel gekühlt werden, um nachfolgend eine ausreichende Kälteleistung bereitstellen zu können. Um auch das Öl, insbesondere beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs in einem Hochlastfall, ausreichend zu kühlen und Wärme vom Öl an die Umgebung zu übertragen, muss das Öl, ebenso wie das Kältemittel, alle drei Fluten 6-1, 6-2, 6-3 passieren. Das Ölleitsystem 11 a der Vorrichtung 1a, speziell die Durchgangsöffnung 12, ist zu verschließen.In contrast to this, when the
Im geschlossenen Zustand der Durchgangsöffnung 12 liegt die Klappe 13a mit dem distal zum ersten Ende ausgebildeten zweiten Ende an der Trennwand 9 an, was auch in
In
Wenn die Verflüssigung des Kältemittels bei unterkritischem Betrieb erfolgt, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid, wird die Vorrichtung 1a beziehungsweise 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.If the refrigerant is liquefied during subcritical operation, for example with the refrigerant R134a or with carbon dioxide under certain ambient conditions, the
Der Unterschied zur Darstellung der Vorrichtung 1a aus
Beim Betrieb im Kälteanlagenmodus wird die Vorrichtung 1a als Kondensator/Gaskühler des Kältemittelkreislaufs nach
When operating in the refrigeration system mode, the
Das Kältemittel-Öl-Gemisch strömt in Strömungsrichtung 5 durch den nicht dargestellten Einlass, welcher im Bereich der zweiten Kammer 2-2 des ersten, unteren Sammlerrohres 2 ausgebildet ist, in die Vorrichtung 1a ein. Der Einlass der Vorrichtung 1a beim Betrieb als Kondensator/Gaskühler im Kälteanlagenmodus des Kältemittelkreislaufs entspricht dabei dem Auslass der Vorrichtung 1a beim Betrieb als Verdampfer im Wärmepumpenmodus des Kältemittelkreislaufs.The refrigerant-oil mixture flows in the direction of
Das in die zweite Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 eingeströmte Kältemittel-Öl-Gemisch wird auf die Rohre 4 der ersten Flut 6-1 aufgeteilt, welche in die zweite Kammer 2-2 einmündend angeordnet sind, und in Strömungsrichtung 7-1 durch die Rohre 4 in vertikaler Richtung nach oben zur zweiten Kammer 3-2 des zweiten, oberen Sammlerrohres 3 geleitet. Die Fluten 6-1, 6-2, 6-3 werden, ebenso wie der Einlass und der Auslass der Vorrichtung 1a, jeweils nach der Durchströmrichtung des Kältemittel-Öl-Gemisches bezeichnet, sodass das Kältemittel-Öl-Gemisch innerhalb der Vorrichtung 1a jeweils in die erste Flut 6-1 eingeleitet wird und aus der dritten Flut 6-3 ausströmt. Auch die Fluten 6-1, 6-2, 6-3 werden je nach Betriebsmodus des Kältemittelkreislaufs und damit der Vorrichtung 1a in entgegengesetzter Strömungsrichtung 7-1, 7-2, 7-3 vom Kältemittel-Öl-Gemisch durchströmt.The refrigerant-oil mixture that has flowed into the second chamber 2-2 of the first collector pipe 2 is divided between the
Das aus den Rohren 4 der ersten Flut 6-1 in die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 einströmende Kältemittel-Öl-Gemisch wird vermischt. Innerhalb der zweiten Kammer 3-2 wird das Kältemittel-Öl-Gemisch zu den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 geführt sowie auf die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel in Strömungsrichtung 7-2 durch die in die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 einmündenden Rohre 4 in vertikaler Richtung nach unten zum ersten Sammlerrohr 2 zurück. Das aus den Rohren 4 der zweiten Flut 6-2 in die erste Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2 einströmende Kältemittel wird erneut vermischt und innerhalb der ersten Kammer 2-1 zu den Rohren 4 der dritten Flut 6-3 geführt sowie auf die Rohre 4 der dritten Flut 6-3 aufgeteilt. Anschließend strömt das Kältemittel in Strömungsrichtung 7-3 durch die in die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 einmündenden Rohre 4 in vertikaler Richtung nach oben zum zweiten Sammlerrohr 3 zurück.The refrigerant-oil mixture flowing from the
Das aus den Rohren 4 der dritten Flut 6-3 in die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 einströmende Kältemittel wird vermischt und durch den nicht dargestellten, im Bereich der ersten Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 ausgebildeten Auslass in Strömungsrichtung 8 aus der Vorrichtung 1a abgeleitet.The refrigerant flowing from the
Die innerhalb der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 mit der Rotationsachse 15 außerhalb des Strömungsquerschnitts der Durchgangsöffnung 12, insbesondere in vertikaler Richtung oberhalb der Durchgangsöffnung 12, an der Trennwand 9 angeordnete und endgelagert ausgebildete Klappe 13a des Ölleitsystems 11 a ist die Durchgangsöffnung 12 verschließend angeordnet. Die Klappe 13a ist in einem Winkel von 0° zur Trennwand 9 angeordnet. Die als ein Rückschlagelement, insbesondere als eine Rückschlagklappe, ausgebildete Klappe 13a des als ein Rückschlagventil ausgebildeten Systems 11 a ist beispielsweise als ein ebenes Metallblech ausgebildet. Das System 11a verhindert mit dem Verschließen der Durchgangsöffnung 12 einen möglichen unerwünschten Bypass zwischen der zweiten Kammer 2-2 und der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2.The flap 13a of the
Aufgrund der Strömungsrichtung 7-1, 7-2, 7-3 des Kältemittel-Öl-Gemisches durch die Fluten 6-1, 6-2, 6-3, speziell durch die erste Flut 6-1 und die zweite Flut 6-2, und den beim Durchströmen der Vorrichtung 1a auftretenden Druckverlust ist der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der zweiten Kammer 2-2 größer als der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2, sodass auch der Flächendruck an der zur zweiten Kammer 2-2 ausgerichteten Seite der Klappe 13a größer ist als der Flächendruck an der zur ersten Kammer 2-1 ausgerichteten Seite der Klappe 13a und die Klappe 13a gegen die Trennwand 9 gedrückt wird. Da zudem ein Teil der Fläche der zur Trennwand 9 beziehungsweise zur ersten Kammer 2-1 ausgerichteten Seite der Klappe 13a an der Trennwand 9 anliegt, ist auch die Fläche zum Angreifen des Druckes an der zur zweiten Kammer 2-2 ausgerichteten Seite der Klappe 13a größer als an der zur ersten Kammer 2-1 ausgerichteten Seite, sodass die Druckkraft zum Anlegen der Klappe 13a an die Trennwand 9 größer ist als zum Öffnen der Klappe 13a.Due to the direction of flow 7-1, 7-2, 7-3 of the refrigerant-oil mixture through the flows 6-1, 6-2, 6-3, specifically through the first flow 6-1 and the second flow 6-2 , and the pressure loss occurring when flowing through the
Die
Die Vorrichtung 1a aus den
Das System 11b weist neben der in einer vertikalen Ebene ausgerichteten Trennwand 9 mit der Durchgangsöffnung 12 ein Verschlusselement 13, insbesondere ein Kugelelement 13b mit einem käfigförmigen Gehäuse 17, zum Verschließen der Durchgangsöffnung 12 auf. Das als ein Rückschlagventil mit dem Kugelelement 13b ausgebildete System 11b ist mit der Trennwand 9 zwischen der ersten Kammer 2-1 und der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 angeordnet.The
Die in der vertikalen Ebene ausgerichtete Trennwand 9 des Ölleitsystems 11b ist im Bereich einer Verbindung mit dem Boden des Sammlerrohres 2 mit der Durchgangsöffnung 12 ausgebildet. Die die erste Kammer 2-1 mit der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2 verbindende Durchgangsöffnung 12 kann mittels des Verschlusselements 13 verschlossen werden, welches als Kugelelement 13b ausgebildet ist. Das Kugelelement 13b ist innerhalb eines Volumens angeordnet, welches vom Gehäuse 17 in Verbindung mit einem Bereich der Trennwand 9 und einem Bereich der Wandung des ersten Sammlerrohres 2 um das Kugelelement 13b begrenzt ist. Das Kugelelement 13b ist innerhalb des Volumens frei beweglich. Das einerseits mit der Trennwand 9 und andererseits mit der Wandung des ersten Sammlerrohres 2 fest verbundene Gehäuse 17 ist mit Öffnungen zum Durchströmen des Öls oder des Kältemittel-Öl-Gemisches in Form eines Käfigs ausgebildet. Die Durchströmquerschnitte der Öffnungen sind in Größe und Form derart ausgebildet, dass die Querschnittsfläche des Kugelelements 13b im Bereich des Umfangs, größer ist als die Öffnungen des Gehäuses 17 und das Kugelelement 13b vom Gehäuse 17 sicher umschlossen ist. Das Kugelelement 13b kann keine der im Gehäuse 17 ausgebildeten Öffnungen passieren.The dividing
Im geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 12 nach den
Aufgrund der Strömungsrichtung 7-1, 7-2, 7-3 des Kältemittel-Öl-Gemisches durch die Fluten 6-1, 6-2, 6-3 und den beim Durchströmen der Vorrichtung 1a auftretenden Druckverlust ist der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der ersten Kammer 2-1 größer als der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der zweiten Kammer 2-2 des ersten Sammlerrohres 2, sodass das innerhalb des Öls beziehungsweise des Kältemittel-Öl-Gemisches oder auf der Oberfläche des Öls beziehungsweise des Kältemittel-Öl-Gemisches schwimmende Kugelelement 13b von der Durchgangsöffnung 12 weggedrückt wird. Das Kugelelement 13b ist bevorzugt aus einem Material mit geringerer Dichte als die Dichte des Öls, des Kältemittels beziehungsweise des Kältemittel-Öl-Gemisches ausgebildet.In the open state of the through
Due to the flow direction 7-1, 7-2, 7-3 of the refrigerant-oil mixture through the flows 6-1, 6-2, 6-3 and the pressure loss occurring when flowing through the
Bei geöffneter Durchgangsöffnung 12 strömt das im Bereich 14 angesammelte Öl in Strömungsrichtung 16 durch die Durchgangsöffnung 12 von der ersten Kammer 2-1 in die zweite Kammer 2-2 über und wird innerhalb der zweiten Kammer 2-2 mit dem in Strömungsrichtung 7-3 einströmenden Kältemittel vermischt. Damit strömt das Fluid beim Betrieb der Vorrichtung 1b als Verdampfer als Kältemittel-Öl-Gemisch lediglich durch die erste Kammer 3-1 des zweiten Sammlerrohres 3 und die Rohre 4 der ersten Flut 6-1 zur ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2. Die Rohre 4 der zweiten Flut 6-2, die zweite Kammer 3-2 des zweiten Sammlerrohres 3 und die Rohre 4 der dritten Flut 6-3 werden ausschließlich von Kältemittel beziehungsweise dem kältemittelreichen Anteil durchströmt.When the through-opening 12 is open, the oil collected in the
Im nicht dargestellten geschlossenen Zustand der Durchgangsöffnung 12 liegt das als Rückschlagelement ausgebildete Kugelelement 13b im Bereich der Durchgangsöffnung 12 an der Trennwand 9 an. Da die Querschnittsfläche des Kugelelements 13b im Bereich des Umfangs größer ist als der kreisrunde Strömungsquerschnitt der Durchgangsöffnung 12 ist das Kugelelement 13b am Rand der Durchgangsöffnung 12 die Durchgangsöffnung 12 vollumfänglich verschließend angeordnet.
Aufgrund der Strömungsrichtung 7-1, 7-2, 7-3 des Kältemittel-Öl-Gemisches durch die Fluten 6-1, 6-2, 6-3, speziell durch die erste Flut 6-1 und die zweite Flut 6-2, und den beim Durchströmen der Vorrichtung 1b auftretenden Druckverlust ist der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der zweiten Kammer 2-2 größer als der Druck des Kältemittel-Öl-Gemisches innerhalb der ersten Kammer 2-1 des ersten Sammlerrohres 2, sodass das Kugelelement 13b im Bereich der Durchgangsöffnung 12 an die Trennwand 9 angesaugt beziehungsweise angedrückt wird.In the closed state of the through-opening 12 (not shown), the ball element 13b designed as a non-return element bears against the
Due to the direction of flow 7-1, 7-2, 7-3 of the refrigerant-oil mixture through the flows 6-1, 6-2, 6-3, specifically through the first flow 6-1 and the second flow 6-2 , and the pressure loss occurring when flowing through the
Mit dem Einstellen und Umschalten der Strömungsrichtung 5, 7-1, 7-2, 7-3, 8 des Kältemittels und des Öls durch die Vorrichtung 1a, 1b abhängig vom Betriebsmodus des Kältemittelkreislaufs wird die Durchgangsöffnung 12 des Systems 11 a, 11b ohne das Einwirken äußerer Kräfte automatisch geöffnet oder geschlossen.With the setting and switching of the direction of
Das Prinzip einerseits des Abscheidens des Öls aus dem Kältemittel-ÖI-Gemisch innerhalb der Vorrichtung 1a, 1b, des getrennten Durchleitens des Kältemittels sowie des Öls durch die Vorrichtung 1a, 1b und des Vermischens von Kältemittel und Öl innerhalb der als Verdampfer betriebenen Vorrichtung 1a, 1b sowie andererseits des Durchleitens des Kältemitte-Öl-Gemisches durch die als Kondensator/Gaskühler betriebene Vorrichtung 1a, 1b ist unabhängig von der Anzahl der Fluten für Vorrichtungen zur Wärmeübertragung geeignet.The principle on the one hand of separating the oil from the refrigerant-oil mixture within the
Anstelle der als Klappe 13a oder Kugelelement 13b ausgebildeten Verschlusselemente 13 sind auch andere Arten und Formen von Rückschlagelementen zum automatischen Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung 12 denkbar.Instead of the closure elements 13 designed as a flap 13a or ball element 13b, other types and shapes of non-return elements for automatically opening and closing the
BezugszeichenlisteReference List
- 1a, 1b, 1', 1"1a, 1b, 1', 1"
- Vorrichtungcontraption
- 22
- erstes Sammlerrohrfirst collector pipe
- 2-12-1
- erste Kammer erstes Sammlerrohr 2first chamber first collector tube 2
- 2-22-2
- zweite Kammer erstes Sammlerrohr 2second chamber first collector tube 2
- 33
- zweites Sammlerrohrsecond collector tube
- 3-13-1
-
erste Kammer zweites Sammlerrohr 3first chamber
second collector pipe 3 - 3-23-2
-
zweite Kammer zweites Sammlerrohr 3second chamber
second collector tube 3 - 44
- RohreTube
- 55
- Strömungsrichtung Kältemittel-Öl-Gemisch EinlassDirection of flow of refrigerant-oil mixture inlet
- 6-16-1
- erste Flutfirst flood
- 6-26-2
- zweite Flutsecond flood
- 6-36-3
- dritte Flutthird flood
- 7-17-1
- Strömungsrichtung Kältemittel-Öl-Gemisch erste Flut 6-1Flow direction refrigerant-oil mixture first flow 6-1
- 7-27-2
- Strömungsrichtung Fluid zweite Flut 6-2Direction of flow fluid second flood 6-2
- 7-37-3
- Strömungsrichtung Fluid dritte Flut 6-3Direction of flow fluid third flood 6-3
- 88th
- Strömungsrichtung Kältemittel-Öl-Gemisch AuslassDirection of flow of refrigerant-oil mixture Outlet
- 9, 9'9, 9'
- Trennelement, Trennwand erstes Sammlerrohr 2Separating element, dividing wall of the first header pipe 2
- 1010
-
Trennelement, Trennwand zweites Sammlerrohr 3Separating element, partition wall of the
second header pipe 3 - 11 a, 11b11a, 11b
- System, Ölleitsystemsystem, oil control system
- 1212
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 1313
- Verschlusselementclosure element
- 13a13a
- Verschlusselement, Klappe, RückschlagklappeClosing element, flap, non-return valve
- 13b13b
- Verschlusselement, KugelelementClosing element, ball element
- 1414
- Bereich der ÖlabscheidungOil separation area
- 1515
- Rotationsachse Klappe 13aAxis of rotation flap 13a
- 1616
- Strömungsrichtung Ölflow direction of oil
- 1717
- Gehäuse, Käfig Kugelelement 13bHousing, cage ball element 13b
Claims (14)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018113333.2A DE102018113333B4 (en) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Device for heat transfer in a refrigerant circuit |
KR1020190057127A KR102199408B1 (en) | 2018-06-05 | 2019-05-15 | Device for transferring heat in a refrigerant circulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018113333.2A DE102018113333B4 (en) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Device for heat transfer in a refrigerant circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018113333A1 DE102018113333A1 (en) | 2019-12-05 |
DE102018113333B4 true DE102018113333B4 (en) | 2023-06-29 |
Family
ID=68576117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018113333.2A Active DE102018113333B4 (en) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Device for heat transfer in a refrigerant circuit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102199408B1 (en) |
DE (1) | DE102018113333B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023195096A1 (en) * | 2022-04-06 | 2023-10-12 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioning device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4418285A1 (en) | 1993-06-25 | 1995-01-05 | Valeo Thermique Moteur Sa | Heat exchanger having an integrated flap (damper) |
US20020084063A1 (en) | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Visteon Global Technologies, Inc. | Downflow condenser |
US20030140647A1 (en) | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Gawthrop Peter Rex | Receiverless air conditioning system |
DE102013205083A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Ford Global Technologies, Llc | Multizone vehicle radiator |
WO2013162222A1 (en) | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
US20170160016A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-08 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004347162A (en) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Calsonic Kansei Corp | Condenser |
-
2018
- 2018-06-05 DE DE102018113333.2A patent/DE102018113333B4/en active Active
-
2019
- 2019-05-15 KR KR1020190057127A patent/KR102199408B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4418285A1 (en) | 1993-06-25 | 1995-01-05 | Valeo Thermique Moteur Sa | Heat exchanger having an integrated flap (damper) |
US20020084063A1 (en) | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Visteon Global Technologies, Inc. | Downflow condenser |
US20030140647A1 (en) | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Gawthrop Peter Rex | Receiverless air conditioning system |
DE102013205083A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Ford Global Technologies, Llc | Multizone vehicle radiator |
WO2013162222A1 (en) | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
US20170160016A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-08 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190138576A (en) | 2019-12-13 |
KR102199408B1 (en) | 2021-01-06 |
DE102018113333A1 (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012105481B4 (en) | condenser for a vehicle | |
DE69819244T2 (en) | Refrigerant cycle system | |
DE102018108013A1 (en) | Device for controlling a flow and distributing a fluid in a fluid circuit | |
DE19830329A1 (en) | Coolant condenser for car air conditioner | |
DE102015121583B4 (en) | Device for separating oil from a refrigerant-oil mixture and for cooling the oil and for cooling and / or liquefying the refrigerant in a refrigerant circuit | |
DE102008048920A1 (en) | evaporator unit | |
DE3028304A1 (en) | HEAT EXCHANGER | |
DE112017005777B4 (en) | Air conditioning for a vehicle | |
DE60126237T2 (en) | downflow | |
DE112017007112T5 (en) | Refrigerant cycle device | |
DE112015004908T5 (en) | Stacked heat exchanger | |
DE10242901A1 (en) | Coolant circuit system with discharge function of gaseous coolant in a receptacle | |
DE112015000465T5 (en) | Vehicle air conditioning system | |
DE19926990B4 (en) | Condenser with built-in receiver for one refrigeration or refrigerant cycle | |
DE102011007749A1 (en) | Condenser for use in vehicle air conditioning apparatus, has tank comprising branch control device that conveys flux from coolant in fluid state of tank into pipe for forming coolant undercooling path | |
DE102012105526A1 (en) | Condenser for a vehicle | |
DE102012110701A1 (en) | Heat exchanger for a refrigerant circuit | |
DE102017109313A1 (en) | Device for heat transfer for a refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle and air conditioning system with the device | |
DE102010055388B4 (en) | Decompression device | |
EP2612095B1 (en) | Coolant condenser assembly | |
DE102018113333B4 (en) | Device for heat transfer in a refrigerant circuit | |
DE102013210970A9 (en) | Climate control systems for motor vehicles and method of operating the same | |
DE19721111A1 (en) | Heat exchanger for air conditioning system with flammable coolant | |
EP3472528A1 (en) | Cooling device for installing under a ceiling of a room | |
DE102015121594A1 (en) | 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 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |