DE102019114100A1 - Inner heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen inneren Wärmeübertrager (1) eines Kältemittelkreislaufs (2), welcher für einen Wärmetausch zwischen Kältemittel aus einem Hochdruckbereich (3) des Kältemittelkreislaufs (2) und Kältemittel aus einem Niederdruckbereich (4) des Kältemittelkreislaufs (2) vorgesehen ist, mit einem Hochdruckrohr (5) mit einem ersten Kältemitteleinlass (6) und einem ersten Kältemittelauslass (7), wobei das Hochdruckrohr (5) zu einer Hochdruckwendel (8) geformt ist, welche zwischen einer inneren Zylinderwand (9) und einer äußeren Zylinderwand (10) angeordnet ist zur Durchströmung des Kältemittels im Hochdruckbereich (3), wobei der Zwischenraum (11) zwischen den Windungen (12) der Hochdruckwendel (8) zwischen der inneren Zylinderwand (9) und der äußeren Zylinderwand (10) als Niederdruckwendel (13) zur Durchströmung des Kältemittels im Niederdruckbereich (4) dient, wobei das Hochdruckrohr (5) einen Außendurchmesser D und eine Steigung S aufweist, wobei die Querschnittsfläche der Niederdruckwendel (13) eines Umlaufs der Niederdruckwendel (13) A beträgt:A=S*D−π/4*D2wobei A im Bereich von 30 bis 60 mm2und D im Bereich von 6 bis 9 mm liegt.The invention relates to an internal heat exchanger (1) of a refrigerant circuit (2), which is provided for heat exchange between refrigerant from a high pressure area (3) of the refrigerant circuit (2) and refrigerant from a low pressure area (4) of the refrigerant circuit (2), with a High-pressure pipe (5) with a first refrigerant inlet (6) and a first refrigerant outlet (7), the high-pressure pipe (5) being shaped into a high-pressure helix (8) which is arranged between an inner cylinder wall (9) and an outer cylinder wall (10) is for the flow of the refrigerant in the high pressure area (3), the space (11) between the turns (12) of the high pressure coil (8) between the inner cylinder wall (9) and the outer cylinder wall (10) as a low pressure coil (13) for the flow through the Refrigerant in the low-pressure region (4) is used, the high-pressure pipe (5) having an outer diameter D and a slope S, the cross-sectional area of the never The pressure coil (13) of one revolution of the low-pressure coil (13) A is: A = S * D − π / 4 * D2, where A is in the range from 30 to 60 mm2 and D is in the range from 6 to 9 mm.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen inneren Wärmeübertrager, insbesondere für einen Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an internal heat exchanger, in particular for a refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bei Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge ist es bekannt, dass ein innerer Wärmeübertrager verwendet wird, welcher einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel aus dem Hochdruckbereich und dem Kältemittel aus dem Niederdruckbereich durchführt. Dabei wird typischerweise ein Hochdruckrohr zu einer Hochdruckwendel geformt, welche zwischen einer inneren Zylinderwand und einer äußeren Zylinderwand angeordnet wird, zur Durchströmung des Kältemittels im Hochdruckbereich, wobei der Zwischenraum zwischen den Windungen der Hochdruckwendel zwischen der inneren Zylinderwand und der äußeren Zylinderwand als Niederdruckwendel verwendet wird zur Durchströmung des Kältemittels im Niederdruckbereich.In the case of air conditioning systems for motor vehicles, it is known that an internal heat exchanger is used which carries out a heat exchange between the refrigerant from the high-pressure area and the refrigerant from the low-pressure area. A high-pressure tube is typically formed into a high-pressure coil, which is arranged between an inner cylinder wall and an outer cylinder wall, for the flow of the refrigerant in the high-pressure area, the space between the turns of the high-pressure coil between the inner cylinder wall and the outer cylinder wall is used as a low-pressure coil Flow of refrigerant in the low pressure range.
Die thermodynamische Leistung des inneren Wärmeübertragers hängt entscheidend vom Strömungsquerschnitt der Niederdruckwendel zwischen der Hochdruckwendel und der inneren Zylinderwand und der äußeren Zylinderwand ab, wobei Fertigungstoleranzen eine entscheidende Rolle spielen. Dabei bestimmt allerdings der Durchmesser des Rohrs der Hochdruckwendel, die Steigung und die Windungsanzahl der Hochdruckwendel den niederdruckseitigen Druckverlust in der Niederdruckwendel.The thermodynamic performance of the inner heat exchanger depends crucially on the flow cross-section of the low-pressure coil between the high-pressure coil and the inner cylinder wall and the outer cylinder wall, with manufacturing tolerances playing a decisive role. However, the diameter of the tube of the high pressure coil, the pitch and the number of turns of the high pressure coil determine the pressure loss on the low pressure side in the low pressure coil.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, task, solution, advantages
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen inneren Wärmeübertrager zu schaffen, welche gegenüber dem stand der Technik hinsichtlich des Druckabfalls im Niederdruckbereich verbessert ist.It is the object of the invention to create an internal heat exchanger which is improved over the prior art with regard to the pressure drop in the low pressure range.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object is achieved with the features of claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen inneren Wärmeübertrager eines Kältemittelkreislaufs, welcher für einen Wärmetausch zwischen Kältemittel aus einem Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs und Kältemittel aus einem Niederdruckbereich des Kältemittelkreislaufs vorgesehen ist, mit einem Hochdruckrohr mit einem ersten Kältemitteleinlass und einem ersten Kältemittelauslass, wobei das Hochdruckrohr zu einer Hochdruckwendel geformt ist, welche zwischen einer inneren Zylinderwand und einer äußeren Zylinderwand angeordnet ist zur Durchströmung des Kältemittels im Hochdruckbereich, wobei der Zwischenraum zwischen den Windungen der Hochdruckwendel zwischen der inneren Zylinderwand und der äußeren Zylinderwand als Niederdruckwendel zur Durchströmung des Kältemittels im Niederdruckbereich dient, wobei das Hochdruckrohr einen Außendurchmesser D und eine Steigung S aufweist, wobei die Querschnittsfläche der Niederdruckwendel eines Umlaufs der Niederdruckwendel A beträgt:
Insbesondere liegt das Optimum von A bei einem Durchmesser DoptA von 2 *S / π.In particular, the optimum of A lies at a diameter D optA of 2 * S / π.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn A im Bereich von 35 bis 55 mm2 liegt und/oder D im Bereich von 6 und 8,5 mm liegt.It is particularly advantageous if A is in the range from 35 to 55 mm 2 and / or D is in the range from 6 to 8.5 mm.
Auch ist es bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn S/D im Bereich zwischen 0,7 und 3 liegt, insbesondere zwischen 1 und 2.In another exemplary embodiment, it is also advantageous if S / D is in the range between 0.7 and 3, in particular between 1 and 2.
Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen der Steigung S und dem Außendurchmesser D, also S/D, im Bereich zwischen 1,4 und 1,6 liegt, insbesondere bei 1,57. Dadurch wird eine günstige Querschnittsfläche für die Niederdruckwendel erzeugt.Furthermore, it is also advantageous if the ratio between the pitch S and the outer diameter D, that is S / D, is in the range between 1.4 and 1.6, in particular 1.57. This creates a favorable cross-sectional area for the low-pressure coil.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Hochdruckrohr eine Wandstärke d aufweist, die im Bereich von 0,3 und 1,5 mm liegt. Dadurch wird einerseits eine stabile Rohrgestaltung gewählt und andererseits eine ausreichend große freie Querschnittsfläche für die Kältemitteldurchströmung erreicht.It is particularly advantageous if the high-pressure pipe has a wall thickness d which is in the range of 0.3 and 1.5 mm. In this way, on the one hand, a stable tube design is selected and, on the other hand, a sufficiently large free cross-sectional area for the refrigerant to flow through is achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die innere Zylinderwand eine Außenwand eines Akkumulatorbehälters für Kältemittel ist. Dadurch wird eine integrierte Bauform erreicht.It is particularly advantageous if the inner cylinder wall is an outer wall of an accumulator container for refrigerant. This achieves an integrated design.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die äußere Zylinderwand eine Gehäusewand eines umgebenden Gehäuses ist. Dadurch wird ebenso eine integrierte Bauform erreicht, wobei kein gesondertes Rohr für die Niederdruckwendel benötigt wird.It is also advantageous if the outer cylinder wall is a housing wall of a surrounding housing. As a result, an integrated design is also achieved, with no separate tube being required for the low-pressure coil.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die äußere Zylinderwand beiderseits von einem Deckel verschlossen ist. Dadurch wird ein abgeschlossenes Gefäß erzeugt, welches die beiden Wendeln, die Hochdruckwendel und die Niederdruckwendel in sich aufnimmt.It is also advantageous if the outer cylinder wall is closed on both sides by a cover. This creates a closed vessel that houses the two coils, the high pressure coil and the low pressure coil.
Auch ist es vorteilhaft, wenn in den Deckeln erste Anschlusselemente angeordnet sind, mittels welchen das Hochdruckrohr als Hochdruckwendel an den Kältemittelkreislauf anschließbar ist.It is also advantageous if first connection elements are arranged in the covers, by means of which the high pressure tube can be connected to the refrigerant circuit as a high pressure coil.
Auch ist es vorteilhaft, wenn in den Deckeln zweite Anschlusselemente angeordnet sind, mittels welchen die Niederdruckwendel an den Kältemittelkreislauf anschließbar ist.It is also advantageous if second connection elements are arranged in the covers, by means of which the low-pressure coil can be connected to the refrigerant circuit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.
FigurenlisteFigure list
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines inneren Wärmeübertragers, -
2 eine Ansicht einer Teilwendel der Hochdruckwendel des inneren Wärmeübertragers, und -
3 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.
-
1 a schematic representation of an internal heat exchanger, -
2 a view of a partial coil of the high pressure coil of the internal heat exchanger, and -
3 a diagram to explain the invention.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die
Der innere Wärmeübertrager
Die Hochdruckwendel
Der Zwischenraum
Dabei weist das Hochdruckrohr
Der Wert von A liegt erfindungsgemäß im Bereich von 30 bis 60 mm2. Vorteilhaft liegt A im Bereich von 35 bis 55 mm2.According to the invention, the value of A is in the range from 30 to 60 mm 2 . A is advantageously in the range from 35 to 55 mm 2 .
Der Wert von D liegt erfindungsgemäß insbesondere im Bereich von 6 bis 9 mm, insbesondere im Bereich von 6 und 8,5 mm.According to the invention, the value of D is in particular in the range from 6 to 9 mm, in particular in the range from 6 to 8.5 mm.
Das Verhältnis der Steigung S zu dem Außendurchmesser D, also S/D, liegt im Bereich zwischen 0,7 und 3, insbesondere zwischen 1 und 2, vorteilhaft im Bereich zwischen 1,4 und 1,6, insbesondere bei 1,57.The ratio of the slope S to the outer diameter D, that is S / D, is in the range between 0.7 and 3, in particular between 1 and 2, advantageously in the range between 1.4 and 1.6, in particular 1.57.
Das Hochdruckrohr
Die
Dabei ist das Gehäuse
Die
Claims (10)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4865124A (en) * | 1986-02-21 | 1989-09-12 | Dempsey Jack C | Shell and coil heat exchanger |
DE10261886A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-17 | Visteon Global Tech Inc | Counterflow heat exchanger with optimal secondary crossflow |
GB2384296B (en) * | 2001-05-24 | 2005-06-29 | Halla Climate Control Canada I | Internal heat exchanger accumulator |
US20100018246A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Delphi Technologies, Inc. | Internal heat exchanger assembly |
US20150345844A1 (en) * | 2014-02-02 | 2015-12-03 | Halla Visteon Climate Control Corp. | Accumulator for combined component with internal heat exchanger especially for refrigerant loops with r774 as working fluid |
-
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-
2020
- 2020-05-15 CN CN202020823056.8U patent/CN212619469U/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4865124A (en) * | 1986-02-21 | 1989-09-12 | Dempsey Jack C | Shell and coil heat exchanger |
GB2384296B (en) * | 2001-05-24 | 2005-06-29 | Halla Climate Control Canada I | Internal heat exchanger accumulator |
DE10261886A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-17 | Visteon Global Tech Inc | Counterflow heat exchanger with optimal secondary crossflow |
US20100018246A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Delphi Technologies, Inc. | Internal heat exchanger assembly |
US20150345844A1 (en) * | 2014-02-02 | 2015-12-03 | Halla Visteon Climate Control Corp. | Accumulator for combined component with internal heat exchanger especially for refrigerant loops with r774 as working fluid |
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