DE102019132955A1 - Heat exchanger with integrated dryer and plate for a plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1), umfassend einen Trockner (10) und einen wassergekühlten Kondensator (12), wobei der Kondensator (12) eine Vielzahl von Platten (8) und zwei Endplatten (25) umfasst, bei dem der Trockner (10) in den Kondensator (12) integriert ist, die Platten (8) eine Öffnung (9) aufweisen, wobei die Öffnung (9) derart ausgelegt ist, dass wenn eine Vielzahl von Platten (8) nebeneinander angeordnet sind, die Öffnungen (9) in den Platten (8) einen Hohlraum bilden, und/oder mindestens eine der Endplatten (25) einen Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum zur Aufnahme eines Trockners (10) und/oder eines Trockenmittels (11) geeignet ist.The invention relates to a heat exchanger (1), comprising a dryer (10) and a water-cooled condenser (12), the condenser (12) comprising a plurality of plates (8) and two end plates (25), in which the dryer (10 ) is integrated into the capacitor (12), the plates (8) have an opening (9), the opening (9) being designed such that when a plurality of plates (8) are arranged next to one another, the openings (9) Form a cavity in the plates (8) and / or at least one of the end plates (25) has a cavity, the cavity being suitable for receiving a dryer (10) and / or a drying agent (11).
Description
Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager, umfassend einen Trockner und einen wassergekühlten Kondensator, wobei der Kondensator eine Vielzahl von Platten und zwei Endplatten umfasst eventuell mit integriertem Receiver.The invention relates to a plate heat exchanger, comprising a dryer and a water-cooled condenser, the condenser comprising a plurality of plates and two end plates, possibly with an integrated receiver.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Platte für einen Plattenwärmeübertrager mit einer Öffnung und deren Verwendung.The invention also relates to a plate for a plate heat exchanger with an opening and its use.
Plattenwärmeübertrager (Plattenwärmetauscher) sind eine spezielle Bauform eines Wärmeübertragers die aus Platten bestehen, die derart zusammengesetzt sind, dass jeweils in den aufeinanderfolgenden Zwischenräumen einmal das aufzuwärmende und danach das wärmeabgebende Medium fließt. Das Plattenpaket ist nach außen und zwischen den Medien abgedichtet.Plate heat exchangers (plate heat exchangers) are a special design of a heat exchanger that consist of plates that are composed in such a way that the medium to be heated up and then the heat-emitting medium flows in the successive interspaces. The plate pack is sealed to the outside and between the media.
Wassergekühlte Kondensatoren werden heutzutage in einer Platte-Platte oder Platte-Lamellen-Bauweise gefertigt. Aufgrund der Konstruktion wassergekühlter Kondensatoren wird Trockenmittel in einen getrennten externen Kältemittelsammler-Trocknerbehälter eingebracht und dort gespeichert.Nowadays, water-cooled condensers are manufactured in a plate-to-plate or plate-to-fin design. Due to the design of water-cooled condensers, desiccant is brought into a separate external refrigerant receiver-dryer container and stored there.
Bei bekannten Kondensatoren sind diese externen Sammler-Trocknerbehälter außerhalt des Kondensators, als Aufnahme-/Trocknerflasche, angeordnet.In known condensers, these external collector-dryer containers are arranged outside the condenser, as a receiving / drying bottle.
Aus der
Ein extern auf einer der Endplatten angeordneter Trockner hat den Nachteil, dass die Abmessungen der wassergekühlten Kondensatorbaugruppe vergrößert werden. Außerdem sind bei einer Verwendung einer Auffangtrocknerflasche, als Trockner, Verbindungsrohre oder ein Verbindungsblock erforderlich. Zudem erfordern aufschraubbare Auffangtrocknerflaschen teilweise einen zusätzlichen Montagevorgang.A dryer arranged externally on one of the end plates has the disadvantage that the dimensions of the water-cooled condenser assembly are increased. In addition, if a receiver dryer bottle is used as a dryer, connection pipes or a connection block are required. In addition, screw-on receiver drier bottles sometimes require an additional assembly process.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin einen Wärmeübertrager bereitzustellen, der geringere Abmessungen aufweist und kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is to provide a heat exchanger which has smaller dimensions and can be manufactured inexpensively.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Plattenwärmeübertrager der eingangs genannten Art gelöst bei dem der Sammler-Trockner in den Kondensator integriert ist, die Platten eine Öffnung aufweisen, wobei die Öffnung derart ausgelegt ist, dass wenn eine Vielzahl von Platten nebeneinander angeordnet sind, die Öffnungen in den Platten einen Hohlraum bilden, und/oder mindestens eine der Endplatten einen Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum zur Aufnahme eines Trockners und/oder eines Trockenmittels geeignet ist. Eine solche Ausführungsform, bei der der Sammler-Trockner beziehungsweise die Auffangtrocknerflasche in dem Innenteil des Kondensators angeordnet ist, weist eine vergleichsweise geringere Abmessung des Kondensators auf, was insbesondere bei einem Einbau des Wärmeübertragers in ein Kraftfahrzeug von Vorteil ist.The object of the present invention is achieved by a plate heat exchanger of the type mentioned at the outset, in which the collector dryer is integrated into the condenser, the plates have an opening, the opening being designed such that when a plurality of plates are arranged next to one another, the Openings in the plates form a cavity, and / or at least one of the end plates has a cavity, the cavity being suitable for receiving a dryer and / or a desiccant. Such an embodiment, in which the collector dryer or the receiver dryer bottle is arranged in the inner part of the condenser, has a comparatively smaller dimension of the condenser, which is particularly advantageous when the heat exchanger is installed in a motor vehicle.
Zudem werden bei einer Ausführungsform, bei der der Sammler-Trockner im Innenteil des Kondensators angeordnet ist, die Herstellung des Wärmetauschers vereinfacht und damit auch die Kosten des Wärmetrockners gesenkt.In addition, in an embodiment in which the collector dryer is arranged in the inner part of the condenser, the manufacture of the heat exchanger is simplified and the costs of the heat dryer are thus also reduced.
Ein weiterer Vorteil einer solchen Ausführungsform ist, dass die Abmessungen im Vergleich zu einer Bauart, bei der eine Auffangtrocknerflasche extern an dem Kondensator angebracht ist, geringer ausfallen. Außerdem kann auf zusätzliche Bauteile, wie Verbindungsrohre oder ein Verbindungsblock, mit dem die Auffangtrocknerflasche mit dem Kondensator verbunden ist, verzichtet werden.Another advantage of such an embodiment is that the dimensions are smaller compared to a design in which a receiver dryer bottle is attached externally to the condenser. In addition, there is no need for additional components, such as connecting pipes or a connecting block with which the receiver dryer bottle is connected to the condenser.
Der Innenteil des Kondensators ist vorzugsweise durch Hartlöten, wie beispielsweise Vakuumlöten, in einer Platte-Platte- oder Platte-(Kühl-)Finne-Konfiguration ausgebildet, wobei der Kondensator kältemittelführende Schichten (Kältemittelkanäle) und wasserführende Schichten (Wasserkanäle) aufweist.The inner part of the condenser is preferably formed by brazing, such as vacuum brazing, in a plate-plate or plate (cooling) fin configuration, the condenser having refrigerant-carrying layers (refrigerant channels) and water-carrying layers (water channels).
Der Trockner weist vorzugsweise mindestens eine Trockneröffnung auf, wobei die mindestens eine Trockneröffnung derart ausgebildet ist, dass die Trockneröffnung mit der kältemittelführenden Schicht beziehungsweise einem oder mehreren der Kältemittelkanäle verbunden ist, so dass Kältemittel in den Trockner leitbar ist. Dies ermöglicht es, dass das Kältemittel durch das in dem Hohlraum angeordnete Trockenmittel strömt, beziehungsweise mit diesem in stofflichem Kontakt steht und die Flüssigkeit bindet. Dabei muss das Trockenmittel nicht unbedingt durchströmt werden, eine Öffnung mit Diffusionsmöglichkeit reicht. Das Trockenmittel zieht die Feuchtigkeit an, wobei in diesem Fall Wasser von dem wärmeaufnehmenden beziehungsweise wärmeabgebenden Medium nicht den Trockner durchströmt. Hierzu ist der durch die Platten gebildete Hohlraum über die mindestens eine Trockneröffnung mit dem mit Kältemittel gefüllten Raum des Kondensators verbunden.The dryer preferably has at least one dryer opening, the at least one dryer opening being designed such that the dryer opening is connected to the refrigerant-carrying layer or one or more of the refrigerant channels, so that refrigerant can be conducted into the dryer. This enables the refrigerant to flow through the desiccant arranged in the cavity, or to be in material contact with it and to bind the liquid. The desiccant does not necessarily have to be flowed through; an opening with a diffusion option is sufficient. The desiccant attracts the moisture, in which case water from the heat-absorbing or heat-emitting medium does not flow through the dryer. For this purpose, the cavity formed by the plates is connected to the space of the condenser, which is filled with refrigerant, via the at least one dryer opening.
Die mindestens eine Trockneröffnung ist vorzugsweise in einer oder mehrerer der kältemittelführenden Schichten des Kondensators angeordnet beziehungsweise mit einem oder mehreren der Kältemittelkanäle verbunden ist.The at least one dryer opening is preferably arranged in one or more of the coolant-carrying layers of the condenser or is connected to one or more of the coolant channels.
Der Trockner ist vorzugsweise mit einem Filterverschluss (reversibel) verschließbar, der einen Filter mit einem Dichtungsring umfasst. Eine solche Bauweise ermöglicht das Einbringen beziehungsweise Austauschen des sich im Hohlraum/Trockner befindlichen Trockenmittels.The dryer can preferably be closed (reversibly) with a filter closure which comprises a filter with a sealing ring. Such a design enables the desiccant located in the cavity / dryer to be introduced or replaced.
Die Öffnung in der Platte ist vorzugsweise in der Mitte der durch die Platte gebildeten Plattenfläche angeordnet. Es sind aber auch Ausführungsformen der Platte denkbar, bei der die Öffnung nicht in der Mitte der Platte angeordnet ist.The opening in the plate is preferably arranged in the center of the plate surface formed by the plate. However, embodiments of the plate are also conceivable in which the opening is not arranged in the center of the plate.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der mindestens eine der Endplatten einen Hohlraum aufweist, ist der Hohlraum mit einem Kupplungsblock mit dem Kältemittelkreislauf verbunden. Eine solche Ausführungsform weist eine schmale Bauform auf, die ein schnelles Auswechseln des Trockners, durch Wechsel einer Endplatte, ermöglicht.In a further preferred embodiment of the invention, in which at least one of the end plates has a cavity, the cavity is connected to the refrigerant circuit by means of a coupling block. Such an embodiment has a narrow design, which enables the dryer to be changed quickly by changing an end plate.
Der Kupplungsblock ist vorzugsweise über einen Flansch mit der Endplatte verbunden, wobei geeigneter Weise zwischen dem Flansch und der Endplatte ein Dichtungsring angeordnet ist. Dabei werden die in der Fahrzeug-Industrie bekannten Dichtungskonzepte wie einfacher, doppelter O-Ring, metal seal fitting verwendet.The coupling block is preferably connected to the end plate via a flange, a sealing ring being suitably arranged between the flange and the end plate. The sealing concepts known in the vehicle industry, such as single, double O-ring and metal seal fitting, are used.
Des Weiteren wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Platte für einen Plattenwärmeübertrager mit einer Öffnung gelöst, wobei die Öffnung derart ausgelegt ist, dass wenn eine Vielzahl von Platten nebeneinander angeordnet sind, die Öffnungen in den Platten einen Hohlraum bilden.Furthermore, the object of the present invention is achieved by a plate for a plate heat exchanger with an opening, the opening being designed such that when a plurality of plates are arranged next to one another, the openings in the plates form a cavity.
Weiterhin wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Platte in einem Kondensator eines Plattenwärmeübertrager gelöst.Furthermore, the object of the present invention is achieved by using a plate according to the invention in a condenser of a plate heat exchanger.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren. Im Einzelnen zeigt:
-
1 einen Plattenwärmeübertrager für einen Klimaanlagenkreislauf mit einem externen Sammeltrockner, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, -
2 eine erfindungsgemäße Platte mit einer runden Öffnung, -
3 eine erfindungsgemäße Platte mit einer ovalen Öffnung, -
4a-c eine erfindungsgemäße Platte und ein durch Übereinanderschichten der Platten gebildeter Hohlraum/Trockner, -
5 eine schematische Darstellung eines im Innenteil eines Kondensators angeordneten Hohlraums/Trockners, -
6a-h schematische Darstellungen eines Querschnitts durch wassergekühlte Kondensatoren mit integriertem Trockner, -
7a-c schematische Darstellungen wassergekühlter Kondensatoren mit integriertem Trockner und -
8 einen Querschnitt durch eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a plate heat exchanger for an air conditioning circuit with an external collecting dryer, as is known from the prior art, -
2 a plate according to the invention with a round opening, -
3rd a plate according to the invention with an oval opening, -
4a-c a plate according to the invention and a cavity / dryer formed by stacking the plates, -
5 a schematic representation of a cavity / dryer arranged in the inner part of a condenser, -
6a-h schematic representations of a cross section through water-cooled condensers with integrated dryer, -
7a-c schematic representations of water-cooled condensers with integrated dryer and -
8th a cross section through a schematic representation of a second embodiment of the invention.
Die
Der Plattenwärmeübertrager
Die Auffangtrocknerflasche
Die
In der in der
Die Platten
Die
Die
Die
Durch die übereinander gestapelten Platten
Der Trockner
Die
Die
Das Trockenmittel
Der Trockner
Der wassergekühlte Kondensator
Die Kältemittelkanäle
Der Trockner
Der Eingangsabschnitt
Dadurch, dass das Trockenmittel
Bei wassergekühlten Kondensatoren
Die Ausgestaltung des Wärmeübertragers mit Eingangsabschnittt kann bei allen Wasserkondensatorkonstruktionen mit unterschiedlichen Abschnittskombinationen eingesetzt werden, wie in den
In den
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die in der
In den
Die in den
Die Technologie mit einem integrierten Eingang als Eingangsabschnitt
Die
Die
Die
In der
Die Endplatte
Die Endplatte
Die Endplatte
Der Kupplungsblock
Zur Sicherung sind der Flansch
Diese Art der Öffnung kann auch als Abschnitt zum Heizen/Kühlen eines Elektronikbauteiles, welches in den Hohlraum gesteckt wird, genutzt werden. Diese Technologie kann auch bei Wasser/Wasser oder Wasser/Öl oder Wasser/Luft oder Mehrfluidwärmeübertrager (mehr als zwei) verwendet werden.This type of opening can also be used as a section for heating / cooling an electronic component which is inserted into the cavity. This technology can also be used with water / water or water / oil or water / air or multi-fluid heat exchangers (more than two).
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- PlattenwärmeübertragerPlate heat exchanger
- 22
- AuffangtrocknerflascheReceiving dryer bottle
- 33
- Kondensatorcapacitor
- 44th
- Platte, WärmeübertragungsplattePlate, heat transfer plate
- 55
- EndplatteEnd plate
- 66th
- VerbindungsblockConnection block
- 77th
- Öffnungopening
- 88th
- Platte, WärmeübertragungsplattePlate, heat transfer plate
- 99
- Öffnungopening
- 1010
- [integrierter] Sammler-Trockner[integrated] collector dryer
- 1111
- TrockenmittelDesiccant
- 1212th
- Kondensatorcapacitor
- 1313th
- Öffnungopening
- 1414th
- Oberfläche (des Behälters/Trockners)Surface (of the container / dryer)
- 1515th
- TrockneröffnungDryer opening
- 1616
- Kältemittelkanal, kältemittelführende SchichtRefrigerant channel, refrigerant-carrying layer
- 1717th
- Wasserkanal, wasserführende SchichtWater channel, water-bearing layer
- 1818th
- KondensierabschnittCondensing section
- 1919th
- EingangsabschnittEntrance section
- 2020th
- UnterkühlabschnittSubcooling section
- 2121
-
das Kältemittel fließt durch den Trockner
10 beziehungsweise das Trockenmittel 11the refrigerant flows through thedryer 10 or thedesiccant 11 - 2222nd
- geschlossener Kanalclosed channel
- 2323
- offener Kanal (Trockneröffnung)open channel (dryer opening)
- 2424
- Filterverschluss (Stopfen mit Dichtung, beispielsweise O-Ring)Filter closure (stopper with seal, e.g. O-ring)
- 2525th
- EndplatteEnd plate
- 2626th
- KältemitteleintrittsöffnungRefrigerant inlet opening
- 2727
- KältemittelaustrittsöffnungRefrigerant outlet opening
- 2828
- WassereinlassWater inlet
- 2929
- WasserauslassWater outlet
- 3030th
- Innenteil, KernInner part, core
- 3131
- Block (mit Dichtung), DichtungsblockBlock (with seal), sealing block
- 3232
- Röhretube
- 3333
- integrierter Wärmetauscherintegrated heat exchanger
- 3434
- VerdunsterEvaporator
- 3535
- Kältemittel- und Kühlmittel-WärmetauscherRefrigerant and coolant heat exchangers
- 3636
- Flanschflange
- 3737
- Kupplungsblock (mit zusätzlichem Seitenausgang)Coupling block (with additional side exit)
- 3838
- Bolzen (mit Gewinde) und MutterBolt (with thread) and nut
- 3939
- Dichtungpoetry
- 4040
- erste Wassereintrittsöffnungfirst water inlet opening
- 4141
- erste Wasseraustrittsöffnungfirst water outlet opening
- 4242
- erste Kältemitteleintrittsöffnungfirst refrigerant inlet opening
- 4343
- erste Kältemittelaustrittsöffnungfirst refrigerant outlet opening
- 4444
- zweite Wassereintrittsöffnungsecond water inlet opening
- 4545
- zweite Wasseraustrittsöffnungsecond water outlet opening
- 4646
- zweite Kältemitteleintrittsöffnungsecond refrigerant inlet opening
- 4747
- zweite Kältemittelaustrittsöffnungsecond refrigerant outlet opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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