DE10231918A1

DE10231918A1 - Evaporator for automotive air conditioning

Info

Publication number: DE10231918A1
Application number: DE2002131918
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. Dürr; Matthias Dipl.-Ing. Jung; Wolfgang Seewald
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-01-29
Also published as: EP1382926A1; EP1382926B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, bestehend aus parallel verlaufenden, ein Kältemittel führenden Strömungskanälen, aus von Luft beaufschlagten, zwischen den Strömungskanälen angeordneten Rippen sowie aus mindestens einer Sammelkammer mit Kältemitteleintritts- und/oder -austrittsöffnungen, wobei der Verdampfer einen Block mit einer in der Senkrechten gemessenen Höhe H und einer in der Horizontalen gemessenen Breite B aufweist, deren Produkt H È B die Stirnfläche des Verdampfers ergibt. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Strömungskanäle (2) in Einbaulage liegend, d. h. ungefähr horizontal und die Sammelkammern (4, 5) in senkrechter Richtung durchströmbar angeordnet sind und dass das Verhältnis V von Breite B zu Höhe H in folgendem Bereich liegt: DOLLAR A 2,5 V 6, vorzugsweise 3,5 V 5.The invention relates to an evaporator for automotive air conditioning systems, consisting of parallel running, a refrigerant-carrying flow channels, from air acted upon, arranged between the flow channels ribs and at least one collecting chamber with refrigerant inlet and / or outlet openings, wherein the evaporator with a block a height H measured in the vertical direction and a width B measured in the horizontal, the product of which H È B gives the end face of the evaporator. DOLLAR A It is proposed that the flow channels (2) lying in the installed position, d. H. approximately horizontally and the collecting chambers (4, 5) are arranged to flow through in a vertical direction and that the ratio V of width B to height H in the following range is: DOLLAR A 2.5 V 6, preferably 3.5 V. 5

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an evaporator for air conditioners of motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Die heute üblichen Verdampfer wie Scheibenverdampfer und Flachrohrverdampfer werden senkrecht in die Klimaanlage bzw. das Fahrzeug eingebaut, d. h. mit senkrecht verlaufenden Rohren. Gängige Flachrohrverdampfer, z. B. bekannt durch die DE-A 198 26 881 der Anmelderin, sind zweireihig ausgebildet, d. h. mit zwei Reihen von Flachrohren, die hintereinander von Luft umströmt werden. Die Enden der Sammelrohre münden in Sammelkästen, die jeweils in zwei Kammern unterteilt sind, die die Enden der Flachrohre aufnehmen. Das Kältemittel wird bei zweiflutiger Durehströmung einmal in der Tiefe, d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung umgelenkt. Derartige Flachrohrverdampfer weisen eine Höhe N, gemessen in Längsrichtung der Rohre, auf und eine Breite B, quer zur Rohrlängsrichtung gemessen. Das Produkt aus Höhe H und Breite B ergibt die Stirnfläche des Verdampfers. Das Kältemittel kann – zusätzlich zur Umlenkung in der Tiefe – auch in der Breite umgelenkt werden. Diese Verdampferbauweise weist bekanntermaßen ein Verhältnis von Höhe zu Breite von ca. 0,5 bis 2,0 auf, d. h. bei den niedrigsten Verdampfern dieser Bauart beträgt die Höhe ungefähr die Hälfte der Breite.The today usual evaporators such as disk evaporator and flat tube evaporator are installed vertically in the air conditioning system or the vehicle, ie with vertical tubes. Common flat tube evaporator, z. B. known by the DE-A 198 26 881 the applicant, are formed in two rows, ie with two rows of flat tubes, which are flowed around in succession of air. The ends of the headers open into headers, which are each divided into two chambers which receive the ends of the flat tubes. The refrigerant is deflected once in the depth, that is opposite to the direction of air flow in double-flow flow. Such flat tube evaporators have a height N, measured in the longitudinal direction of the tubes, and a width B, measured transversely to the tube longitudinal direction. The product of height H and width B gives the face of the evaporator. The refrigerant can - in addition to the deflection in the depth - be deflected in width. This evaporator design is known to have a height to width ratio of about 0.5 to 2.0, that is, for the lowest evaporators of this type, the height is about half the width.

Ähnliche Abmessungsverhältnisse von Höhe zu Breite liegen bei den Scheibenverdampfern vor, wie beispielsweise durch die EP-A 1 089 046 bekannt. Bei dieser Bauweise sind die Strömungskanäle für das Kältemittel und die Sammelkammern in Scheibenhälften integriert, die miteinander verlötet werden. Auch diese Scheibenverdampfer werden mit senkrecht stehenden Strömungskanälen eingebaut.Similar dimension ratios of height to width are in the disk evaporators, such as by the EP-A 1 089 046 known. In this design, the flow channels for the refrigerant and the collection chambers are integrated into disc halves, which are soldered together. These disk evaporators are also installed with vertical flow channels.

Ein technisches Problem ergibt sich dann, wenn man aufgrund bestimmter Einbauforderungen des Fahrzeugherstellers das Verhältnis von Verdampferhöhe zu Verdampferbreite weiter verringern will, d. h. Verdampfer niedriger Höhe und relativ großer Breite benötigt. Der Anteil der Sammelkästen an der Stirnfläche würde diese überproportional reduzieren. Um eine gleichmäßige Temperaturverteilung am Luftaustritt eines solchen Verdampfers zu erhalten, müsste das Kältemittel mehrfach in der Breite umgelenkt werden, was zu erheblichem kältemittelseitigen Druckverlust führen würde. Daher sind dieser Bauart Grenzen bezüglich der Verringerung der Verdampferhöhe bei etwa gleicher Stirnfläche gesetzt. Gleiches gilt prinzipiell für die Scheibenverdampfer.A technical problem arises then, if you due to certain installation requirements of the vehicle manufacturer The relationship of evaporator height to further reduce evaporator width, d. H. Evaporator lower Height and relatively large Width needed. The proportion of collection boxes at the frontal area this would be disproportionate to reduce. For a uniform temperature distribution to get at the air outlet of such an evaporator, would have the refrigerant be deflected repeatedly in width, resulting in significant refrigerant side pressure loss to lead would. Therefore, this type of construction is limited in terms of reduction of evaporator height at about the same end face set. The same applies in principle for the disk evaporator.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdampfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der über eine geringere Bauhöhe bei gleich bleibender Stirnfläche und gleicher Leistung verfügt, möglichst bei günstigem Temperaturprofil.It is an object of the present invention to provide a Evaporator of the type mentioned above, which has a lower height with the same end face and the same power, if possible at favorable Temperature profile.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Erfindung sieht einen liegenden Verdampfer vor, bei dem die Strömungskanäle in Einbaulage etwa horizontal und die seitlichen Sammelkammern vertikal angeordnet bzw. durchströmt sind. Durch diese Bauweise kann ein Verhältnis von Höhe zu Breite im Bereich von 1 : 3 bis 1 : 6 bzw. ein Verhältnis von Breite zu Höhe im Bereich von ca. 3–6 und mehr realisiert werden, ohne dass die Leistung des Verdampfers abnimmt. Gegenüber der Bauweise mit senkrechten Strömungskanälen ergibt sich sogar ein Leistungsgewinn. Ferner ergibt sich gegenüber der bekannten Bauweise mit senkrechten Strömungskanälen der Vorteil einer geringeren Teilezahl, da der erfindungsgemäße Verdampfer längere, aber weniger Rohre bzw. Strömungskanäle aufweist. Dies reduziert die Fertigungskosten.The solution to this problem results itself from the features of claim 1. The invention provides a horizontal evaporator in front, in which the flow channels in installation position approximately horizontal and the lateral collecting chambers are arranged vertically or flowed through. Due to this construction, a ratio of height to width in the range of 1: 3 to 1: 6 or a ratio from width to height in the range of about 3-6 and more can be realized without affecting the performance of the evaporator decreases. Across from the construction with vertical flow channels results even a performance gain. Furthermore, results over the known construction with vertical flow channels the advantage of a lower Part number, since the inventive evaporator longer, but has fewer tubes or flow channels. This reduces the manufacturing costs.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verdampfer als Scheiben- oder Flachrohrverdampfer ausgebildet, wobei sich der Flachrohrverdampfer als besonders vorteilhaft erweist. Er kann prinzipiell mit den gleichen Bauteilen wie beim eingangs erwähnten Stand der Technik der Anmelderin gebaut werden – allerdings in liegender Bauweise mit entsprechend niedriger Höhe und großer Breite. Durch Anordnung von Trennwänden in den Sammelkästen kann eine zwei- oder mehrfache Durchflutung mit Umlenkung des Kältemittels in der Tiefe und der Höhe ermöglicht werden, was eine günstige Temperaturverteilung für die aus dem Verdampfer austretende Luft bewirkt.After an advantageous development The invention is the evaporator as a disk or flat tube evaporator formed, with the flat tube evaporator being particularly advantageous proves. He can in principle with the same components as with mentioned in the beginning The state of the art of the applicant to be built - but in a horizontal design with correspondingly low height and big Width. By arranging partitions in the headers can a double or multiple flooding with deflection of the refrigerant in the depth and the height allows be what a cheap Temperature distribution for causing the exiting air from the evaporator.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einspritzung des Kältemittels in die unten liegenden Rohre bzw. in den unten liegenden der Sammelkammer. Vorteilhafterweise wird das Kältemittel dann im oberen Bereich im dampfförmigen bzw. überhitzten Zustand abgesaugt. Damit ist es möglich, den erfindungsgemäßen Verdampfer auch mit einem herkömmlichen Expansionsventil zu betreiben.In a further advantageous embodiment the invention, the injection of the refrigerant takes place in the underlying Pipes or in the bottom of the collection chamber. advantageously, becomes the refrigerant then in the upper area in the vapor or overheated Condition sucked off. This makes it possible, the evaporator according to the invention also with a conventional one To operate expansion valve.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Ein- und Austrittsöffnungen beide unten an einem Sammelkasten angeordnet sein, dann liegen die Überströmöffnungen für die Umlenkung des Kältemittels in der Tiefe im oberen Bereich der senkrechten Trennwand. Dadurch wird verhindert, dass flüssiges Kältemittel abgesaugt wird.According to an advantageous development of the invention the inlet and outlet openings both be arranged at the bottom of a collection box, then lie the overflow for the diversion of the refrigerant in depth in the upper part of the vertical partition. Thereby prevents liquid refrigerant is sucked off.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Ein- und Austrittsöffnungen beide oben an einem Sammelkasten angeordnet sein, dann liegen die Überströmöffnungen für die Umlenkung des Kältemittels in der Tiefe im unteren Bereich der senkrechten Trennwand. Dadurch wird erreicht, dass nur dampfförmiges Kältemittel abgesaugt wird.In an advantageous embodiment of Invention can the inlet and outlet openings both be arranged at the top of a collection box, then are the overflow for the Deflection of the refrigerant in depth in the lower part of the vertical partition. Thereby is achieved that only vaporous refrigerant is sucked off.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Verdampfer Seitenteile auf, wobei das unten liegende Seitenteil Aussparungen für den Kondensatablauf aufweist. Da die Flachrohre horizontal liegen, wird das sich bei feuchter Luft bildende Kondensat durch den Luftstrom mitgenommen.According to a development of the invention has the evaporator side parts, with the lower side part Recesses for has the condensate drain. Since the flat tubes are horizontal, becomes the condensate forming in humid air by the air flow taken.

Zwischen den Flachrohrreihen kann es – der Schwerkraft folgend – nach unten abtropfen und durch die Aussparungen ablaufen. Damit wird unangenehmer Verdampfergeruch vermieden. Darüber hinaus können am luftaustrittsseitigen Stirnbereich des Verdampfers Spritzwassergitter zum Auffangen des abspritzenden Kondenswassers angeordnet sein.Between the rows of flat tubes, it can - following the principle of gravity - drip down and drain through the recesses. This avoids unpleasant evaporator odor. In addition, spray water grids for collecting the sprayed condensed water can be arranged on the air outlet end region of the evaporator.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below. Show it

1 einen liegenden Verdampfer in zweiflutiger Durchströmung in Flachrohrbauweise in einer Ansicht von unten, 1 a lying evaporator in double flow in flat tube construction in a view from below,

1a den Verdampfer gemäß 1 in einer Ansicht von vorne, 1a the evaporator according to 1 in a view from the front,

1b den Verdampfer gemäß 1 in einer Seitenansicht, 1b the evaporator according to 1 in a side view,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines liegenden Verdampfers mit zweifacher Durchflutung in schematischer Darstellung, 2 a second embodiment of a horizontal double-flow evaporator in schematic representation,

3 ein Diagramm zum Leistungsvergleich der erfindungsgemäßen und der herkömmlichen Bauweise, 3 a diagram for comparing the performance of the inventive and the conventional construction,

4 ein Diagramm zum Vergleich der erfindungsgemäßen und der herkömmlichen Bauweise im Hinblick auf den spezifischen Nutzraum und 4 a diagram for comparing the inventive and the conventional construction with respect to the specific usable space and

5 eine Diagramm zum Vergleich der erfindungsgemäßen und der herkömmlichen Bauweise im Hinblick auf den luftseitigen Druckabfall. 5 a diagram for comparing the inventive and the conventional construction with respect to the air side pressure drop.

1, 1a und 1b zeigen einen zweireihigen, zweiflutig durchströmten Flachrohrverdampfer 1 in liegender Einbaulage in einer Ansicht von unten. Die Luftströmungsrichtung ist durch den Pfeil L gekennzeichnet. 1 . 1a and 1b show a double-row, double-flow flowed through flat-tube evaporator 1 in horizontal position in a view from below. The air flow direction is indicated by the arrow L.

1a zeigt den Verdampfer 1 mit Blick auf seine Stirnfläche, die durch die Höhe H und die Breite B definiert ist. Die Stirnseite des Verdampfers 1 zeigt insgesamt zehn Flachrohre 2, zwischen denen Wellrippen 3 angeordnet sind. Die Flachrohre 2 münden zu beiden Seiten in Sammelkästen 4, 5, die jeweils durch eine Längstrennwand 6 in zwei Kammern 7, 8 unterteilt sind (die Unterteilung der Kammer 5 ist in 1 und 1a nicht erkennbar). Die erste Flachrohrreihe 9 mündet in die Kammer 7 und die gegenüberliegende (verdeckt), während die zweite Flachrohrreihe 10 (verdeckt), dargestellt durch Pfeile 10, in die Kammer 8 und die gegenüberliegende Kammer (verdeckt) mündet. Beiderseits der Flachrohre 2 sind Seitenteile 11, 12 angeordnet, die mit den benachbarten Wellrippen 3 und auch mit den Sammelkästen 4, 5 verlötet sind. Das in Einbaulage unten liegende Seitenteil 12 weist drei längliche Aussparungen 13 auf, die teilweise den Blick auf die erste Flachrohrreihe 9 freigeben. Diese Aussparungen 13 sind für den Ablauf von Kondensat, welches sich bei feuchter Luft auf der Verdampferoberfläche bildet, vorgesehen. Der Verdampfer 1 weist zwei Kältemittelanschlüsse, nämlich einen Kältemitteleintritt 14 und einen Kältemittelaustritt 15 auf, welche über eine Kältemittelzuleitung 16 und eine Kältemittelableitung 17 mit einem Expansionsventil 18 verbunden sind ( 1b). Die Einspritzung des Kältemittels erfolgt also an unterster Stelle des Verdampfers 1, und zunächst wird die in Luftströmungsrichtung (Pfeil L) hinten liegende Rohrreihe 10 von Kältemittel durchströmt. Das Kältemittel gelangt dann in die hinten liegende Kammer 8 des Sammelkastens 4. In der Trennwand 6 sind Durchtrittsöffnungen 19 angeordnet, durch die das Kältemittel in die in Luftströmungsrichtung vorne liegende Kammer 7 übertritt (Umlenkung in der Tiefe). Von dort gelangt es in die vordere Flachrohrreihe 9 und dann in den Sammelkasten 5, dessen hintere Kammer 5a und vordere Kammer 5b in 1b erkennbar sind. Das Kältemittel wird im oberen Bereich der Kammer 5b über den Anschlussstutzen 15 abgesaugt. 1a shows the evaporator 1 looking at its face defined by the height H and the width B. The front of the evaporator 1 shows a total of ten flat tubes 2 between which corrugated ribs 3 are arranged. The flat tubes 2 open into collection boxes on both sides 4 . 5 , each by a longitudinal partition wall 6 in two chambers 7 . 8th are divided (the subdivision of the chamber 5 is in 1 and 1a not visible). The first row of flat tubes 9 flows into the chamber 7 and the opposite (hidden), while the second row of flat tubes 10 (hidden), represented by arrows 10 , in the chamber 8th and the opposite chamber (hidden) opens. On both sides of the flat tubes 2 are side parts 11 . 12 arranged with the adjacent corrugated ribs 3 and also with the collection boxes 4 . 5 are soldered. The side part lying in the installation position below 12 has three elongated recesses 13 on, some of the view of the first row of flat tubes 9 release. These recesses 13 are provided for the drainage of condensate, which forms in humid air on the evaporator surface. The evaporator 1 has two refrigerant connections, namely a refrigerant inlet 14 and a refrigerant outlet 15 on, which via a refrigerant supply line 16 and a refrigerant discharge 17 with an expansion valve 18 are connected ( 1b ). The injection of the refrigerant is thus at the bottom of the evaporator 1 , and first, the row of tubes lying in the air flow direction (arrow L) 10 flows through refrigerant. The refrigerant then passes into the rear chamber 8th of the collecting tank 4 , In the partition 6 are passageways 19 arranged through which the refrigerant in the upstream chamber in the air flow direction 7 transgresses (deflection in depth). From there it gets into the front row of flat tubes 9 and then into the collection box 5 whose rear chamber 5a and front chamber 5b in 1b are recognizable. The refrigerant is in the upper area of the chamber 5b over the connecting piece 15 aspirated.

Der Flachrohrverdampfer 1 wird – wie bereits erwähnt – liegend, also wie in der Zeichnung dargestellt, in die Klimaanlage des Kraftfahrzeuges eingebaut und von der abzukühlenden Luft in Richtung des Pfeils L angeströmt. Insofern ergibt sich für die Strömung zwischen Kältemittel und Luft ein Kreuzgegenstrom. Der Flachrohrverdampfer weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Breite B von 500 mm auf, wobei diese Breite die beiden Sammelkästen 4, 5 mit einschließt. Die Höhe N des Verdampfers beträgt 120 mm. Daraus ergibt sich ein Verhältnis von Breite B zu Höhe H von 4,16.The flat tube evaporator 1 is - as already mentioned - lying, so as shown in the drawing, installed in the air conditioning of the motor vehicle and the air to be cooled in the direction of the arrow L flows. In this respect results for the flow between refrigerant and air, a cross counterflow. The flat tube evaporator has in the illustrated embodiment, a width B of 500 mm, which width the two headers 4 . 5 includes. The height N of the evaporator is 120 mm. This results in a ratio of width B to height H of 4.16.

Verdampfer dieser Bauart weisen vorteilhafterweise Höhen im Bereich von N = 65 – 142 mm, vorzugsweise von N = 98 – 120 mm auf.Evaporators of this type advantageously have Heights in Range of N = 65 - 142 mm, preferably from N = 98-120 mm up.

2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Flachrohrrohrverdampfers 20 in schematischer Darstellung, d. h. Rohre und Rippen sind nicht dargestellt, sondern im Wesentlichen durch Strömungspfeile ersetzt. Der Flachrohrverdampfer 20 weist – ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 – ein liegendes Flachrohrbündel 21 auf, welches eine vordere Rohrbündelhälfte 21a und eine hintere Rohrbündelhälfte 21b aufweist. Die Luft, die den Flachrohrverdampfer 20 in Richtung des Pfeile L durchströmt, trifft allerdings zuerst auf die hintere Flachrohrbündelhälfte 21b. Beiderseits des Flachrohrbündels 21 sind Sammelkästen 22, 23 angeordnet, in welche die nicht dargestellten Flachrohre des Bündel 21 münden. Der in der Zeichnung links gelegene Sammelkasten 22 ist durch eine durchgehende, senkrecht angeordnete Trennwand 24 in eine vordere Kammer 22a und in eine hintere Kammer 22b unterteilt, wobei die vordere Kammer 22a eine Eintrittsöffnung 25 und die hintere Kammer 22b eine Austrittsöffnung 26 für das Kältemittel aufweist. Ein- und Austrittsöffnung 25, 26 liegen also beide auf der unteren Seite des Flachrohrverdampfers 20, der in der Lage, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, im Fahrzeug eingebaut ist. Der in der Zeichnung rechts gelegene Sammelkasten 23 weist eine senkrecht angeordnete Trennwand 27 auf, die den Sammelkasten 23 in eine vordere Kammer 23a und in eine hintere Kammer 23b unterteilt. Die Trennwand 27 weist in ihrem oberen Bereich, vorzugsweise in ihrer oberen Hälfte drei Überströmöffnungen 28 auf, welche die beiden benachbarten Kammern 23a, 23b miteinander verbindet (weniger oder mehr Öffnungen sind ebenso möglich). 2 shows a modified embodiment of a flat tube evaporator 20 in a schematic representation, ie pipes and ribs are not shown, but essentially replaced by flow arrows. The flat tube evaporator 20 has - similar to the embodiment according to 1 - a lying flat tube bundle 21 on which a front tube bundle half 21a and a rear tube bundle half 21b having. The air, the flat tube evaporator 20 flows through in the direction of arrows L, but first meets the rear flat tube bundle half 21b , On both sides of the flat tube bundle 21 are collection boxes 22 . 23 arranged, in which the flat tubes, not shown, of the bundle 21 lead. The collection box left in the drawing 22 is by a continuous, vertically arranged partition 24 in a front chamber 22a and in a rear chamber 22b divided, the front chamber 22a an entrance opening 25 and the rear chamber 22b an outlet opening 26 for the refrigerant. Inlet and outlet 25 . 26 So both are on the lower side of the flat tube evaporator 20 which is installed in the vehicle, as shown in the drawing. The collection box located on the right side of the drawing 23 has a vertically arranged partition wall 27 on that the collecting box 23 in a front chamber 23a and in a rear chamber 23b divided. The partition 27 has in its upper region, preferably in its upper half three overflow openings 28 on which the two adjacent chambers 23a . 23b miteinan which connects (fewer or more openings are also possible).

Der Flachrohrverdampfer 20 wird zweiflutig von Kältemittel durchströmt, und zwar in folgender Weise: das Kältemittel tritt in Richtung des Pfeils E über die Öffnung 25 in die vordere Kammer 22a ein und strömt dann durch das vordere Rohrbündel 21a, den Pfeilen V folgend, in die Kammer 23a auf der rechten Seite des Verdampfers 20. Das Kältemittel tritt in flüssigem Zustand in die Kammer 23a ein und wird auf dem Wege zur Kammer 23a teilweise verdampft, d. h. ein Teil des in die Kammer 23a einströmenden Kältemittels ist noch flüssig. Daher sind die Überströmöftnungen 28 im oberen Bereich der Trennwand 27 angeordnet, so dass ein Überströmen von flüssigem Kältemittel von der vorderen Kammer 23a in die hintere Kammer 23b verhindert wird. Durch die Überströmöftnungen 28 tritt somit vorwiegend Kältemittel in dampfförmigem Zustand in die Kammer 23b über – hier erfolgt also in Richtung des Pfeils U die Umlenkung des Kältemittels „in der Tiefe", d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung L. Aus der Kammer 23b tritt das Kältemittel dann in das hintere Rohrbündel 21b ein und durchströmt dieses in Richtung des Pfeils R, bis es in die Austrittskammer 22b gelangt. Von dort tritt das Kältemittel in dampfförmigem Zustand durch die Austrittsöffnung 26 im unteren Bereich der Kammer 22b aus dem Flachrohrverdampfer 20 aus.The flat tube evaporator 20 Refrigerant flows in a double-flow manner in the following way: the refrigerant passes through the opening in the direction of the arrow E 25 in the anterior chamber 22a and then flows through the front tube bundle 21a , following the arrows V, into the chamber 23a on the right side of the evaporator 20 , The refrigerant enters the chamber in a liquid state 23a and is on the way to the chamber 23a partially evaporated, ie part of the in the chamber 23a inflowing refrigerant is still liquid. Therefore, the Überströmöftnungen 28 in the upper part of the partition 27 arranged so that an overflow of liquid refrigerant from the front chamber 23a in the rear chamber 23b is prevented. By the Überströmöftnungen 28 thus occurs predominantly refrigerant in the vapor state in the chamber 23b In this case, in the direction of the arrow U, the deflection of the refrigerant "in the depth", ie, opposite to the direction of air flow L., takes place from the chamber 23b the refrigerant then enters the rear tube bundle 21b and flows through this in the direction of the arrow R until it enters the exit chamber 22b arrives. From there, the refrigerant enters the vapor state through the outlet opening 26 in the lower part of the chamber 22b from the flat tube evaporator 20 out.

Durch diese Anordnung, d. h. die in der Trennwand 27 oben angeordneten Überströmöftnungen 28 bei unten liegendem Ein- und Auslass E, A wird erreicht, dass nur dampfförmiges Kältemittel abgesaugt wird und somit eine Regelung über ein herkömmliches Expansionsventil möglich ist.By this arrangement, ie in the partition 27 above arranged Überströmöftnungen 28 at the bottom inlet and outlet E, A is achieved that only vapor refrigerant is sucked and thus a control of a conventional expansion valve is possible.

Eine weitere, hier nicht dargestellte Ausführungsform des Flachrohrverdampfers ist möglich, und zwar mit oben liegendem Einlass E und Auslass A (entsprechend 2). Der Verdampfer 20 gemäß 2 wäre um seine Längsachse um 180° zu drehen, so dass die Eintrittsöffnung 25 und die Austrittsöffnung 26 oben lägen und die Überströmöftnungen 28 in die unter Hälfte der Trennwand 27 zu liegen kämen. Das flüssige Kältemittel würde dann im Wesentlichen im unteren Bereich des Verdampfers bleiben, so dass nur dampfförmiges Kältemittel abgesaugt würde.A further, not shown embodiment of the flat tube evaporator is possible, with the top inlet E and outlet A (corresponding 2 ). The evaporator 20 according to 2 would be about 180 ° to turn its longitudinal axis, so that the inlet opening 25 and the exit opening 26 above and the Überströmöftnungen 28 in the lower half of the partition 27 to come to rest. The liquid refrigerant would then remain substantially at the bottom of the evaporator, so that only vaporous refrigerant would be sucked.

Die aus dem Flachrohrverdampfer austretende Luft führt einen Teil des Kondensats, welches sich auf der Verdampferoberfläche bildet, mit sich, was zu unerwünschtem Spritzwasser führen würde. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn in Luftströmungsrichtung L hinter dem Verdampfer ein an sich bekanntes, hier nicht dargestelltes Spritzwassergitter angeordnet wäre, welches das Spritzwasser auffängt und nach unten ableitet bzw. abtropfen lässt.The emerging from the flat tube evaporator Air leads a part of the condensate which forms on the evaporator surface, with you, which is undesirable Run splash water would. Out For this reason, it is advantageous if in the air flow direction L behind the evaporator a known per se, not shown here Splash grate would be arranged which absorbs the splashing water and drains down or drips down.

3 zeigt einen Leistungsvergleich zwischen konventioneller Verdampferbauweise mit senkrechten Rohren und erfindungsgemäßer Bauweise mit liegenden Rohren. Dabei ist die Leistung des Verdampfers aufgetragen über der verbauten Stirnfläche einschließlich der Sammlerbezogen auf die 1a und 2a entspricht die Stirnfläche also dem Produkt B × N. Die gestrichelte Linie E zeigt die Leistung für die erfindungsgemäße Bauweise für Stirnflächen von 4 bis 6,5 qdm bei gleich bleibender Höhe von H = 120 mm, beginnend mit einer Breite von B = 350 mm (entsprechend einer Stirnfläche von 4,2 qdm). Dies entspricht einem Verhältnis B zu H von 2,9. Der Stirnfläche von 6,5 qdm entspricht eine Breite von B = 540 mm, was ein Verhältnis von B zu N gleich 4,5 bedeutet. Die durchgezogene Kurve K, die deutlich unter der Kurve E liegt, bezieht sich auf Verdampfer in konventioneller Bauweise, d. h. mit senkrecht verlaufenden Rohren, waagerecht verlaufenden Sammelkästen innerhalb eines Verhältnisses von B zu N von 2,9 bis 5,4. Die Minderleistung gegenüber der erfindungsgemäßen Bauweise ergibt sich aus einer Vielzahl von Kältemittelumlenkungen und dem daraus resultierenden kältemittelseitigen Druckabfall. 3 shows a performance comparison between conventional evaporator design with vertical tubes and inventive design with horizontal tubes. The performance of the evaporator is applied over the installed end face including the collector related to the 1a and 2a Thus, the end face corresponds to the product B × N. The dashed line E shows the performance for the inventive construction for end faces of 4 to 6.5 qdm at a constant height of H = 120 mm, starting with a width of B = 350 mm ( corresponding to a face area of 4.2 qdm). This corresponds to a ratio B to H of 2.9. The 6,5 qdm face corresponds to a width of B = 540 mm, which means a ratio of B to N equal to 4,5. The solid curve K, clearly below the curve E, refers to evaporators of conventional design, ie with vertical tubes, horizontally extending headers within a B to N ratio of 2.9 to 5.4. The reduced power compared to the construction according to the invention results from a multiplicity of refrigerant deflections and the resulting refrigerant-side pressure drop.

4 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem der spezifische Nutzraum, d. h. das Verhältnis von Nutzraum zu Bauraum aufgetragen ist über der freien Stirnfläche (hierbei handelt es sich um das Produkt B' × H, wobei B' die um die Höhe der Sammelkästen reduzierte Breite ist). Die obere gestrichelte Kurve E entspricht der erfindungsgemäßen Bauweise, während die darunter liegende waagerecht verlaufende Kurve K der konventionellen Bauweise mit senkrechten Rohren entspricht. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Bauweise mit liegenden Rohren eine relativ größere freie Stirnfläche bietet, weil der Anteil der Sammelkästen an der gesamten Stirnfläche wesentlich geringer ist, als dies bei der konventionellen Bauweise bei einem derartigen Verhältnis von Breite zu Höhe der Fall ist. 4 shows another diagram in which the specific usable space, ie the ratio of usable space to installation space is plotted over the free end face (this is the product B '× H, where B' is the width reduced by the height of the collecting boxes) , The upper dashed curve E corresponds to the construction according to the invention, while the underlying horizontally extending curve K corresponds to the conventional construction with vertical tubes. It is readily apparent that the inventive construction with lying tubes provides a relatively larger free end face, because the proportion of headers on the entire end face is substantially lower than is the case with the conventional construction in such a width-to-height ratio ,

5 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem der luftseitige Druckabfall am Verdampfer aufgetragen ist über der Gesamtstirnfläche einschließlich der Fläche der Sammler. Auch hier bezeichnet die gestrichelte Linie E wieder die erfindungsgemäße und die durchgezogene Linie K die konventionelle Bauweise. Der Druckabfall für die Erfindung fällt also wesentlich günstiger aus. Dieser Vorteil zu Gunsten der Erfindung ergibt sich wiederum aufgrund der geringeren Anteile der Sammelkästen an der Gesamtstirnfläche bei der Erfindung. 5 shows another diagram in which the air-side pressure drop across the evaporator is plotted over the total end face including the surface of the collector. Again, the dashed line E again the inventive and the solid line K denotes the conventional construction. The pressure drop for the invention is therefore much cheaper. This advantage in favor of the invention results in turn due to the lower proportions of the collecting boxes on the entire end face in the invention.

Claims

Evaporator for air conditioning systems of motor vehicles, consisting of parallel running, a refrigerant-carrying flow channels, arranged in air between the flow channels arranged ribs and at least one collecting chamber with refrigerant inlet and / or outlet openings, wherein the evaporator is a block with a measured in the vertical Height H and one measured in the horizontal Having width B, the product of H x B results in the end face of the evaporator, characterized in that the flow ducts in the installed position lying, that is substantially horizontal and the collection chamber / n in the vertical direction can flow through are arranged, and that the ratio V of width B to height H has the following range: 2.5 ≦ V ≦ 6, preferably 3.5 ≦ V ≦ 5.

Evaporator according to claim 1, characterized in that the Flow channels and the collection chambers are integrated in slices and form a disk evaporator.

Evaporator according to claim 1, characterized in that the flow channels as flat tubes ( 2 ) and the collecting chambers as collecting boxes ( 4 . 5 ; 22 . 23 ) into which the flat tubes ( 2 ), are formed.

Evaporator according to claim 3, characterized by two rows ( 9 . 10 ) of flat tubes ( 2 ) and on both sides of the flat tube ends arranged collecting boxes ( 4 . 5 ), each in two chambers ( 7 . 8th ; 5a . 5b ) for each flat tube row ( 9 . 10 ) are divided.

Evaporator according to claim 4, characterized in that the refrigerant inlet opening ( 14 ) in the lower part of a chamber ( 5a ) of a collecting tank ( 5 ) is arranged.

Vaporizer according to claim 4 or 5, characterized in that the refrigerant outlet opening ( 15 ) in the upper area of a chamber ( 5b ) of a collecting tank ( 5 ) is arranged.

Evaporator according to claim 5 or 6, characterized in that the refrigerant inlet and outlet openings ( 14 . 15 ) on the same collection box ( 5 ) are arranged.

Evaporator according to one of claims 4 to 7, characterized by a double flooding (V, R) with a deflection U of refrigerant in the depth, d. H. against the air flow direction L.

Evaporator according to claim 7 or 8, characterized in that the refrigerant inlet and outlet openings ( 25 . 26 ) in the lower area of a collecting tank ( 22 ) and that the other collection box ( 23 ) a vertical partition ( 27 ) with overflow openings ( 28 ), which are arranged in the upper region.

Evaporator according to claim 7 or 8, characterized in that the refrigerant inlet and outlet openings are arranged in the upper part of a collecting tank and that the other collection box a vertical partition with overflow openings has, which are arranged in the lower area.

Evaporator according to one of the preceding claims 3 to 10, characterized in that on both sides of the flat tube rows ( 9 . 10 ) Side parts ( 11 . 12 ) are arranged, wherein the lower side part ( 12 ) Recesses ( 13 ) for the drainage of condensate.