DE10261886A1

DE10261886A1 - Gegenstromwärmetauscher mit optimalem sekundärem Querstrom

Info

Publication number: DE10261886A1
Application number: DE10261886A
Authority: DE
Inventors: Haiping Hong; Fred Georg Schroeder; Zhongping Zeng; Chao Abraham Zhang
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2003-07-17
Also published as: GB2383631A; US20030121648A1; GB0227074D0

Abstract

Ein Verfahren zum Wärmeaustausch, das das Strömen eines Hochdruck-Hochdrucktemperatur-Fluids in einer Rohrleitung im Allgemeinen entlang einer ersten Richtung und das Strömen eines Niederdruck-Niedertemperatur-Fluids in einem ersten Spalt, der zwischen der ersten Wand und einem ersten, am nahesten zur ersten Wand positionierten Teil der Rohrleitung gebildet wird, und in einem zweiten Spalt, der zwischen der zweiten Wand und einem zweiten, am nahesten zur zweiten Wand positionierten Teil der Rohrleitung gebildet wird, beinhaltet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Sachgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, wie z. B. einen Gegenstromwärmetauscher.

Diskussion der einschlägigen Technik

Es ist im Fachgebiet allgemein bekannt, dass Gegenstromwärmetauscher besonders in Klimaanlagen von Motorfahrzeugen, wie z. B. CO₂-Klimaanlagen, angewendet werden können, um einen Akkumulator und einen internen Wärmetauscher des Kältemittelkreislaufsystems in einer integrierten Anordnung zur Verfügung zu stellen.
Beispiele von bekannten Wärmetauschern sind in den US-Patenten 3,955,375 und 4,895,203 und in der deutschen veröffentlichten Patentanmeldung DE 196 35 454 A1 enthalten. Der gesamte Inhalt der US-Patente 3,955,375 und 4,895,203 ist durch die Bezugnahme hierin enthalten.
In allen oben genannten Patenten und Patentoffenbarungen ist eine Spiralrohrwendel im direkten Kontakt mit der inneren und der äußeren Wand der Wärmetauschereinheit zwischen den beiden Wänden angeordnet. Während außerhalb der Rohrleitung sowie zwischen innerer und äußerer Wand der Wärmetauschereinheit ein Niederdruck-Niedertemperatur-Fluid strömt, strömt in der Rohrleitung ein Hochdruck-Hochtemperatur-Fluid. Eine solche Konstruktion kann mehrere Nachteile haben. Erstens weist, wie die in Fig. 1 dargestellte numerische Strömungssimulation zeigt, das Fluid außerhalb der Rohrleitung Gebiete höherer Temperatur auf, die sich dort bilden, wo das Spiralrohr die innere und die äußere Wand berührt. Das wird vermutlich durch den Kontakt zwischen dem Spiralrohr und den Wänden verursacht, der die Geschwindigkeit des Fluidstroms und damit den Wärmeaustausch reduziert. Damit ist der Wärmeaustausch entlang des Spiralrohrs ungleichmäßig.
Ein anderer Nachteil der bekannten Spiralwärmetauschereinheit ist, dass der physische Kontakt zwischen dem Spiralrohr und der inneren und der äußeren Wand den Strömungsweg entlang des Spiralrohrs eingeengt wird und damit den Druckabfall verstärkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der eine erste Wand enthält, die sich in eine erste Richtung erstreckt und einen ersten Umfang in einer Ebene darstellt, die senkrecht zur ersten Richtung steht, und eine zweite Wand, die einen zweiten Umfang darstellt und sich innerhalb des ersten Umfangs befindet, wobei die erste und die zweite Wand so voneinander getrennt sind, dass sich zwischen ihnen ein Raumvolumen ergibt. Auf einem oberen Abschnitt der ersten Wand und einem oberen Abschnitt der zweiten Wand ist ein Deckel befestigt, und auf einem unteren Abschnitt der ersten Wand und einem unteren Abschnitt der zweiten Wand ist ein Boden befestigt. Eine Spiralrohrleitung ist in dem Raumvolumen angeordnet, wobei mindestens ein Teil der Spiralrohrleitung weder die erste noch die zweite Wand berührt, so dass ein erster Spalt zwischen der ersten Wand und einem ersten, am nahesten zur ersten Wand positionierten Abschnitt der Spiralrohrleitung und ein zweiter Spalt zwischen der zweiten Wand und einem zweiten, am nahesten zur zweiten Wand positionierten Abschnitt der Spiralrohrleitung gebildet wird. Ein erstes Fluid strömt in der Spiralrohrleitung, und ein zweites Fluid strömt im ersten und zweiten Spalt.
Eine zweite Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmeaustausch, das das Strömen eines Hochdruck-Hochtemperatur-Fluids in einer Spiralrohrleitung im Allgemeinen entlang einer ersten Richtung und das Strömen eines Niederdruck-Niedertemperatur-Fluids in einem ersten Spalt, der zwischen der ersten Wand und einem ersten, am nahesten zur ersten Wand positionierten Abschnitt der Rohrleitung gebildet wird, und in einem zweiten Spalt, der zwischen der zweiten Wand und einem zweiten, am nahesten zur zweiten Wand positionierten Abschnitt der Rohrleitung gebildet wird, umfasst.
Jede Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil einer Verbesserung des Wärmeaustauschs und der Verminderung des Druckabfalls.
Die Erfindung sowie die verfolgten Ziele und sich ergebenden Vorteile sind am besten durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch einen Seitenquerschnitt einer über numerische Strömungssimulation erhaltenen Temperaturverteilung eines Wärmetauschers ohne die zwischen einer Spiralrohrleitung und Wänden des Wärmetauschers gebildeten Spalte.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische, teilweise freigelegte Ansicht eines Wärmetauschers entsprechend der Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Unteransicht des Wärmetauschers von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Seitenquerschnitt des Wärmetauschers von Fig. 2 entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Seitenquerschnitt des eingekreisten Ausschnitts A des Wärmetauschers von Fig. 4.
Fig. 6 zeigt schematisch einen Seitenquerschnitt einer über numerische Strömungssimulation erhaltenen Temperaturverteilung eines Wärmetauschers der Fig. 2-5.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Bezug nehmend auf die Zeichnungen zeigen die Fig. 2-5 eine Ausgestaltung eines Wärmetauschers 100, der den internen Wärmeaustausch mit den Funktionen eines Kältemittelakkumulators verbindet, wie z. B. Verhindern, dass Flüssigkeit zum Kompressor gelangt, Kältemittelspeicher, Ölzirkulation, Trocknung und Sensorzubehör. Der in Fig. 2 gezeigte Wärmetauscher 100 kann insbesondere zur Kältemittelzirkulation einer Klimaanlage eines Motorfahrzeugs verwendet werden, in der CO₂, R134a oder ein anderes konventionelles Kältemittel benutzt wird. Auf der Niederdruckseite enthält der Kollektorteil des Wärmetauschers 100 eine Akkumulationswärmeübergangskammer 108, die an den Verdampfer angrenzt, während sich auf der Hochdruckseite der Wärmetauscher 100 zwischen einem Kondensator oder Gaskühler und einem Ausdehnungsventil befindet.
Der Wärmetauscher 100 enthält eine Gesamt- oder äußere Zylinderwand 102 und eine Hochdruck-Hochtemperatur-Rohrleitung 104, die spiralförmig innerhalb der äußeren Zylinderwand 102 liegt. Die aufeinander folgenden Windungen der Spiralrohrleitung 104 haben einen Abstand von etwa 2 mm zueinander. Die Spiralrohrleitung 104 ist aus hochwärmeleitendem Material gefertigt und schafft eine große Wärmeaustauschfläche in einem begrenzten Volumen.
Um die Effektivität des Wärmeaustauschs des Wärmetauschers 100 zu erhöhen, ist eine innere Zylinderwand 106 innerhalb der äußeren Zylinderwand 102 positioniert. Die innere Zylinderwand 106 und die äußere Zylinderwand 102 liegen koaxial zueinander und bilden zwischeneinander einen Teil einer Akkumulationswärmeübergangskammer 108. Der Wärmetauscher 100 enthält einen Zylinderdeckel 110, der an den oberen Rändern der inneren und äußeren Zylinderwand 106 und 102 befestigt ist. Analog ist ein Boden 112 an den unteren Rändern der inneren und äußeren Zylinderwand 106 und 102 befestigt. Der Zylinderdeckel 110 und der Boden 112 bilden jeweils eine Dichtung zur inneren und äußeren Zylinderwand 106 und 102. Die innere Zylinderwand 106 hat einen Innendurchmesser von etwa 60 mm, während die äußere Zylinderwand 102 einen Innendurchmesser von etwa 80 mm hat. Sowohl die innere als auch die äußere Zylinderwand haben eine Länge von etwa 200 mm. Die Wände 106 und 102 sind aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von etwa 2 mm gefertigt.
Es ist zu beachten, dass die innere Zylinderwand 106 mit dem Zylinderdeckel 110 oben und mit der äußeren Zylinderwand 102 unten über Presspassung verbunden, hartgelötet oder geschweißt sein kann und damit die Niederdruck-Niedertemperatur-Seite des Kältemittels in der Wärmeübergangskammer 108 einschließt. Die innere Zylinderwand 106 trennt das Niederdruck-Niedertemperatur-Kältemittel ab, das sich in der Wärmeübergangskammer 108 zwischen der inneren Zylinderwand 106 und der äußere Zylinderwand 102 befindet und an der Außenseite der Spiralrohrleitung 104 entlangströmt. Außerdem sichert die innere Zylinderwand 106, dass die für Gegenstromwärmeaustausch genutzte Spiralrohrleitung 104 zwischen den zwei Zylinderwänden 102, 106 kompakt untergebracht ist.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ist die Spiralrohrleitung 104 in der Wärmeübergangskammer 108 so angeordnet, dass die Spiralrohrleitung 104 zwischen der inneren Zylinderwand 106 und äußeren Zylinderwand 102 liegt, ohne sie zu berühren, so dass sich ein innerer Seitenspalt 114 und ein äußerer Seitenspalt 116 ergeben. Die Seitenspalte 114 und 116 erstrecken sich über die gesamte Länge der Spiralrohrleitung 104. Wie in der Schnittdarstellung von Fig. 5 gezeigt, ist für den inneren Seitenspalt 114 der innerste Teil 118 der Spiralrohrleitung 104 in einem Abstand d1 zwischen 0,2 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,3 mm, von der inneren Zylinderwand 106 angeordnet. Für den äußeren Seitenspalt 116 ist der äußerste Teil 120 der Spiralrohrleitung 104 in einem Abstand d2 zwischen 0,2 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,3 mm, von der äußeren Zylinderwand 102 angeordnet. Die Abstände d1 und d2 sind so gewählt, dass innerer und äußerer Seitenspalt 114 und 116 den Druckabfall an der Niederdruckseite ohne nachteilige Auswirkung auf die Wärmeaustauschleistung vermindern. Die Abstände d1 und d2 können ungefähr gleich sein. Es gibt für eine Maximierung des Wärmeaustauschs optimale Spaltbreiten d1, d2, wie z. B. 0,3 mm. Die Spalte können von diesem optimalen Wert an stets vergrößert werden, um den Druckabfall weiter zu vermindern, wobei der Wärmeaustausch beeinflusst werden kann. Allerdings ist die Verminderung des Druckabfalls rascher als die Verminderung der Wärmeaustauschleistung, wenn die Spaltbreiten sehr klein sind.
Es ist zu beachten, dass die Breiten d1, d2 als Funktion des vertikalen Abstands z zwischen zwei benachbarten Spiralrohrleitungskrümmungen so variiert werden können, dass eine optimale Kombination von hohem Wärmeübergang und niedrigem Druckabfall erreicht wird. Der optimale Wert der Breiten d1, d2 ist eine Funktion des vertikalen Abstands z. Insbesondere ist das Verhältnis der Breiten d1, d2 zum Abstand z vorzugsweise etwa 0,1.
Ohne eine bestimmte Theorie zu beachten, wird angenommen, dass die Seitenspalte 114 und 116 einen sekundären Bypass-Strom für den Kältemittelstrom der Niederdruckseite erzeugen, der in erster Linie dem Verlauf der Spiralrohrleitung 104 folgt und deshalb die Strömungsgeschwindigkeit entlang der Spiralrohrleitung 104 wesentlich reduziert. Ein solcher zweiter Bypass-Strom veranlasst einen Teil des Kältemittels der Niederdruckseite, zwischen den beiden Spalten 114 und 116 zu strömen. Dieser zweite Bypass-Strom kann eine wesentliche Verringerung des Druckabfalls ermöglichen. Zum Beispiel wird eine erhebliche Verringerung des Gesamtdruckabfalls (etwa 50%) auf der Niederdruckseite ohne eine wesentliche Verringerung des Wärmeübergangs mit Breiten d1, d2 erreicht, die einen Wert von je etwa 0,3 mm haben. In diesem Beispiel wird eine Erhöhung des Wärmeaustauschs um 2% bis 15% erreicht. Der Anteil der Verringerung des Druckabfalls auf der Niederdruckseite entlang der eigentlichen Spiralwendel ohne die Effekte am Ein- und Auslassanschluss ist viel höher.
Es wird ferner angenommen, dass die Seitenspalte 114 und 116 außerdem ein gleichmäßigeres Strömen auf der Niederdruckseite überall am Umfang der Spiralrohrleitung 104 ermöglichen. Wie in Fig. 1 dargestellt, haben Wärmetauscher ohne Seitenspalte an den Stellen eine höhere Temperatur, wo die Spiralrohrleitung die Wände berührt und an denen der Durchsatz sehr gering ist. Andererseits gibt es in dem Fall der in den Fig. 2-5 gezeigten Ausgestaltung der Erfindung keine höheren Temperaturen an den Stellen, wo sich die Spiralrohrleitung am dichtesten an der Wand befindet und es einen Querstrom von einer Spiralwindung zur anderen gibt, der, wie in Fig. 6 gezeigt, die Wärme von der Hochdruckseite abführt. Das ermöglicht einen besseren Wärmeaustausch an allen Querschnitten der Rohrleitung. Zusätzlich strömt das Kältemittel der Hochtemperaturseite in Richtung des Kältemittels der Niedertemperaturseite entgegen, das zusätzlich zum Primärstrom ohne hohen Druckabfall einen sekundären Querstrom hat. Der Vorteil des Gegenstromwärmetauschers wird bewahrt, so dass der Wärmeaustausch eine hohe Effektivität besitzt.
Neben dem Vorteil der Verminderung des Druckabfalls ohne wesentliche Beeinflussung der Wärmeaustauscheigenschaften ermöglichen die Spalte 114 und 116 mehr Windungen der Spiralrohrleitung 104 pro Längeneinheit der Wände 102, 106, ohne dass es zu hohem Druckabfall kommt. Außerdem ermöglichen die Spalte 114 und 116 eine einfache Maßüberwachung, was den Abstand zwischen den aufeinander folgenden Windungen der Spiralrohrleitung 104 anbelangt.
Der Teil der Wärmeübergangskammer 108, der nicht durch die Spiralrohrleitung 104 besetzt oder belegt ist, ermöglicht es dem Niederdruck-Niedertemperatur-Kältemittel, wie z. B. CO₂ oder R134a, entlang des Wegs des Hochdruck-Hochtemperatur-Kältemittels in der Spiralrohrleitung 104 zu strömen, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Eine solche Konstruktion schafft die Möglichkeit, die Wärmetauschrohrleitung kompakt anzuordnen, und ermöglicht den Gegenstromwärmeaustausch.
Es ist zu beachten, dass die innere Zylinderwand 106 als Isolator zwischen dem flüssigen Kältemittel und dem Hochdruck-Hochtemperatur-Kältemittel verwendet werden kann. Außerdem kann die äußere Zylinderwand 102 isoliert sein, um das Absorbieren von Wärme aus einem Motorraum durch das Niederdruck-Niedertemperatur-Kältemittel zu verhindern.
Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich der Einlass 118 der Spiralrohrleitung 104 durch den Boden 112 bis zum Absatz 119 der äußeren Zylinderwand 102, während der Auslass 120 der Spiralrohrleitung 104 aus dem Zylinderdeckel 110 ragt. Der Einlass 118 und der Auslass 120 bilden Dichtungen mit dem Boden 112 bzw. dem Zylinderdeckel 110. Das Hochdruck- Hochtemperatur-Fluid strömt vom Einlass 118 dann durch den Spiralteil der Rohrleitung 104 und schließlich durch den Auslass 120 hinaus.
Das Niederdruck-Niedertemperatur-Fluid strömt im Allgemeinen in eine Richtung entgegen der des Hochdruck-Hochtemperatur-Fluids. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Einlass 122 für das Niederdruck-Niedertemperatur-Fluid im Zylinderdeckel 110 angeordnet. Ein Auslass 124 für das Niederdruck-Niedertemperatur-Fluid ist im Boden 112 angeordnet.
Im Betrieb strömt ein Hochdruck-Hochtemperatur-Fluid, wie z. B. CO₂ oder R134a, von einem Gaskühler 126 oder Kondensator 128 entlang des Hochdruck-Hochtemperatur-Einlasses 118, strömt durch den Spiralwindungsteil der Spiralrohrleitung 104 und tritt am Hochdruck- Hochtemperatur-Auslass 120 aus, der an einem Ausdehnungsventil und an einem Einlass eines Verdampfers 130 angeschlossen ist. Während das Hochdruck-Hochtemperatur-Fluid vom Einlass 118 zum Auslass 120 strömt, strömt das Niederdruck-Niedertemperatur-Fluid vom Auslass des Verdampfers 130 den Niederdruckeinlass 122 entlang und in die Wärmeübergangskanmer 108 zwischen den Wänden 102, 106 und der Spiralrohrleitung 104. Der flüssige Teil des Niederdruck-Niedertemperatur-Fluids setzt sich hauptsächlich am Boden des Akkumulators 100 ab, während der dampfförmige Teil des Niederdruck-Niedertemperatur- Fluids aus dem Akkumulator 100 über das Oberteil 132 eines J-Rohrs 134 austritt. Die Aufgabe des J-Rohrs 134 besteht darin, Öl aufzunehmen und zu verhindern, dass flüssiges Kältemittel zum Kompressorbereich gelangt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Ablassfilter 135 am J-Rohr 134 befestigt. Das Ablassfilter 135 entfernt einen bestimmten Teil der Flüssigkeit aus dem Akkumulator 100.
Ein oder mehrere Ölansaugbohrungen (nicht dargestellt) sind im unteren Teil des Akkumulators 100 vorgesehen. Die Ölansaugbohrungen sind so dimensioniert, dass das viskosere Fluid in einer bestimmten erforderlichen Menge infolge der Saugwirkung aus dem Akkumulator 100 gesaugt wird. Das im Akkumulator 100 zwischengespeicherte Kältemittel befindet sich im unteren Teil über dem abgesetzten Öl im flüssigen Zustand und im oberen Bereich im gasförmigen Zustand.
Als Ergebnis der Saugwirkung des Kompressors 125 strömt der Dampf im J-Rohr 134 in den Raum 136, der von der inneren Zylinderwand 106 umschlossen ist, und strömt aus dem Raum 136 über einen Auslass 138 des J-Rohrs 134, der sich dicht unter der Oberkante der inneren Zylinderwand 106 befindet. Der Auslass 138 befindet sich im Fluidaustausch mit der Wärmeübergangskammer 108, die der nicht durch die Spiralrohrleitung 104 eingenommene Raum zwischen den beiden Wänden 102 und 106 darstellt. Der Dampf strömt abwärts in die Wärmeübergangskammer 108 zwischen die Windungen der Spiralrohrleitung 104 und dem Raum zwischen der Spiralrohrleitung und innerer und äußerer Wand, und strömt in einen Rücklaufraum, wo er durch die Saugbohrungen wieder aufgenommen wird und aus dem im Boden 112 befindlichen Niederdruck-Niedertemperatur-Auslass 124 austritt. Der Auslass 124 ist über ein Rohr und einen Schlauch am Kompressor 125 angeschlossen.
Es ist zu beachten, dass eine leckfreie Verbindung nur an den Verbindungsstücken benötigt wird, um das Niederdruck-Niedertemperatur-Kältemittel einzuschließen. Eine solche leckfreie Verbindung müssen die Zylinderverbindung an der Deckelaußenseite, die auch die höchste Verbindungsfestigkeit erfordert, um dem Druck standzuhalten, und die Ein- und Auslassfittings haben. Die anderen inneren Verbindungsstellen sind hinsichtlich der Dichtung weniger anspruchsvoll; Hartlöten genügt den Anforderungen, ist aber nicht immer erforderlich.
Es ist möglich, entweder an den Berührungsflächen beider Zylinderwände oder an der Spiralrohrleitung 104 Oberflächenunebenheiten zu schaffen. Zum Beispiel können die innere und äußere Zylinderwand ein derartiges Profil haben. Danach werden die Zylinderwände und die Spiralrohrleitung 104 positioniert und die innere Zylinderwand 106 wird geweitet, so dass die Spiralrohrleitung 104 an beiden Seiten eng anliegt, wobei durch die Unebenheiten zwischen der Spiralrohrleitung 104 und innerer und äußerer Zylinderwand die optimalen Seitenspalte geschaffen werden.
In einer anderen Variante der Erfindung ist die einzelne Spiralrohrleitung 104 der Fig. 2, 4 und S durch eine Doppelspiralrohrleitung ersetzt. Damit ist im Wärmetauscher 100 mehr Wärmetauschrohrleitung untergebracht.
Eine andere Ausgestaltung des Wärmetauschers entsprechend der Erfindung betrifft ein Verändern des Strömungsschemas des Wärmetauschers 100 der Fig. 2-5. Das wird durch Veränderung des Wärmetauschers 100 der Fig. 2-5 in der Weise erreicht, dass die Spiralrohrleitung 104 einen am oberen Zylinderdeckel 110 angeordneten Einlass und einen am Boden 112 befindlichen Auslass besitzt. Ein an der Wärmeübergangskammer 108 erforderlicher Temperatur- und/oder Druckwandler kann auf der Oberseite des Wärmetauschers 100 befestigt sein. In dieser Ausgestaltung strömt das Hochdruck-Hochtemperatur-Fluid vom Gaskühler oder Kondensator den Hochdruck-Hochtemperatur-Einlass entlang, strömt durch die Spiralrohrleitung 104 von oben zum Boden des Wärmetauschers 100 und tritt aus dem Hochdruck-Hochtemperatur-Auslass aus, der am Verdampfer angeschlossen ist. Während das Hochdruck-Hochtemperatur-Fluid abwärts strömt, strömt das Niederdruck-Niedertemperatur- Fluid nach Eintritt durch den Boden 112 über die innere Zylinderwand 106 und in die Wärmeübergangskammer 108 aufwärts. Der flüssige Anteil des Niederdruck-Niedertemperatur- Fluids setzt sich hauptsächlich am Boden des Akkumulators ab, während der dampfförmige Anteil des Niederdruck-Niedertemperatur-Fluids aus dem Akkumulator über das Oberteil 132 eines J-Rohrs 134 austritt. Ein Ablassfilter 135 am J-Rohr 134 befestigt. Ein oder mehrere Ölansaugbohrungen sind im unteren Teil des Akkumulators angeordnet. Aufbau und Aufgaben des J-Rohrs 134 und der Ansaugbohrungen sind dieselben wie beim Wärmetauscher 100. In dieser Ausgestaltung erfüllt das Ablassfilter 135 neben der Aufnahme von Öl eine zusätzliche Funktion, indem es einen bestimmten Anteil an Flüssigkeit aus dem Akkumulator aufnimmt.
Der Dampfanteil des Niederdruck-Niedertemperatur-Fluids strömt dann zwischen den Windungen der Spiralrohrleitung 104 und dem inneren und äußeren Seitenspalt 114 bzw. 116. Der Dampfanteil tritt durch den am Zylinderdeckel 110 befindlichen Niederdruck- Niedertemperatur-Auslass aus. Der Auslass ist über ein Rohr und einen Schlauch am Kompressor angeschlossen.
Die voranstehende Beschreibung dient der Darstellung der Erfindung und ist nicht als Beschränkung aufzufassen. Es können zahlreiche Zusätze, Ersetzungen und andere Änderungen an der Erfindung ausgeführt werden, ohne dass von ihrem in den angehängten Ansprüchen festgelegten Geltungsbereich abgewichen wird.

Claims

1. Einen Wärmetauscher, bestehend aus:
einer ersten Wand, die sich in eine erste Richtung erstreckt, und einen ersten Umfang in einer Ebene definiert, die senkrecht zur ersten Richtung steht;
einer zweiten Wand, die einen zweiten Umfang definiert und sich innerhalb des ersten Umfangs befindet, wobei die erste Wand und die zweite Wand so voneinander getrennt sind, dass sich zwischen ihnen ein Raumvolumen ergibt;
einem Deckel, der an einem oberen Abschnitt der ersten Wand und einem oberen Abschnitt der zweiten Wand befestigt ist;
einem Boden, der an einem unteren Abschnitt der ersten Wand und einem unteren Abschnitt der zweiten Wand befestigt ist;
einer Spiralrohrleitung, die im Raumvolumen positioniert ist, wobei mindestens ein Teil der Spiralrohrleitung weder die erste Wand noch die zweite Wand berührt, so dass ein erster Spalt zwischen der ersten Wand und einem ersten, am nahesten zur ersten Wand positionierten Teil der Spiralrohrleitung und ein zweiter Spalt zwischen der zweiten Wand und einem zweiten, am nahesten zur zweiten Wand positionierten Teil der Spiralrohrleitung gebildet wird und
einem ersten Fluid, das in der Spiralrohrleitung strömt, und einem zweiten Fluid, das im ersten und zweiten Spalt strömt.

2. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Spiralrohrleitung in ihrer Gesamtheit weder die erste Wand noch die zweite Wand berührt.

3. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Teil der Spiralrohrleitung sowohl die erste Wand als auch die zweite Wand berührt.

4. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der erste Spalt eine Größe im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm hat.

5. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der zweite Spalt eine Größe im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm hat.

6. Der Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei der zweite Spalt eine Größe im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm hat.

7. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei eine Größe des ersten Spalts dieselbe wie eine Grüße des zweiten Spalts ist.

8. Der Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei die Größe des ersten Spalts etwa 0,3 mm ist.

9. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Größen des ersten und zweiten Spalts so gewählt sind, dass der Druckabfall ohne nachteilige Auswirkung auf die Wärmeaustauschleistung vermindert wird.

10. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Größen des ersten und zweiten Spalts so gewählt sind, dass der Wärmeaustausch maximiert wird.