DE10325605A1

DE10325605A1 - Wärmetauschvorrichtung

Info

Publication number: DE10325605A1
Application number: DE10325605A
Authority: DE
Inventors: Shin Kariya Nishida; Masaaki Kariya Kawakubo; Yoshitaka Kariya Tomatsu
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-01-08
Also published as: JP3903851B2; FR2840674A1; FR2840674B1; US7694528B2; US20040031596A1; JP2004012097A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschvorrichtung (7) für einen Dampfverdichtungskältekreislauf, wobei ein interner Wärmetauscher (5) an einem Ende eines Radiators (2) angebracht ist. Der interne Wärmetauscher (5) ist so angeordnet, dass Hochdruckkältemitteldurchlässe (5a) näher an dem Radiator (2) zu liegen kommen als Niederdruckkältemitteldurchlässe (5c). Die Wärmetauschvorrichtung (7) kann an einem Fahrzeug derart angebracht werden, dass der Radiator (2) Kühlluft stärker bzw. in größerem Umfang aufnimmt als der interne Wärmetauscher (5). Da der interne Wärmetauscher (5) einen Wärmetausch zwischen Hochdruckkältemittel und Niederdruckkältemittel durchführt, ist das Leistungsvermögen des internen Wärmetauschers (5) selbst dann nicht beeinträchtigt, wenn er an einem weniger Kühlluft empfangenden Teil angeordnet ist. Die Wärmetauschvorrichtung (7) lässt sich dadurch problemlos an dem Fahrzeug anbringen, indem der interne Wärmetauscher (5) mit dem Radiator (2) integriert wird, ohne die Kühlkapazität des Radiators (2) zu verringern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmetauschvorrichtung für einen Fahrzeug-Dampfverdichtungskältekreislauf.
Ein hochdruckseitiger Wärmetauscher eines Fahrzeug-Dampfverdichtungskältekreislaufs ist üblicherweise im vorderen Teil eines Fahrzeugs hinter einer Stoßstangenanordnung angebracht. In dem Fall, dass die Stoßstangenanordnung sich von der rechten zur linken Seite eines Fahrzeugs im wesentlichen in der Mitte des Wärmetauschers in vertikaler Richtung erstreckt, durchsetzt Kühlluft im wesentlichen einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt des Wärmetauschers. In einigen Modellen durchsetzt Kühlluft im wesentlichen die linken und rechten Abschnitte des Wärmetauschers.

Bezüglich des Dampfverdichtungskältekreislaufs schlägt beispielsweise die JP-A-2000-97504 ( US 6 189 334 ) ein Verfahren zum Verbessern eines Leistungskoeffizienten durch Tauschen von Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel und einem Niederdruckkältemittel vor.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue Art eines Fahrzeug-Dampfverdichtungskältekreislaufs mit einem internen Wärmetauscher zu schaffen, der einen Wärmetausch zwischen einem Hochdruckkältemittel und einem Niederdruckkältemittel durchführt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wärmetauschvorrichtung für einen Dampfverdichtungskältekreislauf mit verbesserter Montierbarkeit in einem Fahrzeug zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 22. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Wärmetauschvorrichtung einen ersten Wärmetauscher zum Abstrahlen von Wärme eines ersten Kältemittels in Luft, und einen zweiten Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem ersten Kältemittel und dem zweiten Kältemittel, das einen niedrigeren Druck aufweist als das erste Kältemittel. Der erste Wärmetauscher umfasst mehrere Rohre, die parallel angeordnet sind, und einen mit Enden der Rohre verbundenen Verteilertank, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass eine Längsachse des Verteilertanks senkrecht zu den Längsachsen des Rohrs verläuft. Der zweite Wärmetauscher ist integral mit einem Ende des ersten Wärmetauschers gebildet, so dass die Längsachse des zweiten Wärmetauschers parallel zur Längsachse des Verteilertanks verläuft.

Da der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher integral gebildet sind, kann die Wärmetauschvorrichtung in einem Fahrzeug problemlos montiert bzw. angebracht werden. Da der zweite Wärmetauscher einen Wärmetausch zwischen dem ersten Kältemittel und dem zweiten Kältemittel durchführt, kann die Wärmetauschvorrichtung so angeordnet sein, dass der erste Wärmetauscher mehr Kühlluft empfängt als der zweite Wärmetauscher. Der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher können deshalb integral gebildet und montiert werden, ohne die Kühlkapazität des ersten Wärmetauschers zu verringern.

Die Wärmetauschvorrichtung kann für einen Dampfverdichtungskältekreislauf mit einem Ejektor und einem Gas/Flüssigkeitsseparator eingesetzt werden. Der Ejektor und der Gas-/Flüssigkeitsseparator können integral mit dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher an einem Ende des ersten Wärmetauschers gebildet sein. Der Gas-/Flüssigkeitsseparator und der Ejektor lassen sich deshalb problemlos an dem Fahrzeug zusammen mit dem Ejektor und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator anbringen, ohne die Kühlkapazität des ersten Wärmetauschers zu verringern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert, in welcher dieselben Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind; in der Zeichnung zeigen:
1 schematisch einen Dampfverdichtungskältekreislauf in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2A eine Querschnittsansicht eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2B eine Querschnittsansicht eines Hauptteils des Wärmetauschers entlang der Linie IIB-IIB in 2A,
3A eine Querschnittsansicht eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3B eine Querschnittsansicht eines Hauptteils des Wärmetauschers mit einem Sammelbehälter in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 schematisch einen Dampfverdichtungskältekreislauf in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 eine Querschnittsansicht eines Wärmetauschers mit einem Ejektor in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers mit einem Sammelbehälter in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
10 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
11 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
12 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
14 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
15 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
16 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
17 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
18 eine Querschnittsansicht des Wärmetauschers in Übereinstimmung mit der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird zunächst eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Der in 1 gezeigte Dampfverdichtungskältekreislauf kommt beispielsweise in einer Fahrzeugklimaanlage zu Einsatz. Ein Verdichter 1 saugt Kältemittel an und verdichtet es durch empfangene Antriebskraft von einem Fahrmotor oder Elektromotor. Ein Radiator 2 bildet einen hochdruckseitigen Wärmetauscher. Der Radiator 2 führt einen Wärmetausch zwischen dem Hochdruckkältemittel, das in dem Verdichter 1 verdichtet wurde, und Luft außerhalb einer Fahrgastzelle durch, wodurch Wärme vom Hochdruckkältemittel in die Luft abgestrahlt wird.
Ein Expansionsventil 3 bildet eine Druckverringerungseinrichtung zum Dekomprimieren und Expandieren des Hochdruckkältemittels in isenthalpischer Form. Das Expansionsventil 3 steuert den Druck des Hochdruckkältemittels, bevor dieses durch das Expansionsventil 3 dekomprimiert wird, und zwar auf Grundlage einer Temperatur des Hochdruckkältemittels, welches voraus durch das Expansionsventil 3 derart komprimiert wurde, dass der Dampfkompressionskältekreislauf einen Leistungskoeffizienten auf im wesentlichen maximalem Pegel hält.
Beim Verdampfer 4 handelt es sich um einen niederdruckseitigen Wärmetauscher. Der Verdampfer 4 verdampft das Niederdruckkältemittel, welches durch das Expansionsventil 3 dekomprimiert wurde und sich in einem gasförmigen und flüssigen Zustand befindet, und kühlt die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft. Ein interner Wärmetauscher 5 führt einen Wärmetausch zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel durch.
Bei einem Sammelbehälter 6 handelt es sich um einen Gas-/Flüssigkeitsseparator. Der Sammelbehälter 6 separiert das aus dem Verdampfer 4 ausgetragene Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel. Der Sammelbehälter 6 bevorratet überschüssiges Kältemittel und führt das gasförmige Kältemittel einem Einlass des Verdichters 1 zu.
Wie in 2A und 2B gezeigt, sind der Radiator 2 und der interne Wärmetauscher 5 integral gebildet. Auf den Radiator 2 und den internen Wärmetauscher 5 in ihrer integrierten Form wird nachfolgend als Wärmetauscher (Wärmetauschvorrichtung) 7 Bezug genommen.
Der Radiator 2 ist aus mehreren Rohren 2a hergestellt, durch welche das Kältemittel strömt, Rippen 2b, die mit den Außenseiten der Rohre 2a verbunden bzw. vereinigt sind, und Verteilertanks 2c, die an Längsenden der Rohre 2a vorgesehen sind und mit diesen in Verbindung stehen. Die Rippen sind gewellt gebildet, um die Wärmeübertragungsflächen bezüglich Kühlluft zu vergrößern.
Der Wärmetauscher 7 ist in dem Fahrzeug derart angebracht, dass die Rohre 2a im wesentlichen horizontal verlaufen, während die Verteilertanks 2c im wesentlichen vertikal angeordnet sind. Die Verteilertanks 2c sind im Innern in mehrere Räume unterteilt.
In dem Radiator 2 strömt das Hochdruckkältemittel horizontal entlang U-förmigen Strecken ausgehend von dem bodenseitigen bzw. unteren Rohr 2a zu dem oberen Rohr 2a. Daraufhin strömt das Kältemittel in den Verteilertank 2c (rechter Verteilertank 2c in 2) und außerdem in den internen Wärmetauscher 5, der mit dem horizontalen Ende des Radiators 2 integral gebildet ist.
Der interne Wärmetauscher 5 umfasst ein Hochdruckrohr (erstes Rohr) 5b, das mehrere Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a im Innern bildet, und ein Niederdruckrohr (zweites Rohr) 5d, die mehrere Niederdruckkältemitteldurchlässe 5c im Innern bildet. Das Hochdruckrohr 5b und das Niederdruckrohr 5d sind mit einem porösen Rohr versehen, die durch Stranggießen oder -ziehen integral damit gebildet ist. In dieser Ausführungsform ist das poröse Rohr durch einen Ziehvorgang gebildet.
Der interne Wärmetauscher 5 ist mit dem Radiator 2 verlötet. Insbesondere ist das poröse Rohr mit dem Verteilertank 2c derart verlötet, dass die Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a benachbart zu dem Radiator 2 zu liegen kommen, und die Längsrichtungen der Durchlässe 5a parallel zu den Längsrichtungen des Verteilertanks 2c verlaufen, wie in 2A und 2B gezeigt. Anstatt Löten kann der interne Wärmetauscher 5 in ähnlicher Weise auch an den Verteilertank 2c geschweißt sein.
Der Radiator 2 und der interne Wärmetauscher 5 sind miteinander derart verbunden, dass ein Kältemittelauslass 2d des Radiators 2 benachbart zu einem Kältemitteleinlass 5e des internen Wärmetauschers 5 zu liegen kommt. Ein Kältemittelrohr zum Verbinden des Kältemittelauslasses 2d mit dem Kältemitteleinlass 5e ist deshalb nicht erforderlich.
Der interne Wärmetauscher 5 ist derart angeordnet, dass das Hochdruckkältemittel und das Niederdruckkältemittel parallel, jedoch entgegengesetzt strömen. Beispielsweise strömt das Hochdruckkältemittel ausgehend von der Oberseite zur Unterseite und das Niederdruckkältemittel strömt ausgehend von der Unterseite zur Oberseite in 2A.
Verbindungsblöcke 5f, 5g, die in das Rohr in Verbindung gesteckt sind, sind an den Enden des internen Wärmetauschers 5 vorgesehen. Der Verbindungsblock 5f steht mit einem Einlass des Verdichters 1 durch das Rohr in Verbindung. Der Verbindungsblock 5g kommuniziert mit einem Auslass für gasförmiges Kältemittel des Sammelbehälters 6 und einem Einlass des Expansionsventils 3 durch die Rohre.
Die Verbindungsblöcke 5f, 5g sind mit Schraublöchern 5h und Öffnungen 5j gebildet, durch die das Kältemittel strömt. Die Schraublöcher 5h sind eindringbare Schraublöcher, in die Bolzen geschraubt sind, welche die Verbindungsblöcke 5f, 5g mit den Verbindungsblöcken der Rohre verbinden.
In der Ausführungsform sind sämtliche Bestandteile des Wärmetauschers 7 aus Aluminium hergestellt und integral verlötet bzw. verschweißt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Dampfverdichtungskältekreislaufs erläutert.
Das Hochdruck-Hochtemperatur-Kältemittel, das in dem Verdichter 1 verdichtet wurde, wird in dem Radiator 2 gekühlt. In der Ausführungsform wird Kohlendioxid als Kältemittel verwendet. Im Fall großer Wärmelast, beispielsweise bei heißem Wetter, übertrifft ein Austragdruck des Verdichters, d. h., der Druck des Hochdruckkältemittels einen kritischen Druck des Kältemittels. In dem Radiator 2 reduziert das Kältemittel deshalb die Enthalpie, während die Temperatur ohne Kondensation verringert ist.
Das Hochdruckkältemittel, welches aus dem Kühler 2 ausgetragen wird, wird daraufhin in dem internen Wärmetauscher 5 durch das Niederdruckkältemittel gekühlt. Unter der Bedingung, dass die Enthalpie zusätzlich verringert ist, wird das Kältemittel in dem Expansionsventil 3 dekomprimiert und nimmt einen gasförmigen und einen flüssigen Zustand ein.
In dem Verdampfer 4 verdampft das gasförmige Kältemittel in dem Gas-/Flüssigkeitskältemittel, das durch das Expansionsventil 3 dekomprimiert wurde, durch Absorbieren von Wärme aus der Luft, die in die Fahrgastzelle geblasen werden soll, und es strömt in den Sammelbehälter 6.
Daraufhin wird das gasförmige Kältemittel in dem Sammelbehälter 6 durch den Verdichter 1 angesaugt. Nach der Verdichtung in dem Verdichter 1 wird das Kältemittel aus dem Verdichter 1 zum Radiator 2 ausgetragen.
Als nächstes werden Vorteile des Wärmetauschers 7 erläutert.
Wenn der Wärmetauscher 7 auf der Vorderseite des Fahrzeugs derart angebracht ist, dass die Rohre 2a horizontal verlaufen, durchsetzt die Kühlluft üblicherweise bzw. allgemein den oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt stärker als die linken und rechten Enden (der Rohre). In diesem Fall kommt der interne Wärmetauscher 5 an einem Ende des Radiators 2 zu liegen. Der obere Abschnitt und der untere Abschnitt können für Wärmetauschabschnitte des Radiators 2 vorgesehen sein, so dass der Radiator 2 seine Kühlfähigkeit beibehält.
Andererseits führt der interne Wärmetauscher 5 einen Wärmetausch zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel durch. Das heißt, die Wärme wird nicht zwischen Luft und Kältemittel getauscht. Die Wärmetauschkapazität des internen Wärmetauschers 5 wird deshalb selbst dann nicht beeinträchtigt, wenn dieser an einem Teil angeordnet ist, der weniger kühle Luft empfängt.
Durch Integrieren des internen Wärmetauschers 5 mit dem Radiator 2 lässt sich deshalb der Wärmetauscher 7 problemlos in einem Fahrzeug anbringen, ohne die Kühlkapazität des Radiators 2 zu reduzieren.
In 2 ist der interne Wärmetauscher 5 an dem rechten Ende des Radiators 2 angebracht. Der interne Wärmetauscher 5 kann jedoch auch am anderen Ende des Radiators 2 angebracht werden.
Der Verteilertank 2c ist am Ende des Radiators 2 angeordnet. Die Längsachse der Verteilertanks 2c verläuft parallel zu den Längsachsen des Hochdruckrohrs 5b und des Niederdruckrohrs 5d des internen Wärmetauschers 5. Die Verbindungsfläche zwischen dem internen Wärmetauscher 5 und dem Verteilertank 2c ist groß. Der interne Wärmetauscher 5 lässt sich deshalb problemlos mit dem Verteilertank 2c verbinden.
Wenn hingegen die Längsachse des Verteilertanks 2c nicht parallel zur Längsachse des internen Wärmetauschers 5 verläuft, ist die Verbindungsfläche klein, und es ist schwierig, den internen Wärmetauscher 5 direkt an den Verteilertank 2c zu löten. In einem derartigen Fall ist ein Befestigungselement, wie etwa eine Klammer erforderlich, um den internen Wärmetauscher 5 mit dem Verteilertank 2c zu verbinden.
Die Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a sind näher am Radiator 2 angeordnet als die Niederdruckkältemitteldurchlässe 5c. Es ist deshalb einfach, den Kältemittelauslass 2d des Radiators 2 mit dem Kältemitteleinlass 5e des internen Wärmetauschers 5 zu vereinigen.
Der Radiator 2 und der interne Wärmetauscher 5 sind deshalb problemlos miteinander integrierbar. Das Kältemittel kann außerdem direkt kann außerdem direkt aus dem Radiator 2 in den internen Wärmetauscher 5 geleitet werden. Ein Kältemittelrohr, welche den Radiator 2 mit dem internen Wärmetauscher 5 verbindet, ist nicht erforderlich. Druckverlust aufgrund von Reibung mit dem Rohr wird demnach verringert. Die Anzahl von Bestandteilen wird ebenfalls kleiner.
Die Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a sind benachbart zu dem Radiator 2 angeordnet. Die Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a dienen deshalb als Wärmeisolationsabschnitt, um Wärme von dem Hochdruckkältemittel, welches durch den Radiator 2 strömt, daran zu hindern, auf das Niederdruckkältemittel übertragen zu werden, die durch den internen Wärmetauscher 5 strömt.
In die Außenluft durch den Radiator 2 abzustrahlende Wärme wird deshalb daran gehindert, auf das Niederdruckkältemittel in dem internen Wärmetauscher übertragen zu werden. Ein Temperaturspalt bzw. eine Temperaturlücke zwischen dem Kältemittel in dem Radiator 2 und der Luft kann deshalb aufrechterhalten werden. Der Radiator 2 stellt deshalb Wärmeabstrahlkapazität bereit, und der interne Wärmetauscher 5 hat die Funktion, die Enthalpie des Kältemittels zu verringern, das aus dem Radiator 2 ausgetragen wird.
Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der zweiten Ausführungsform ist der Sammelbehälter 6 in den Wärmetauscher 7 der ersten Ausführungsform integriert.
Wie in 3A und 3B gezeigt, sind der Radiator 2, der interne Wärmetauscher 5 und der Sammelbehälter 6 integral in einem Zustand verlötet bzw. verschweißt, in welchem der interne Wärmetauscher 5 zwischen dem Radiator 2 und dem Sammelbehälter 6 zu liegen kommt. Insbesondere verläuft die Längsachse des Sammelbehälters 6 im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Verteilertanks 2c. Ein gasförmiger Kältemittelauslass 6a des Sammelbehälters 6 und ein Kältemitteleinlass 5k des internen Wärmetauschers 5 sind außerdem miteinander vereinigt bzw. verbunden.
In dem Sammelbehälter 6 ist ein Austragrohr 6b für gasförmiges Kältemittel derart vorgesehen, dass sein oberes Ende in einen oberen Raum (Raum für gasförmiges Kältemittel) des Sammelbehälters 6 ausmündet, so dass das gasförmige Kältemittel in den Kältemitteleinlass 5k des internen Wärmetauschers 5 eingeleitet wird. Ein Ölrückführloch 6c ist am unteren Abschnitt des Rohrs 6b gebildet, um Kältemittelöl anzusaugen, welches von dem Kältemittel durch den Dichtespalt gedrängt und extrahiert ist.
Die zweite Ausführungsform hat dieselben Vorteile wie die erste Ausführungsform. Da der interne Wärmetauscher 5 (bei dieser Ausführungsform) zwischen dem Radiator 2 und dem Sammelbehälter 6 angeordnet ist, ist es außerdem weniger wahrscheinlich, dass das Niedertemperaturkältemittel in dem Sammelbehälter 6 durch das Hochtemperaturkältemittel erwärmt wird, das in dem Radiator 2 strömt.
Wenn das Niedertemperaturkältemittel in dem Sammelbehälter 6 erwärmt wird, wird die Dichte des in den Verdichter 1 zu saugenden Kältemittels verringert. Hierdurch fällt die Kältemittelströmungsrate und die Wärmeabstrahlrate des Radiators 2, was zu einer Verringerung der Kühlkapazität des Dampfverdichtungskältekreislaufs führt.
Nunmehr wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der dritten Ausführungsform und wie in 4 gezeigt, wird ein Ejektor 8 als Dekompressionseinrichtung des Dampfverdichtungskältekreislaufs anstelle des Expansionsventils 3 verwendet. Der Ejektor 8 dekomprimiert das Kältemittel isenthalpisch und setzt die Enthalpie, die durch die Dekompression verringert wird, in Druckenergie um. Wie in 5 gezeigt, sind ein Kältemittel, durch welches das Kältemittel von dem internen Wärmetauscher 5 zum Ejektor 8 geleitet wird, der Radiator 2, der interne Wärmetauscher 5, der Sammelbehälter 6 und der Ejektor 8 integriert.
Der Ejektor 8 ist in dem Sammelbehälter derart aufgenommen, dass ein Kältemittelauslass 8a im oberen Raum des Sammelbehälters 6 zu liegen kommt, und die Längsachse des Ejektors 8 verläuft im wesentlichen parallel zur Längsachse des Sammelbehälters 6.
Der Ejektor 8 dient als Dekompressionseinrichtung und Pumpeinrichtung (siehe beispielsweise JIS Z 8126 Nr. 2.1.2.3). Der Ejektor 8 umfasst eine Düse zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels, ein Mischabschnitt zum Erhöhen eines Ansaugdrucks des Verdichters 1 durch Ansaugen des gasförmigen Kältemittels, welches in dem Verdampfer 4 verdampft wird, und zum Umsetzen von Expansionsenergie in Druckenergie, und einen Druckerhöhungsabschnitt mit einem Diffusor.
Um in dieser Ausführungsform die Geschwindigkeit des Kältemittels zu erhöhen, das aus der Düse gestrahlt wird, und zwar mit einer Geschwindigkeit höher als die Schallgeschwindigkeit, wird eine Laval-Düse mit einem Verengungsabschnitt, der den Durchlass drosselt, verwendet. (Siehe "Fluid Engineering", Tokyo University Press.)
Das gasförmige Kältemittel in dem Sammelbehälter 6 wird in den Verdichter 1 gesaugt. Das aus dem Verdichter 1 ausgetragene Kältemittel wird in dem Radiator 2 gekühlt und daraufhin in den Ejektor 8 eingeleitet. Das Kältemittel wird in der Düse dekomprimiert und expandiert und aus der Düse mit hoher Geschwindigkeit gestrahlt, während das Kältemittel aus dem Verdampfer 4 angesaugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden das Kältemittel, das aus der Düse ausgestrahlt wird, und das Kältemittel, das aus dem Verdampfer 4 gesaugt wird, in einem Mischabschnitt gemischt, um die Momentsumme dieser Kältemittel aufrechtzuerhalten. Der Druck (statische Druck) des Kältemittels nimmt im Mischabschnitt zu.
In dem Diffusor nimmt eine Querschnittsfläche bzw. ein Querschnitt des Durchlasses, d. h., ein Innendurchmesser des Diffusors allmählich zu. Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels (dynamischer Druck) wird deshalb in Druckenergie (statischer Druck) umgesetzt. In dem Ejektor 8 nimmt damit der Kältemitteldruck im Mischabschnitt und dem Diffusor zu.
Das heißt, in einem idealen Ejektor nimmt der Kältemitteldruck derart zu, dass die Summe aus dem Moment bzw. des Moments des Kältemittels in dem Mischabschnitt aufrechterhalten wird und die Energie in dem Diffusor aufrechterhalten wird.
Wenn das Kältemittel in dem Verdampfer 4 in den Ejektor 8 gesaugt wird, wird das flüssige Kältemittel aus dem Sammelbehälter 8 in den Verdampfer 4 eingeleitet. Das flüssige Kältemittel verdampft durch Absorbieren von Wärme aus der Luft, die in die Fahrgastzelle geblasen wird.
Das aus dem Verdampfer 4 gesaugte Kältemittel und das aus der Düse gestrahlte Kältemittel werden daraufhin im Mischabschnitt gemischt. Das Kältemittel kehrt zum Sammelbehälter 6 zurück durch Umsetzen des dynamischen Drucks in statischen Druck.
In dieser Ausführungsform sind der Radiator 2, der interne Wärmetauscher 4, der Sammelbehälter 6 und der Ejektor 8 integral gebildet. Die Verbindung dazwischen gestaltet sich deshalb einfach und die Montierbarkeit bzw. die Anordnung auf dem Fahrzeug erfolgt in verbesserter Weise.
In dem Ejektor 8 sind der Mischabschnitt und der Diffusor relativ lang. Der Ejektor 8 ist derart angeordnet, dass seine Längsachse im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Sammelbehälters 6 verläuft. Der Ejektor 8 kann in dem Fahrzeug deshalb problemlos angebracht werden, solange der Ejektor 8 gleich oder kürzer als der Verteilertank 2c ist. Die Montierbarkeit des Ejektors 8 ist dadurch verbessert.
Nunmehr wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In den vorstehend angeführten Ausführungsformen sind das Hochdruckrohr 5b und das Niederdruckrohr 5d durch ein einziges extrudiertes Rohr gebildet. In der vierten Ausführungsform sind das Hochdruckrohr 5b und das Niederdruckrohr 5d getrennt gebildet durch Extrudieren oder Ziehen und miteinander durch Löten bzw. Schweißen integriert, wie in 6 gezeigt.
In 6 ist der Sammelbehälter 6 in den Wärmetauscher 7 integriert. Es ist jedoch nicht stets erforderlich, den Sammelbehälter 6 in den Wärmetauscher 7 zu integrieren.
Nunmehr wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der fünften Ausführungsform umfasst der interne Wärmetauscher 5 mehrere Hochdruckrohre 5b und mehrere Niederdruckrohre 5d, wie in 7 gezeigt. Der Anzahl der Rohre 5b, 5d ist nicht beschränkt.
Beispielsweise kann der interne Wärmetauscher ein einziges Hochdruckrohr 5b und mehrere Niederdruckrohre 5d enthalten. Alternativ kann der interne Wärmetauscher 5 mehrere Hochdruckrohre 5b und einziges Niederdruckrohr 5d enthalten.
Die Rohre 5b, 5d werden in ähnlicher Weise hergestellt wie bei der ersten und der vierten Ausführungsform oder in anderer Art und Weise.
Nunmehr wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der sechsten Ausführungsform ist der interne Wärmetauscher 5 so aufgebaut, dass er einen Wärmetausch zwischen dem Hochdruckkältemittel, das in dem Verteilertank 2c strömt, und dem Niederdruckkältemittel ausführt, das in dem Niederdruckrohr 5d strömt.
Da der Aufbau des Wärmetauschers 7, der den internen Wärmetauscher 5 enthält, einfach ist, gestaltet sich die Montierbarkeit des Wärmetauschers 7 am Fahrzeug problemlos und die Herstellungskosten sind verringert.
Nunmehr wird eine siebte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die siebte Ausführungsform ist eine Modifikation der sechsten Ausführungsform. Wie in 9 gezeigt, sind die Niederdruckkältemitteldurchlässe 5c in dem Verteilertank 2c gebildet, und das Niederdruckrohr 5d entfällt. Der Verteilertank 2c ist durch Extrudieren oder Ziehen gebildet.
Nunmehr wird eine achte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 10 gezeigt, sind die Hochdruckkältemitteldurchlässe 5a und die Niederdruckkältemitteldurchlässe 5c in einem Tankkörper 6d des Sammelbehälters 6 gebildet. Das Hochdruckrohr 5b und das Niederdruckrohr 5d entfallen. Der Tankkörper 6d besitzt eine allgemein zylindrische Form und bildet im Innern einen Tankraum. Das Kältemittel wird in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel getrennt und das flüssige Kältemittel wird in dem Tankraum bevorratet.
Da der Aufbau des Wärmetauschers 7, der den Sammelbehälter 6 enthält, einfach ist, gestaltet sich die Montierbarkeit des Wärmetauschers 7 am Fahrzeug problemlos und die Herstellungskosten des Wärmetauschers 7 sind verringert.
Nunmehr wird eine neunte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 11 gezeigt, bildet der Tankkörper 6d des Sammelbehälters 6 ein Gehäuse des Ejektors 8. Der Ejektor 8 ist zwischen dem internen Wärmetauscher 5 und dem Sammelbehälter 6 angeordnet. Der Ejektor 8 ist außerdem derart gebildet, dass seine Längsachse im wesentlichen parallel zur Längsachse des Sammelbehälters 6 verläuft.
Da der Aufbau des Wärmetauschers 7, der den Ejektor 8 enthält, gestaltet sich die Montierbarkeit des Wärmetauschers 7 am Fahrzeug problemlos und die Herstellungskosten des Wärmetauschers 7 sind verringert.
Nunmehr wird ein zehnte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 12 gezeigt, ist der Ejektor 8 auf der Außenseite des Sammelbehälters 6 vorgesehen und derart gebildet, dass seine Längsachse im wesentlichen parallel zur Längsachse des Sammelbehälters 6 verläuft.
Nunmehr wird eine elfte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 13 gezeigt, ist der Sammelbehälter 6 im wesentlichen parallel zum Verteilertank 2c und in Reihe mit einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu den Längsrichtungen der Rohre 2a angeordnet.
Nunmehr wird ein zwölfte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Der Sammelbehälter 6 ist mit dem Wärmetauscher 7 durch mechanische Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben, fest zusammengebaut anstelle der Löt- bzw. Schweißverbindung. Wie in 14 gezeigt, ist eine Klammer 10 in Plattenform mit an den internen Wärmetauscher 5 gelötet bzw. geschweißt (an das Niederdruckrohr 5d). Ein Band 11, welches den Außenumfang des Sammelbehälters 6 umgibt, ist mit der Stütze 10 durch einen Bolzen bzw. einer Schraube derart fest verbunden, dass der Sammelbehälter 6 gehalten wird.
Nunmehr wird eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 15 gezeigt, ist ein Wärmeisolationsabschnitt 12 zwischen dem Radiator 2 und dem Sammelbehälter 6 vorgesehen, um eine Wärmeübertragung zwischen diesen zu unterbinden.
Der Wärmeisolationsabschnitt 12 ist beispielsweise aus wärmeisolierendem Gummi hergestellt und zwischen der Klammer 10 und dem Sammelbehälter 6 sandwichartig angeordnet. Der Wärmeisolationsabschnitt 12 unterbindet die Wärmeübertragung von dem internen Wärmetauscher 5 zu dem Sammelbehälter 6 in einem Wärmepfad ausgehend vom Radiator 2, dem internen Wärmetauscher 5 zu dem Sammelbehälter 6. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, dass das Niedertemperaturkältemittel, welches sich in dem Sammelbehälter 6 gesammelt hat, erwärmt wird.
Nunmehr wird eine vierzehnte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 16 gezeigt, ist ein Spalt zwischen dem Verteilertank 2c und dem internen Wärmetauscher 5 als Wärmeisolationsabschnitt 12 festgelegt, um eine Wärmeübertragung vom Radiator 2 auf den internen Wärmetauscher 5 und den Sammelbehälter 6 zu unterbinden.
Da die Wärmeübertragung auf den internen Wärmetauscher 5 und den Sammelbehälter 6 unterbunden bzw. zumindest begrenzt ist, stellt der Radiator 2 Wärmeabstrahlkapazität bereit und der interne Wärmetauscher 5 stellt Wärmetauschvermögen bereit.
Obwohl in 16 der Sammelbehälter 6 nicht gezeigt ist, kann der Sammelbehälter 6 ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform integral gebildet sein. In diesem Fall ist es weniger wahrscheinlich, dass das Niedertemperaturkältemittel in dem Sammelbehälter 6 durch die Wärme des Radiators 2 erwärmt wird.
Nunmehr wird eine fünfzehnte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie aus 17 und 18 hervorgeht, ist der interne Wärmetauscher 5 an der Oberseite des Radiators 2 angebracht. Die Rohre 2a sind vertikal angeordnet und die Verteilertanks 2c sind horizontal angeordnet. Der interne Wärmetauscher 5 ist derart angeordnet, dass seine Längsachse im wesentlichen parallel zur Längsachse des Verteilertanks 2c verläuft.
In dem Fall, dass die Kühlluft allgemein zu den Enden des Wärmetauschers 7 strömt und weniger zur Oberseite und den Unterseiten des Wärmetauschers 7, wenn dieser sich im Einsatz befindet, sind die in 17 und 18 gezeigten Anordnungen wirkungsvoll, weil die Enden des Wärmetauschers 7 für den Wärmetauschabschnitt des Radiators 2 genutzt werden können.
Da die interne Wärmetauscher 5 zwischen Luft und Kältemittel keine Wärme tauscht, wird der interne Wärmetauscher 5 selbst dann nicht beeinträchtigt, wenn er an einem weniger Kühlluft empfangenden Abschnitt angeordnet ist. Das Leistungsvermögen des internen Wärmetauschers 5 ist deshalb nicht herabgesetzt.
Die Montierbarkeit des Wärmetauschers 7 ist verbessert durch Integrieren des interne Wärmetauschers 5 mit dem Radiator 2, ohne dessen Kühlkapazität zu beeinträchtigen.
In 17 ist der interne Wärmetauscher 5 mit dem Radiator 2 verlötet bzw. verschweißt. In 18 ist der interne Wärmetauscher 5 mit dem Radiator 2 durch Befestigungsmittel, wie etwa die Schrauben, verbunden. In diesem Fall ist der interne Wärmetauscher 5 abnehmbar. Der interne Wärmetauscher 5 kann an der Boden- bzw. Unterseite des Radiators 2 angebracht sein.
Nunmehr werden weitere Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
In den vorstehend geführten Ausführungsformen ist der Dampfverdichtungskältekreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugklimaanlage angewendet. Der Dampfverdichtungskältekreislauf ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann er für Kühlfahrzeuge und isolierte Fahrzeuge verwendet werden.
Das Hochdruckrohr 5b und das Niederdruckrohr 5d können von dem internen Wärmetauscher 5 entfallen, so dass Wärme zwischen dem Kältemittel in dem Radiator 2 (Verteilertank 2c) und dem Kältemittel in dem Sammelbehälter 6 getauscht wird.
Der interne Wärmetauscher 5 und der Radiator 2 können durch ein anderes Verfahren als durch Löten oder Schweißen verbunden bzw. vereinigt sein. Beispielsweise kann der interne Wärmetauscher 5 mit dem Radiator 2 durch mechanische Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben oder Klammern, verbunden sein. Da in diesem Fall die Verbindungsfläche zum Verbinden des internen Wärmetauschers 5 mit dem Verteilertank 2c durch die Klammer vergrößert werden kann, können der interne Wärmetauscher 5 und der Radiator 2 problemlos verbunden werden.
Das Kältemittel ist nicht auf Kohlendioxid beschränkt. Vielmehr kann ein natürliches Kältemittel zum Einsatz kommen, wie etwa Stickstoff, HFC-(fluorwasserstoffsauren Kohlenstoff)-Kältemittel und HFE-(fluorwasserstoffsaurer Ether)-Kältemittel. Ferner kann eine Mischung aus diesen als Kältemittel in dem Kreislauf zum Einsatz kommen.
Schließlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschränkt sondern kann in anderer Weise implementiert sein, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Wärmetauschvorrichtung für einen Dampfverdichtungskältekreislauf, aufweisend: Einen ersten Wärmetauscher (2) zum Abstrahlen von Wärme eines ersten Kältemittels in Luft, wobei der erste Wärmetauscher (2) mehrere Rohre (2a) umfasst, die parallel angeordnet sind, und einen Verteilertank (2c), der an den Längsenden der Rohre (2a) derart angeordnet ist, dass eine Längsachse des Verteilertanks senkrecht zu den Längsachsen der Rohre (2a) verläuft; und einen zweiten Wärmetauscher (5) zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem ersten Kältemittel und einem zweiten Kältemittel, das einen geringeren Druck als das erste Kältemittel aufweist, wobei der zweite Wärmetauscher (5) mit dem ersten Wärmetauscher (2) derart integriert ist, dass eine Längsachse des zweiten Wärmetauschers (5) parallel zur Längsachse des Verteilertanks (2c) verläuft.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Längsachse des Verteilertanks (2c) und die Längsachse des zweiten Wärmetauschers (5) vertikal verlaufen, wenn diese Teile sich in Verwendung befinden.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Längsachse des Verteilertanks (2c) und die Längsachse des zweiten Wärmetauschers (5) horizontal verlaufen, wenn diese Teile sich in Verwendung befinden.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Wärmetauscher (5) einen ersten Durchlass (5a) bildet, durch welchen das erste Kältemittel strömt, und einen zweiten Durchlass (5c), durch welchen das zweite Kältemittel strömt, wobei der zweite Wärmetauscher (5) so angeordnet ist, dass der erste Durchlass (5a) näher am ersten Wärmetauscher (2) zu liegen kommt als der zweite Durchlass (5c).
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem aufweisend: Einen Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) zum Trennen von Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und zum Bevorraten von überschüssigem flüssigen Kältemittel darin, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) mit dem ersten Wärmetauscher (2) derart integriert ist, dass der zweite Wärmetauscher (5) zwischen dem ersten Wärmetauscher (2) und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) zu liegen kommt.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) mit einem Kältemittelauslass (6a) gebildet ist, durch welchen das gasförmige Kältemittel ausgetragen wird, und wobei der zweite Wärmetauscher (5) mit einem Kältemitteleinlass (5k) gebildet ist, durch welchen das gasförmige Kältemittel in den zweiten Wärmetauscher geleitet wird, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) mit dem zweiten Wärmetauscher (5) derart verbunden ist, dass der Auslass (6a) für gasförmiges Kältemittel benachbart zum Kältemitteleinlass (5k) des zweiten Wärmetauschers (5) zu liegen kommt.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) an zumindest entweder dem ersten Wärmetauscher (2) oder dem zweiten Wärmetauscher (5) durch ein Befestigungselement fest angebracht ist.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, außerdem aufweisend einen Ejektor (8) zum Erhöhen des Drucks des Kältemittels, wobei der Ejektor (8) mit dem zweiten Wärmetauscher (5) und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) integral gebildet ist.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der zweite Wärmetauscher (5) mit dem Ejektor (8) durch einen Kältemitteldurchlass (8b) in Verbindung steht, der dazwischen integral gebildet ist.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Ejektor (8) in dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) derart aufgenommen ist, dass ein Kältemittelauslass (8a) des Ejektors (8) in einen Raum für gasförmiges Kältemittel des Gas-/Flüssigkeitsseparators (6) mündet.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Ejektor (8) derart angeordnet ist, dass eine Längsachse des Ejektors (8) parallel zu der Längsachse des Gas-/Flüssigkeitsseparators (6) verläuft.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) einen Tankkörper (6d) enthält, der durch Extrudieren oder Ziehen gebildet ist, wobei der Ejektor (8) teilweise durch den Tankkörper (6d) verläuft.
Wärmetauschvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Ejektor (8) zwischen dem zweiten Wärmetauscher (5) und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) in einem Kältemittelpfad angeordnet ist.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, außerdem aufweisend: Einen Wärmeisolationsabschnitt (12), der zwischen dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) und dem ersten Wärmetauscher (2) vorgesehen ist, um Wärmeübertragung dazwischen zu unterbinden bzw. zu begrenzen.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, außerdem aufweisend: Einen Wärmeisolationsabschnitt (12), der zwischen dem zweiten Wärmetauscher (5) und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) vorgesehen ist, um Wärmeübertragung dazwischen zu unterbinden bzw. zu begrenzen.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der zweite Wärmetauscher (5) ein Rohr aufweist, das einen ersten Durchlass (5a) festlegt, durch welchen das Kältemittel strömt, und einen zweiten Durchlass (5c), durch welchen das zweite Kältemittel strömt, wobei das Rohr entweder durch Extrudieren oder Ziehen gebildet ist.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der zweite Wärmetauscher (5) ein erstes Rohr (5b) festlegt, das einen Durchlass (5a) festlegt, durch welchen das erste Kältemittel strömt, und ein zweites Rohr (5d), das einen Durchlass (5c) festlegt, durch welchen das zweite Kältemittel strömt, wobei das erste Rohr (5b) und das zweite Rohr (5d) miteinander durch Löten oder Schweißen verbunden sind.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der zweite Wärmetauscher (5) einen Wärmetausch zwischen dem ersten Kältemittel, welches durch den ersten Wärmetauscher (2) strömt, und dem zweiten Kältemittel, das durch einen Kältemitteldurchlass strömt durchgeführt, der in dem zweiten Wärmetauscher (5) gebildet ist.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der erste Wärmetauscher (2) und der zweite Wärmetauscher (5) derart verbunden sind, dass ein Kältemittelauslass (2d) des ersten Wärmetauschers (2) benachbart zu einem Kältemitteleinlass (5e) des zweiten Wärmetauschers (5) zu liegen kommt.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der erste Wärmetauscher (2) und der zweite Wärmetauscher (5) durch Löten oder Schweißen verbunden sind.
Wärmetauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Kältemittel zumindest entweder Kohlendioxid, ein natürliches Kältemittel, ein HFC-Kältemittel oder ein HFE-Kältemittel ist.
Dampfverdichtungskältekreislauf, aufweisend: Einen Verdichter (1) zum Verdichten eines Kältemittels, einen ersten Wärmetauscher (2) zum Abstrahlen von Wärme eines Hochdruckkältemittels, das durch den Verdichter (1) verdichtet wurde, in Luft, einen zweiten Wärmetauscher (5) zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem Hochdruckkältemittel und einem Niederdruckkältemittel, das einen Druck aufweist, der niedriger ist als derjenige des Hochdruckkältemittels, einen dritten Wärmetauscher (4) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels durch Absorbieren von Wärme aus Luft, einen Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) zum Trennen von Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel, zum Bevorraten von überschüssigem flüssigen Kältemittel im Innern und zum Zuführen des gasförmigen Kältemittels zu dem Verdichter (1) und des flüssigen Kältemittels zu dem dritten Wärmetauscher (4), und einen Ejektor (8) zum Dekomprimieren des Hochdruckkältemittels und Umwälzen des Kältemittels zu dem dritten Wärmetauscher (4), wobei der erste Wärmetauscher (2), der zweite Wärmetauscher (5), der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) und der Ejektor (8) integriert sind, und wobei der zweite Wärmetauscher (5) mit einem Ende des ersten Wärmetauschers (2) verbunden ist.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach Anspruch 22, wobei der zweite Wärmetauscher (5) mit einem Einlass des Ejektors (8) durch einen Kältemitteldurchlass (8b) in Verbindung steht, der integral dazwischen gebildet ist.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Ejektor (8) in dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) derart aufgenommen ist, dass ein Auslass (8a) des Ejektors (8) in einen Raum für gasförmiges Kältemittel in dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) mündet.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der Ejektor (8) derart angeordnet ist, dass seine Längsachse im wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Gas-/Flüssigkeitsseparators (6) verläuft.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) einen Tankkörper (6d) enthält, der durch Extrudieren oder Ziehen gebildet ist, und wobei der Ejektor teilweise durch den Tankkörper (6d) verläuft.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach Anspruch 26, wobei der Ejektor (8) zwischen dem zweiten Wärmetauscher (5) und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) in einem Kältemittelpfad angeordnet ist.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach Anspruch 26, wobei der Tankkörper (6d) des Gas-/Flüssigkeitsseparators (6) mit dem ersten Wärmetauscher (2) und dem zweiten Wärmetauscher (5) mit einer Befestigungsvorrichtung (9, 10, 11) verbünden ist, wobei ein Wärmeisolationsabschnitt (12) dazwischen zu liegen kommt.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei der zweite Wärmetauscher (5), der erste Wärmetauscher (2) und der Gas-/Flüssigkeitsseparator (6) entweder durch Löten oder Schweißen integral gebildet sind.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach einem der Ansprüche 22 bis 29, wobei der zweite Wärmetauscher (5) ein Rohr aufweist, das durch Extrudieren und Ziehen gebildet ist, wobei das Rohr (5b, 5d) Durchlässe (5a, 5c) festlegt, durch welche das Hochdruckkältemittel und das Niederdruckkältemittel parallel strömen, wobei das Rohr (5b, 5d) so angeordnet ist, dass die Längsachsen der Durchlässe (5a, 5c) parallel zu den Längsachsen des Ejektors (8) und des Gas-/Flüssigkeitsseparators (6) verlaufen.
Dampfverdichtungskältekreislauf nach einem der Ansprüche 22 bis 30, wobei das Kältemittel entweder Kohlendioxid, natürliches Kältemittel, ein HFC-Kältemittel oder ein HFE-Kältemittel ist.