DE112017005621T5

DE112017005621T5 - Energiespeicher mit integriertem internem Wärmetauscher und Kältekreislauf der denselben verwendet

Info

Publication number: DE112017005621T5
Application number: DE112017005621.7T
Authority: DE
Inventors: Shun Horigome
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-07-18
Also published as: JP2018076993A; WO2018088166A1; JP6889541B2

Abstract

Zu lösendes ProblemBereitstellen eines Energiespeichers mit einem integrierten internen Wärmetauscher, der eine Verbesserung der Wärmeaustauscheffizienz zwischen einem Niedertemperaturkältemittel und einem Wärmetauschrohr ermöglicht, und ein Kältekreislauf, der diesen verwendet.LösungEin Wärmetauschrohr ist zwischen einem Außenelement und einem Innenelement so ausgebildet, dass es sich spiralförmig in Umfangsrichtungen des Außenelements und des Innenelements erstreckt, und ein Kältemittelströmungskanal zum Zirkulieren eines Niedertemperaturkältemittels ist zwischen einem Spiralabschnitt des Wärmetauschrohrs ausgebildet, und deshalb ist das Wärmetauschrohr so ausgebildet, dass es eine ausreichende Länge aufweist. Zusätzlich kann das Niedertemperaturkältemittel in dem spiralförmigen Kältemittelströmungskanal, der entlang des Wärmetauschrohrs ausgebildet ist, zirkuliert werden, und es ist möglich, einen Zirkulationsabstand des Niedertemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer zu vergrößern. In diesem Fall werden das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal und ein Hochtemperaturkältemittel im Wärmetauschrohr in sich gegenläufigen Richtungen zirkuliert, und somit werden der Strom des Niedertemperaturkältemittels und der Strom des Hochtemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer zu gegenläufigen Strömungen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher, der für einen Kühlkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, und einen Kühlkreislauf, der diesen verwendet.
Technischer Hintergrund
Im Allgemeinen enthält eine Klimaanlage, die für ein Fahrzeug wie ein Auto verwendet wird, wie in 16 dargestellt, einen Kältekreislauf, der durch das Anschließen eines Verdichters 1, eines Verdampfers 2, eines Gaskühlers 3, eines Expansionsventils 4 und eines Energiespeichers 5 über Kältemittelleitungen derart konfiguriert ist, dass ein Kältemittel durch den Verdichter 1 in einen Kältekreislauf zirkuliert wird. In diesem Fall ist eine Klimaanlage bekannt, bei der die Kühleffizienz durch den Wärmetausch zwischen einem Niedertemperaturkältemittel, das aus dem Verdampfer 2 austritt, und einem Hochtemperaturkältemittel, das aus dem Gaskühler 3 austritt, anhand eines internen Wärmetauschers 6 verbessert wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Der vorgenannte Energiespeicher 5 und der interne Wärmetauscher 6 bestehen aus jeweils separaten Komponenten. Es ist jedoch eine Klimaanlage bekannt, in der diese integriert sind (siehe z.B. Patentliteratur 2 oder 3). In einem in 17 dargestellten Energiespeicher 7 mit integriertem internen Wärmetauscher ist ein Inneres eines zylindrischen Körpers 7a durch eine Trennwand 7b in zwei obere und untere Räume 7c, 7d unterteilt und im oberen Raum 7c ist ein Wärmetauschrohr 7e angeordnet, und ein von außen in den unteren Raum strömendes Niedertemperaturkältemittel wird in Gas und Flüssigkeit getrennt, und danach strömt ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel durch eine Kommunikationsöffnung 7f der Trennwand 7b in den oberen Raum 7c, und das im oberen Raum 7c zirkulierende Niedertemperaturkältemittel und ein im Wärmetauschrohr 7e zirkulierendes Hochtemperaturkältemittel tauschen Wärme aus.
Quellenverzeichnis
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-192429
Patentliteratur 2: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-226972
Patentliteratur 3: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2012-2418

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem vorgenannten Energiespeicher 7 mit integriertem internen Wärmetauscher wird jedoch das Innere des zylindrischen Körpers 7a durch die Trennwand 7b in die beiden oberen und unteren Räume unterteilt, und deshalb kann die Höhenabmessung des oberen Raums 7c nicht vergrößert werden, wobei ein Kältemittelkreislaufabstand von der Kommunikationsöffnung 7f der Trennwand 7b zu einem Kältemittelauslass des oberen Raumes 7c verkürzt wird. Daher kann das Niedertemperaturkältemittel mit dem Wärmetauschrohr 7e im oberen Raum 7c nicht ausreichend Wärme tauschen, und es besteht das Problem, dass eine Wärmestrahlung vom Wärmetauschrohr 7e zum Niedertemperaturkältemittel niedrig ist. Im vorgenannten konventionellen Beispiel ist das Wärmetauschrohr 7e lediglich im oberen Raum 7c angeordnet, und daher kann das Wärmetauschrohr 7e nur mit dem umgebenden Niedertemperaturkältemittel Wärme tauschen, und es besteht das Problem, dass die Wärmeabstrahlungswirkung vom Wärmetauschrohr 7e auf das Niedertemperaturkältemittel auch durch eine solche Konfiguration niedrig ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Probleme getätigt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher, der eine Verbesserung des Wärmeaustauscheffizienz zwischen einem Niedertemperaturkältemittel und einem Wärmetauschrohr ermöglicht, und einen Kältekreislauf mit demselben bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, weist ein Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher der vorliegenden Erfindung auf: ein zylindrisches Außenelement, das sich vertikal erstreckt; ein zylindrisches Innenelement, das in dem Außenelement angeordnet ist; eine Energiespeicherkammer, die in dem Innenelement vorgesehen ist; eine innere Wärmetauschkammer, die zwischen dem Außenelement und dem Innenelement vorgesehen ist; und ein Wärmetauschrohr, das in der internen Wärmetauschkammer angeordnet ist, worin ein Niedertemperaturkältemittel, das von außen in die Energiespeicherkammer strömt, in der Energiespeicherkammer in Gas und Flüssigkeit getrennt wird, und danach ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel in die interne Wärmetauschkammer strömt, und das Niedertemperaturkältemittel, das in der internen Wärmetauschkammer zirkuliert, und ein Hochtemperaturkältemittel, das in dem Wärmetauschrohr zirkuliert, Wärme tauschen, wobei das Außenelement, das Innenelement und das Wärmetauschrohr aus Aluminium bestehen, das Wärmetauschrohr zwischen dem Außenelement und dem Innenelement so ausgebildet ist, dass es sich spiralförmig in Umfangsrichtungen des Außenelements und des Innenelements erstreckt, das Wärmetauschrohr an eine innere Umfangsfläche des Außenelements und eine äußere Umfangsfläche des Innenelements in den Umfangsrichtungen des Außenelements und des Innenelements angelötet ist, ein spiralförmiger Kältemittelströmungskanal zum Zirkulieren des Niedertemperaturkältemittels entlang des Wärmetauschrohrs zwischen einem Spiralabschnitt des Wärmetauschrohrs gebildet ist und das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal und das Hochtemperaturkältemittel im Wärmetauschrohr in zueinander gegenläufige Richtungen zirkuliert werden.
Folglich ist das Wärmetauschrohr zwischen dem Außenelement und dem Innenelement so ausgebildet, dass es sich spiralförmig in Umfangsrichtung des Außenelements und des Innenelements erstreckt, und der spiralförmige Kältemittelströmungskanal zum Zirkulieren des Niedertemperaturkältemittels ist zwischen dem Spiralabschnitt des Wärmetauschrohrs ausgebildet, und deshalb ist das Wärmetauschrohr so ausgebildet, dass es eine ausreichende Länge aufweist. Zusätzlich zirkuliert das Niedertemperaturkältemittel in dem spiralförmigen Kältemittelströmungskanal, der entlang der Wärmetauschleitung gebildet wird, und somit wird ein Zirkulationsabstand des Niedertemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer vergrößert. In diesem Fall werden das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal und das Hochtemperaturkältemittel in der Wärmetauschleitung in einander gegenläufigen Richtungen zirkuliert, so dass der Strom des Niedertemperaturkältemittels und der Strom des Hochtemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer zu gegenläufigen Strömungen werden. Zusätzlich sind mindestens das Außenelement, das Innenelement und das Wärmetauschrohr aus Aluminium gebildet, und deshalb ist ein Löten möglich, und das Wärmetauschrohr wird mit der inneren Umfangsfläche des Außenelements und der äußeren Umfangsfläche des Innenelements in Umfangsrichtung des Außenelements und des Innenelements gelötet, und somit sind das Außenelement, das Innenelement und das Wärmetauschrohr durch Löten fest verbunden.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Wärmetauschrohr so geformt werden, dass es eine ausreichende Länge aufweist, und es ist möglich, einen Zirkulationsabstand des Niedertemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer zu vergrößern, und dadurch können das Niedertemperaturkältemittel und das Wärmetauschrohr ausreichend Wärme tauschen, und eine Wärmeabstrahlwirkung vom Wärmetauschrohr zum Niedertemperaturkältemittel kann verbessert werden. In diesem Fall werden der Durchfluss des Niedertemperaturkältemittels und der Durchfluss des Hochtemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer zu gegenläufigen Strömungen, und deshalb ist die vorliegende Erfindung äußerst vorteilhaft bei der Verbesserung der Wärmeaustauscheffizienz des Niedertemperaturkältemittels und des Hochtemperaturkältemittels. Zusätzlich können das Außenelement, das Innenelement und das Wärmetauschrohr durch Löten fest miteinander verbunden werden, wodurch es möglich ist die Festigkeit des gesamten Energiespeichers zu erhöhen. Somit ist es auch bei Verdünnung der Plattendicken des Außen- und des Innenelements möglich, die ausreichende Festigkeit zu sichern und somit das Gewicht durch Verdünnen der Elemente zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Schnittansicht des Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher.
4 ist eine Schnittfrontansicht eines Hauptteils des Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher.
5 ist eine Schnittfrontansicht des Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher.
6 ist eine Schnittfrontansicht des Energiespeichers mit einem integrierten internen Wärmetauscher.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kältekreislaufs einschließlich des Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher.
8 ist eine schematische Teilseitenansicht eines Fahrzeugs mit dem Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher.
9 ist eine schematische Teilseitenansicht eines Fahrzeugs mit einem konventionellen Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine Schnittfrontansicht eines Hauptteils des Energiespeichers mit einem integrierten internen Wärmetauscher.
13 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Energiespeichers mit integriertem internen Wärmetauscher, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kältekreislaufs, das ein herkömmliches Beispiel veranschaulicht.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kältekreislaufs, das ein weiteres konventionelles Beispiel veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1 bis 8 veranschaulichen jeweils eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen Aluminiumenergiespeicher mit integriertem internen Wärmetauscher für eine Fahrzeugklimaanlage.
Ein Energiespeicher 10 mit einem integrierten internen Wärmetauscher dieser Ausführungsform besteht aus einem zylindrischen Außenelement 20, das sich vertikal erstreckt, einem zylindrischen Innenelement 30, das im Außenelement 20 angeordnet ist, einer Speicherkammer 40, die im Innenelement 30 angeordnet ist, einer internen Wärmetauschkammer 50, die zwischen dem Außenelement 20 und dem Innenelement 30 angeordnet ist, und einem Wärmetauschrohr 60, das in der internen Wärmetauschkammer 50 angeordnet ist, und die Speicherkammer 30 und die interne Wärmetauschkammer 50 sind mit dem Innenelement 30 dazwischen in radialer Richtung des Außenelements 20 unterteilt.
Das Außenelement 20 ist in einer längszylindrischen Form mit einem offenen oberen Ende ausgebildet, und das obere Ende ist durch eine kreisförmige obere Oberflächenplatte 21 verschlossen. Die obere Oberflächenplatte 21 ist mit einem Einströmrohr 22 versehen, um es einem Niedertemperaturkühlmittel zu ermöglichen dort hineinzuströmen, und das Einströmrohr 22 durchdringt die Mitte der oberen Oberflächenplatte 21, um sich vertikal nach innen und außen des Außenelements 20 zu erstrecken. Zusätzlich ist in der oberen Oberflächenplatte 21 ein Loch 21a vorgesehen, um einer Stirnseite des Wärmetauschrohres 60 zu ermöglichen dort eingesetzt zu werden, und das Loch 21a ist auf einer umlaufenden Kantenseite der oberen Oberflächenplatte 21 angeordnet. Ein Ausströmrohr 23, das das Niedertemperaturkältemittel ausführt, ist in einer Bodenfläche des Außenelements 20 vorgesehen, und das Ausströmrohr 23 erstreckt sich von der Bodenfläche des Außenelements 20 nach unten. Zusätzlich ist in der Unterseite des Außenelements 20 ein Loch 20a vorgesehen, um der anderen Endseite des Wärmetauschrohrs 60 zu ermöglichen dort eingesetzt zu werden, und das Loch 20a ist auf einer umlaufenden Kantenseite der Unterseite des Außenelements 20 angeordnet.
Das Innenelement 30 ist in einer zylindrischen Längsform mit einem kleineren Außendurchmesser als das Außenelement 20 ausgebildet, und ein oberes Ende und ein unteres Ende des Innenelements sind offen. Das Innenelement 30 ist konzentrisch zum Außenelement 20 angeordnet, so dass ein gleichmäßiger Umfangsabstand zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Innenelements und einer inneren Umfangsfläche des Außenelements 20 vorliegt, und das untere Ende des Innenelements ist mit der Bodenfläche des Außenelements 20 verbunden. In diesem Fall wird das Innenelement 30 so geformt, dass sich das obere Ende an einer niedrigeren Position als die obere Oberflächenplatte 21 des Außenelements 20 befindet, und ein Spalt zwischen dem oberen Ende des Innenelements 30 und der oberen Oberflächenplatte 21 des Außenelements 20 ausgebildet ist. Das in der Unterseite des Außenelements 20 vorgesehene Ausströmrohr 23 ist zwischen dem Innenelement 30 und dem Außenelement 20 angeordnet. Im Innenelement 30 ist eine Ölabflussöffnung 31 vorgesehen, um das Abfließen von Schmieröl zu ermöglichen, und die Ölabflussöffnung 31 ist auf einer unteren Endseite der Umfangsfläche des Innenelements 30 angeordnet.
Die Energiespeicherkammer 40 besteht aus einem Raum, der von der inneren Umfangsfläche des Innenelements 30 und der Bodenfläche des Außenelements 20 umgeben ist, und speichert ein flüssiges Niedertemperaturkältemittel, das aus dem Einströmrohr 22 einströmt. Eine untere Endseite des Einströmrohrs 22 ist an der oberen Endseite der Energiespeicherkammer 40 so angeordnet, dass sie sich von der Mitte in radialer Richtung des Innenelements 30 zur Innenseite der Energiespeicherkammer 40 erstreckt.
Die interne Wärmetauschkammer 50 besteht aus einem Raum zwischen dem Außenelement 20 und dem Innenelement 30 und zirkuliert ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel, das aus der Einströmrohr 22 einströmt.
Das Wärmetauschrohr 60 ist so ausgebildet, dass es sich spiralförmig in den Umfangsrichtungen des Außenelements 20 und des Innenelements 30 von einer oberen Endseite zu einer unteren Endseite der inneren Wärmetauschkammer 50 erstreckt, an einer unteren Endseite des Wärmetauschrohrs 60 ist ein linearer Einströmrohrteil 61, der die Unterseite des Außenelements 20 durchdringt, um sich nach außen zu erstrecken ausgebildet, und ein linearer Ausströmrohrteil 62, der die obere Oberflächenplatte 21 des Außenelements 20 durchdringt, um sich nach außen zu erstrecken, ist an einer oberen Endseite des Wärmetauschrohrs ausgebildet. Ein Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohres 60 ist zwischen dem Außenelement 20 und dem Innenelement 30 angeordnet und steht in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Außenelements 20 und der äußeren Umfangsfläche des Innenelements 30, so dass er um das Innenelement 30 gewickelt ist. Wie in 4 dargestellt, werden Kontaktabschnitte mit dem Außenelement 20 und dem Innenelement 30 in Umfangsrichtung des Außenelements 20 und des Innenelements 30 durch Lötstellen 60a verbunden.
Der Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohres 60 ist in der inneren Wärmetauschkammer 50 angeordnet, und innerhalb der inneren Wärmetauschkammer 60 wird durch den Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohres 60 ein spiralförmiger Kältemittelströmungskanal 51 gebildet. Das heißt, der Kältemittelströmungskanal 51 ist zwischen dem Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohres 60, den jeweiligen Umfangsflächen des Außenelements 20 und des Innenelements 30 gebildet, das von der Oberseite der inneren Wärmetauschkammer 50 einströmende Niedertemperaturkältemittel zirkuliert in der Außenseite des Wärmetauschrohres 60 entlang des Spiralabschnitts 63 des Wärmetauschrohres 60 und strömt vom unteren Ende der inneren Wärmetauschkammer 50 nach außen durch das Ausströmrohr 23.
Der so konfigurierte Energiespeicher 10 mit integriertem internen Wärmetauscher wird für einen in 7 dargestellten Kältekreislauf verwendet, und ein Kohlendioxid-Kältemittel wird als ein Kältemittel des Kältekreislaufs verwendet. Das heißt, im Energiespeicher 10 mit integriertem internen Wärmetauscher ist eine Kältemittelaustrittsseite des Verdampfers 2 mit dem Einströmrohr 22 und eine Kältemittelansaugseite des Verdichters 1 mit dem Ausströmrohr 23 verbunden. Eine Kältemittelansaugseite eines Expansionsventils 4 ist mit dem Ausströmrohrteil 61 des Wärmetauschrohres 60 verbunden, und eine Kältemittelaustrittsseite des Gaskühlers 3 ist mit dem Einströmrohrteil 62 des Wärmetauschrohres 60 verbunden.
In dem vorgenannten Kältekreislauf zirkuliert das Niedertemperaturkältemittel (Niederdruckkältemittel) wie die durchgezogenen Pfeile in der Figur zeigen, und das Hochtemperaturkältemittel (Hochdruckkältemittel) zirkuliert wie die gestrichelten Pfeile in der Figur zeigen. Das heißt, das vom Verdichter 1 abgegebene Hochtemperaturkältemittel strömt in den Gaskühler 3 und strahlt durch den Gaskühler 3 Wärme an die Außenluft ab und strömt danach in das Wärmetauschrohr 60 innerhalb der internen Wärmetauschkammer 50. Das im Wärmetauschrohr 60 zirkulierende Hochtemperaturkältemittel wird durch das Expansionsventil 4 zu einem Niedertemperaturkältemittel, strömt in den Verdampfer 2 und nimmt Wärme von Außenluft durch den Verdampfer 2 auf, strömt danach in die Energiespeicherkammer 30 und wird von der Energiespeicherkammer 30 durch die interne Wärmetauschkammer 50 in den Verdichter 1 gesaugt.
Wie in den durchgezogenen Pfeilen von 5 dargestellt, strömt ein Niedertemperaturkältemittel eines Gas-Flüssigkeits-Gemisches aus dem Einströmrohr 22 in die Energiespeicherkammer 30 ein, und ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel R1, ein flüssiges Niedertemperaturkältemittel R2 und Schmieröl J werden in der Reihenfolge ausgehend von der Oberseite gelagert, um in Gas und Flüssigkeit getrennt zu werden, und nur das gasförmige Niedertemperaturkältemittel R1 strömt aus dem oberen Ende der Energiespeicherkammer 30 in die interne Wärmetauschkammer 50. Das in die interne Wärmetauschkammer 50 einströmende Niedertemperaturkältemittel zirkuliert im Kältemittelströmungskanal 51 von der Oberseite zur Unterseite der internen Wärmetauschkammer 50 und strömt aus dem Ausströmrohr 23 nach außen. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert das Niedertemperaturkältemittel in der internen Wärmetauschkammer 50 im spiralförmigen Kältemittelströmungskanal 51 entlang des Wärmetauschrohrs 60, und somit tauschen das Hochtemperaturkältemittel im Wärmetauschrohr 60 und das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal 51 effizient Wärme. Das in einem unteren Teil der Energiespeicherkammer 30 gelagerte Schmieröl J fließt aus der Ölausflussöffnung 31 zu einem Boden in der internen Wärmetauschkammer 50 und fließt zusammen mit dem Niedertemperaturkältemittel aus dem Ausströmrohr 23 nach außen.
Andererseits, wie durch gestrichelte Linien in 5 veranschaulicht, strahlt das Hochtemperaturkältemittel, das vom Einströmrohrteil 61 in das Wärmetauschrohr 60 der internen Wärmetauschkammer 50 einströmt, Wärme an das gasförmige Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal 51 ab, während es im Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohrs 60 zirkuliert, und fließt danach aus dem Ausströmrohrteil 62 nach außen. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert das Niedertemperaturkältemittel in der internen Wärmetauschkammer 50 von der Oberseite in Richtung Unterseite und das Hochtemperaturkältemittel zirkuliert im Wärmetauschrohr 60 von der Unterseite in Richtung Oberseite, und somit werden die Ströme des Niedertemperaturkältemittels und des Hochtemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer 50 zu Gegenströmen.
Der vorgenannte Energiespeicher 10 mit integriertem internem Wärmetauscher ist in einem Motorraum eines Fahrzeugs S installiert, wie in 8 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt sind eine Ausströmseite des Hochtemperaturkältemittels und eine Einströmseite des Niedertemperaturkältemittels an der oberen Endseite des Außenelements 20 angeordnet und daher über eine Hochtemperaturkältemittel-Ausströmseite 10a und eine Niedertemperaturkältemittel-Einströmseite 10b auf kürzester Distanz mit dem Verdampfer 2 in einem Klimagerät 8 auf der Fahrzeugseite verbunden. Eine Kältemittel-Ausströmseite des Verdichters 1 und eine Kältemittel-Ausströmseite des Gaskühlers 3 sind auf einem unteren Teil des Motorraums angeordnet, eine Hochtemperaturkältemittel-Einströmseite und eine Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseite des Energiespeichers 10 sind auf der unteren Endseite des Außenelements 20 angeordnet und sind daher über eine Hochtemperaturkältemittel-Einströmseite 10c und eine Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseite 10d mit dem Verdichter 1 und dem Gaskühler 3 auf kürzester Distanz verbunden. Das heißt, wie in 9 dargestellt, in einem konventionellen Beispiel (z.B. Patentliteratur 3) sind in einem Energiespeicher 9 mit integriertem internen Wärmetauscher, sowohl eine Einlauf- und eine Ausströmseite eines Hochtemperaturkältemittels als auch eine Einlauf- und eine Ausströmseite eines Niedertemperaturkältemittels in einem oberen Ende vorgesehen, und somit, während die Hochtemperaturkältemittel-Ausströmseite und die Niedertemperaturkältemittel-Einströmseite mit einem Verdampfer 2 in einem Klimaanlage 8 auf einer Fahrzeugseite in kürzester Distanz über eine Hochtemperaturkältemittel-Ausströmseitenleitung 9a und eine Niedertemperaturkältemittel-Einströmseitenleitung 9b verbunden sind, sind die Hochtemperatur-Kältemitteleinströmseite und die Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseite des Energiespeichers 9 mit einer Kältemittel-Ausströmseite eines Verdichters 1 und einer Kältemittel-Ausströmseite eines Gaskühlers 3 über eine Hochtemperatur-Kältemitteleinströmseitenleitung 9c und eine Niedertemperatur-Kältemittel-Ausströmseitenleitung 9d, die nach oben verlegt sind, verbunden. Daher ist die Länge des Rohrs um einen montierten Abschnitt H1 der Hochtemperatur-Kältemitteleinströmseite 9c und einen montierten Abschnitt H2 der Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseite 9d länger als die Länge des Rohrs dieser Ausführungsform.
Somit ist gemäß dieser Ausführungsform das Wärmetauschrohr 60 zwischen dem Außenelement 20 und dem Innenelement 30 so ausgebildet, dass es sich spiralförmig in den Umfangsrichtungen des Außenelements 20 und des Innenelements 30 erstreckt, und der Kältemittelströmungskanal 51 zum Zirkulieren des Niedertemperaturkältemittels ist zwischen dem Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohrs 60 ausgebildet, und somit kann das Wärmetauschrohr 60 so ausgebildet werden, dass es eine ausreichende Länge aufweist, und das Niedertemperaturkältemittel kann in dem entlang des Wärmetauschrohrs 60 ausgebildeten spiralförmigen Kältemittelströmungskanal 51 zirkulieren. Dadurch ist es möglich, einen Zirkulationsabstand des Niedertemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer 50 zu vergrößern, und dadurch können das Niedertemperaturkältemittel und das Wärmetauschrohr 60 ausreichend Wärme tauschen und eine Wärmeabstrahlwirkung vom Wärmetauschrohr 60 auf das Niedertemperaturkältemittel kann verstärkt werden. In diesem Fall zirkulieren das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal 51 und das Hochtemperaturkältemittel im Wärmetauschrohr 60 gegenläufig, so dass der Durchfluss des Niedertemperaturkältemittels und der Durchfluss des Hochtemperaturkältemittels in der internen Wärmetauschkammer 50 zu Gegenströmen werden, und diese Ausführungsform ist äußerst vorteilhaft bei der Verbesserung der Wärmeübertragungseffizienz des Niedertemperaturkältemittels und des Hochtemperaturkältemittels.
Zumindest das Außenelement 20, das Innenelement 30 und das Wärmetauschrohr 60 sind aus Aluminium gefertigt, und dadurch ist Löten möglich, und die Festigkeit kann verbessert werden. Das heißt, das Wärmetauschrohr 60 wird mit der inneren Umfangsfläche des Außenelements 20 und der äußeren Umfangsfläche des Innenelements 30 in den Umfangsrichtungen des Außenelements 20 und des Innenelements 30 gelötet, und somit können das Außenelement 20, das Innenelement 30 und das Wärmetauschrohr 60 fest verbunden werden, und es ist möglich, die Festigkeit des gesamten Energiespeichers zu erhöhen. Somit ist es auch bei Verdünnung der Plattendicken des Außenelements 20 und des Innenelements 30 möglich, die ausreichende Festigkeit zu sichern und somit das Gewicht durch Verdünnen der Elemente zu reduzieren.
Darüber hinaus sind die Hochtemperaturkältemittel-Ausströmseite und die Niedertemperaturkältemittel-Einströmseite auf der oberen Endseite des Außenelements 20 und die Hochtemperaturkältemittel-Einströmseite und die Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseite auf der unteren Endseite des Außenelements 20 angeordnet, und deshalb können auch in einem Fall, in dem die Kältemittelausströmseite des Verdichters 1 und die Kältemittelausströmseite des Gaskühlers 3 im unteren Teil des Maschinenraums angeordnet sind, das Hochtemperaturkältemittel-Einströmseitenrohr 10c und das Niedertemperaturkältemittel-Ausströmseitenrohr 10d im kürzesten Abstand mit dem Verdichter 1 und dem Gaskühler 3 verbunden werden und es ist möglich, eine Kostenreduzierung und Reduzierung eines Druckverlustes durch Verkürzung der Leitung zu erreichen.
10 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der ersten Ausführungsform ist das obere Ende des Innenelements 30 so ausgebildet, dass es sich an einer niedrigeren Position als die obere Oberflächenplatte 21 des Außenelements 20 befindet, und das Niedertemperaturkältemittel zirkuliert zwischen dem oberen Ende des Innenelements 30 und der oberen Oberflächenplatte 21 des Außenelements 20. Ein Innenelement 70 dieser Ausführungsform ist jedoch so ausgebildet, dass es sich in gleicher Höhe wie ein Außenelement 20 befindet, wobei ein oberes Ende des Innenelements 70 mit einer oberen Oberflächenplatte 21 verbunden ist. In einer oberen Seitenfläche des Innenelements 70 ist eine Ausströmöffnung 71 vorgesehen, die es einem Niedertemperaturkältemittel in einer Energiespeicherkammer 30 ermöglicht, in eine interne Wärmetauschkammer 50 auszulaufen.
Folglich ist das obere Ende des Innenelements 70 mit der oberen Oberflächenplatte 21 verbunden, und es ist möglich, die Anzahl der Verbindungsabschnitte der oberen Oberflächenplatte 21 zu erhöhen und die Festigkeit zu verbessern.
11 und 12 veranschaulichen jeweils eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der ersten Ausführungsform wird der Spiralabschnitt 63 des Wärmetauschrohres 60 in gleichen Abständen gebildet. Ein Wärmetauschrohr 80 dieser Ausführungsform ist jedoch so ausgebildet, dass ein Intervall P eines Spiralabschnitts 83 auf einer stromabwärts gelegenen Seite zwischen einem Einströmrohrteil 81 und einem Ausströmrohrteil 82 allmählich breiter wird als das auf einer stromaufwärts gelegenen Seite in der Hochtemperaturkältemittelströmungsrichtung.
Folglich wird der Strömungskanalquerschnitt des Kältemittelströmungskanals 51 für das Niedertemperaturkältemittel auf der stromabwärts gelegenen Seite in der zwischen dem Spiralabschnitt 83 des Wärmetauschrohrs 80 gebildeten Kältemittelströmungsrichtung allmählich größer als der auf der stromaufwärts gelegenen Seite, und es besteht daher der Vorteil, dass es möglich ist, einen Druckverlust des Kältemittelströmungskanals 51 zu unterdrücken, selbst wenn das Volumen des Niedertemperaturkältemittels durch Erwärmung durch das Wärmetauschrohr 80 erhöht wird.
In dieser Ausführungsform ist der Kältemittelströmungskanal 51, wie in 12 dargestellt, so ausgebildet, dass, wenn die Strömungskanalquerschnittsfläche des Wärmetauschrohrs 80 durch S1 bezeichnet wird, die Strömungskanalquerschnittsfläche des Kältemittelströmungskanals 51 mit S2 bezeichnet wird und ein Verhältnis der Strömungskanalquerschnittsflächen durch S1:S2 bezeichnet wird, wenn S1 4 ist, S2 5 oder mehr wird. Das heißt, das Verhältnis S1:S2 der Strömungskanalquerschnittsflächen an einem Teil, in dem das Intervall P des Spiralabschnitts 83 am kleinsten ist (auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Kältemittelströmungskanals 51), beträgt 4:5, und die Querschnittsfläche S2 des Kältemittelströmungskanals 51 nimmt allmählich zur stromabwärts gelegenen Seite des Kältemittelströmungskanals 51 zu.
Folglich ist der Strömungskanalquerschnitt S2 des Kältemittelströmungskanals 51 im Verhältnis zum Strömungskanalquerschnitt S1 des Wärmetauschrohrs 80 groß, und demnach kann eine Zirkulationsmenge des Niedertemperaturkältemittels zum Hochtemperaturkältemittel in der internen Wärmetauschkammer 50 ausreichend gesichert werden, und das Hochtemperaturkältemittel im Wärmetauschrohr 80 und das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal 51 können immer effizient Wärme tauschen.
Die Konfiguration, die den Kältemittelströmungskanal 51 so bildet, dass, wenn das Verhältnis der Strömungskanalquerschnittsflächen durch S1:S2 bezeichnet wird und S1 4 ist, S2 zu 5 oder mehr wird, wie vorstehend beschrieben, ist auch auf eine andere Ausführungsform anwendbar.
13 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In dieser Ausführungsform ist eine Isolationsschicht 32 zwischen einer Energiespeicherkammer 40 und einem Wärmetauschrohr 60 vorgesehen, wobei die Isolationsschicht 32 durch Auftragen eines bekannten wärmeisolierenden Beschichtungsmaterials auf eine Innenfläche eines Innenelements 30 gebildet wird. Folglich sind die Energiespeicherkammer 40 und das Wärmetauschrohr 60 durch die Isolationsschicht 32 wärmegedämmt, und daher wird ein in der Energiespeicherkammer 40 gespeichertes flüssiges Niedertemperaturkältemittel R2 nicht durch Erwärmen des Wärmetauschrohrs 60 verdampft, und das flüssige Niedertemperaturkältemittel R2 kann zuverlässig in der Energiespeicherkammer 40 gelagert werden. Da die Wärme eines Hochtemperaturkältemittels im Wärmetauschrohr 60 nicht vom Niedertemperaturkältemittel in der Energiespeicherkammer 40 aufgenommen wird, kann ein Niedertemperaturkältemittel in einem Kältemittelströmungskanal 51 einer internen Wärmetauschkammer 50 durch das Hochtemperaturkältemittel ausreichend erwärmt werden, und es hat den Vorteil, dass die Wärmeaustauscheffizienz der internen Wärmetauschkammer 50 nicht gesenkt wird. Darüber hinaus wird das wärmedämmende Beschichtungsmaterial für die Isolationsschicht 32 verwendet, und daher kann die Isolationsschicht 32 leicht gebildet werden, indem das wärmedämmende Beschichtungsmaterial auf die Innenfläche des Innenelements 30 aufgebracht wird, und es ist möglich, die Produktivität zu verbessern.
14 veranschaulicht eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform ist eine weitere Ausführungsform, bei der eine Isolationsschicht zwischen einer Energiespeicherkammer 40 und einem Wärmetauschrohr 60 vorgesehen ist. Das heißt, ein Innenelement 30 dieser Ausführungsform wird durch innere und äußere doppelzylindrische Elemente 33, 34, die einen Spalt haben, gebildet, und zwischen den zylindrischen Elementen 33, 34 wird eine Isolationsschicht 35 aus einer Luftschicht gebildet. Folglich ist es möglich, ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform, eine Wirkung durch die Isolationsschicht 35 zu erzielen und die Isolationsschicht 35 nur durch die zylindrischen Elemente 33, 34 zu bilden, und somit ist es möglich, ein Material (Aluminium) zu verwenden, das für andere Komponenten üblich ist, und eine einfache Bearbeitung und Montage durchzuführen.
15 veranschaulicht eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Energiespeicher 10 mit integriertem internen Wärmetauscher besteht aus einem zylindrischen Außenelement 90, das sich vertikal erstreckt, einem zylindrischen Innenelement 100, das im Außenelement 90 angeordnet ist, einer Energiespeicherkammer 110, die im Innenelement 100 angeordnet ist, einer internen Wärmetauschkammer 120, die zwischen dem Außenelement 90 und dem Innenelement 100 angeordnet ist, und einem Wärmetauschrohr 130, das in der internen Wärmetauschkammer 120 angeordnet ist, und die Energiespeicherkammer 110 und die interne Wärmetauschkammer 120 sind mit dem Innenelement 100 dazwischen in radialer Richtung des Außenelements 90 unterteilt.
Das Außenelement 90 ist in einer längszylindrischen Form mit einem offenen oberen Ende ausgebildet, und das obere Ende ist durch eine kreisförmige obere Oberflächenplatte 91 verschlossen. Die obere Oberflächenplatte 21 ist mit einem Einströmrohr 92 versehen, um das Einströmen eines Niedertemperaturkältemittels dorthinein zu ermöglichen, und das Einströmrohr 92 durchdringt die Mitte der oberen Oberflächenplatte 91, um sich vertikal nach innen und außen des äußeren Elements 90 zu erstrecken. In einer unteren Seitenfläche des Außenelements 90 ist ein Ausströmrohr 93 vorgesehen, um dem Niedertemperaturkältemittel zu ermöglichen auszuströmen, und das Ausströmrohr 93 erstreckt sich von einer Seitenfläche des Außenelements 90 nach außen.
Das Innenelement 100 ist in einer zylindrischen Längsform mit einem kleineren Außendurchmesser als das Außenelement 90 ausgebildet, und ein oberes Ende des Innenelements ist geöffnet. Das Innenelement 100 ist konzentrisch zum Außenelement 90 angeordnet, so dass es einen gleichmäßigen Umfangsabstand zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Innenelements und einer inneren Umfangsfläche des Außenelements 20 aufweist, und das untere Ende des Innenelements dringt in eine Bodenfläche des Außenelements 90 ein, um sich unterhalb des Außenelements 90 zu erstrecken. In diesem Fall ist das Innenelement 100 so ausgebildet, dass sich das obere Ende an einer niedrigeren Position als die obere Oberflächenplatte 91 des Außenelements 90 befindet, und ein Spalt zwischen dem oberen Ende des Innenelements 100 und der oberen Oberflächenplatte 91 des Außenelements 20 gebildet wird. Das Ausströmrohr 93 des Außenelements 90 erstreckt sich vom Außenelement 90 nach unten, ist in horizontaler Richtung gebogen, um sich unter das Innenelement 100 zu erstrecken, und wird weiter nach unten gebogen. In einer Bodenfläche des Innenelements 100 ist ein Ölauslaufrohr 101 vorgesehen, um das Ausfließen von Schmieröl zu ermöglichen, und das Ölauslaufrohr 101 ist mit dem Ausströmrohr 93 verbunden.
Die Energiespeicherkammer 110 besteht aus einem Raum, der von der inneren Umfangsfläche des Innenelements 100 und der Bodenfläche des Außenelements 90 umgeben ist, und speichert ein flüssiges Niedertemperaturkältemittel, das aus dem Einströmrohr 92 einströmt. Eine untere Endseite des Einströmrohrs 92 ist an der oberen Endseite der Energiespeicherkammer 110 so angeordnet, dass sie sich von der Mitte in radialer Richtung des inneren Elements 100 zur Innenseite der Energiespeicherkammer 110 erstreckt.
Die interne Wärmetauschkammer 120 besteht aus einem Raum zwischen dem äußeren Element 90 und dem inneren Element 100 und zirkuliert ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel, das aus dem Einströmrohr 92 einströmt. In dieser Ausführungsform dringt die untere Endseite des Innenelements 100 in die Unterseite des Außenelements 20 ein, um sich unterhalb des Außenelements 90 zu erstrecken, und deshalb ist die Energiespeicherkammer 110 lange unterhalb der internen Wärmetauschkammer 120 ausgebildet.
Das Wärmetauschrohr 130 ist so ausgebildet, dass es sich spiralförmig in den Umfangsrichtungen des Außenelements 90 und des Innenelements 100 von einer oberen Endseite zu einer unteren Endseite der inneren Wärmetauschkammer 120 erstreckt, wobei an einer unteren Endseite des Wärmetauschrohrs 130 ein linearer Einströmrohrteil 131, der die Unterseite des Außenelements 90 durchdringt und sich nach außen erstreckt ausgebildet ist, und ein linearer Ausströmrohrteil 132, der die obere Oberflächenplatte 91 des Außenelements 90 durchdringt und sich nach außen erstreckt, an einer oberen Endseite des Wärmetauschrohrs ausgebildet ist. Ein Spiralabschnitt 133 des Wärmetauschrohrs 130 ist zwischen dem Außenelement 90 und dem Innenelement 100 angeordnet und steht in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Außenelements 90 und der äußeren Umfangsfläche des Innenelements 100, so dass er um das Innenelement 100 gewickelt wird. Kontaktabschnitte mit dem Außenelement 90 und dem Innenelement 100 werden in Umfangsrichtung des Außenelements 90 und des Innenelements 100 durch Löten verbunden.
Der Spiralabschnitt 133 des Wärmetauschrohrs 130 ist in der inneren Wärmetauschkammer 120 angeordnet, und innerhalb der inneren Wärmetauschkammer 130 wird durch den Spiralabschnitt 133 des Wärmetauschrohrs 130 ein spiralförmiger Kältemittelströmungskanal 121 gebildet. Das heißt, der Kältemittelströmungskanal 121 ist zwischen dem Spiralabschnitt 133 des Wärmetauschrohrs 130, den jeweiligen Umfangsflächen des Außenelements 90 und des Innenelements 100 gebildet, wobei das von der Oberseite der inneren Wärmetauschkammer 120 einströmende Niedertemperaturkältemittel in der Außenseite des Wärmetauschrohrs 130 entlang des Spiralabschnitts 133 des Wärmetauschrohrs 130 zirkuliert und vom unteren Ende der inneren Wärmetauschkammer 120 nach außen durch das Ausströmrohr 93 fließt.
In dieser Ausführungsform ist die Energiespeicherkammer 110 weit unterhalb der internen Wärmetauschkammer 120 ausgebildet, und daher ist der Spiralabschnitt 133 des Wärmetauschrohrs 130 nicht auf einer unteren Teilseite der Energiespeicherkammer 110 angeordnet. Folglich wird ein flüssiges Niedertemperaturkältemittel R2, das auf der Unterseite innerhalb der Energiespeicherkammer 110 gelagert ist, durch Erwärmung des Wärmetauschrohres 130 nicht verdampft, und das flüssige Niedertemperaturkältemittel R2 kann zuverlässig in der Energiespeicherkammer 110 gelagert werden. Da die Wärme eines Hochtemperaturkältemittels im Wärmetauschrohr 130 nicht vom flüssigen Niedertemperaturkältemittel R2 in der Energiespeicherkammer 110 aufgenommen wird und daher ein Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal 121 der internen Wärmetauschkammer 120 durch das Hochtemperaturkältemittel ausreichend erwärmt werden kann, gibt es den Vorteil, dass die Wärmeaustauscheffizienz der internen Wärmetauschkammer 120 nicht gesenkt wird.
Bezugszeichenliste

10: Energiespeicher mit integriertem internen Wärmetauscher
20: Außenelement
30: Innenelement
32: Isolationsschicht
33, 34: zylindrisches Element
35: Isolationsschicht
40: Energiespeicherkammer
50: interne Wärmetauschkammer
51: Kältemittelströmungskanal
60: Wärmetauschrohr
63: Spiralabschnitt
70: Innenelement
80: Wärmetauschrohr
83: Spiralabschnitt
90: Außenelement
100: Innenelement
110: Energiespeicherkammer
120: interne Wärmetauschkammer
121: Kältemittelströmungskanal
130: Wärmetauschrohr
133: Spiralabschnitt

Claims

Ein Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher, aufweisend: ein zylindrisches Außenelement, das sich vertikal erstreckt; ein zylindrisches Innenelement, das in dem Außenelement angeordnet ist; eine Energiespeicherkammer, die im Innenelement vorgesehen ist; eine interne Wärmeaustauschkammer, die zwischen dem Außenelement und dem Innenelement vorgesehen ist; und ein Wärmetauschrohr, das in der internen Wärmetauschkammer angeordnet ist, wobei ein Niedertemperaturkältemittel, das von außen in die Energiespeicherkammer strömt, in der Energiespeicherkammer in Gas und Flüssigkeit getrennt wird, und danach ein gasförmiges Niedertemperaturkältemittel in die interne Wärmetauschkammer strömt, und das Niedertemperaturkältemittel, das in der internen Wärmetauschkammer zirkuliert, und ein Hochtemperaturkältemittel, das in dem Wärmetauschrohr zirkuliert, Wärme tauschen, das Außenelement, das Innenelement und das Wärmetauschrohr aus Aluminium bestehen, das Wärmetauschrohr zwischen dem Außenelement und dem Innenelement so ausgebildet ist, dass es sich spiralförmig in Umfangsrichtung des Außenelements und des Innenelements erstreckt, das Wärmetauschrohr an eine innere Umfangsfläche des Außenelements und eine äußere Umfangsfläche des Innenelements in den Umfangsrichtungen des Außenelements und des Innenelements angelötet ist, ein spiralförmiger Kältemittelströmungskanal zum Zirkulieren des Niedertemperaturkältemittels entlang des Wärmetauschrohres zwischen einem spiralförmigen Abschnitt des Wärmetauschrohres gebildet ist, und das Niedertemperaturkältemittel im Kältemittelströmungskanal und das Hochtemperaturkältemittel in dem Wärmetauschrohr in gegenläufige Richtungen zirkulieren.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei eine Ausströmseite des Hochtemperaturkältemittels und eine Einströmseite des Niedertemperaturkältemittels auf einer oberen Endseite des Außenelements angeordnet sind, und eine Einströmseite des Hochtemperaturkältemittels und eine Ausströmseite des Niedertemperaturkältemittels auf einer unteren Endseite des Außenelements angeordnet sind.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Isolationsschicht zwischen der Energiespeicherkammer und dem Wärmetauschrohr vorgesehen ist.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß Anspruch 3, wobei die Isolationsschicht aus einem wärmeisolierenden Beschichtungsmaterial gebildet ist.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß Anspruch 3, wobei das Innenelement durch innere und äußere doppelzylindrische Elemente mit einem Spalt gebildet ist, und die Isolationsschicht (32) zwischen den zylindrischen Elementen gebildet ist.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Energiespeicherkammer weit unterhalb der internen Wärmetauschkammer ausgebildet ist.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmetauschrohr so ausgebildet ist, dass ein Spiralschnittintervall auf einer stromabwärts gelegenen Seite in einer Hochtemperaturkältemittelströmungsrichtung allmählich größer wird als ein Spiralschnittintervall auf einer stromaufwärts gelegenen Seite.
Der Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kältemittelströmungskanal so ausgebildet ist, dass, wenn ein Verhältnis einer Strömungskanalquerschnittsfläche des Wärmetauschrohres und einer Strömungskanalquerschnittsfläche des Kältemittelströmungskanals durch S1:S2 bezeichnet wird, wenn S1 4 ist, S2 5 oder mehr ist.
Ein Kältekreislauf, aufweisend mindestens einen Verdichter, einen Gaskühler und ein Expansionsventil sowie einen Verdampfer; und den Energiespeicher mit einem integrierten internen Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8.