DE112018001417T5 - Evaporator of an air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle - Google Patents

Evaporator of an air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE112018001417T5
DE112018001417T5 DE112018001417.7T DE112018001417T DE112018001417T5 DE 112018001417 T5 DE112018001417 T5 DE 112018001417T5 DE 112018001417 T DE112018001417 T DE 112018001417T DE 112018001417 T5 DE112018001417 T5 DE 112018001417T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchange
evaporator
exchanger body
thickness
tubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112018001417.7T
Other languages
German (de)
Inventor
Damien Ragondet
Lukas Kopal
Jakub Jirsa
Jan Forst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of DE112018001417T5 publication Critical patent/DE112018001417T5/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00321Heat exchangers for air-conditioning devices
    • B60H1/00328Heat exchangers for air-conditioning devices of the liquid-air type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128Fins with openings, e.g. louvered fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0246Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F28F9/0251Massive connectors, e.g. blocks; Plate-like connectors
    • F28F9/0253Massive connectors, e.g. blocks; Plate-like connectors with multiple channels, e.g. with combined inflow and outflow channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085Evaporators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Ein Verdampfer (1) eines Klimakreislaufs enthält einen Tauscherkörper, einen oberen Kopf (2) mit einem Einlass für die flüssige Phase und einem Auslass für die gasförmige Phase und einen unteren Kopf (3), wobei der Tauscherkörper durch ein Bündel aus zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren (6) gebildet ist, die parallel und in Abständen zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den flachen Rohren (6) Wärmeaustauschelemente (7) mit mehreren Rippen (11) angeordnet sind. Die Dicke (T) des Tauscherkörpers beträgt weniger als 38 mm, und der Abstand (TP) der Wärmeaustauschrohre zueinander beträgt stets 5,5 bis 9 mm. Der Abstand (FP) der Rippen der Wärmeaustauchelemente zueinander beträgt 1,3 bis 1,5 mm, und die Wärmeaustauschelemente (7) erstrecken sich auf beiden Seiten des Tauscherkörpers in Richtung der Dicke (T) des Verdampfers (1) geringfügig über die Enden der Wärmeaustauschrohre (6) hinaus.An air conditioning evaporator (1) includes an exchanger body, an upper head (2) with an inlet for the liquid phase and an outlet for the gaseous phase and a lower head (3), the exchanger body being formed by a bundle of two rows of flat ones Heat exchange tubes (6) is formed, which are arranged in parallel and at a distance from one another, heat exchange elements (7) having a plurality of fins (11) being arranged between the flat tubes (6). The thickness (T) of the exchanger body is less than 38 mm and the distance (TP) between the heat exchange tubes is always 5.5 to 9 mm. The distance (FP) of the fins of the heat exchange elements to each other is 1.3 to 1.5 mm, and the heat exchange elements (7) extend on both sides of the exchanger body in the direction of the thickness (T) of the evaporator (1) slightly over the ends of the Heat exchange tubes (6).

Description

TechnologiefeldTechnology field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer eines Klimakreislaufs, insbesondere für Kraftfahrzeuge, für den Wärmeaustausch zwischen einem in einem Kreislauf mit dem Verdampfer zirkulierenden Kühlmittel und einem gekühlten Medium, meist Luft, das sich von außen durch einen Tauscherkörper bewegt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Verdampfer eines Klimakreislaufs, der einen Tauscherkörper, einen oberen Kopf mit einem Einlass für die flüssige Phase und einem Auslass für die gasförmige Phase und einen unteren Kopf enthält, wobei der Tauscherkörper durch ein Bündel aus zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren gebildet ist, die parallel und in Abständen zueinander angeordnet sind, wobei Wärmeaustauschelemente zwischen diesen flachen Rohren angeordnet sind.The present invention relates to an evaporator of an air conditioning circuit, in particular for motor vehicles, for the heat exchange between a coolant circulating in a circuit with the evaporator and a cooled medium, usually air, which moves from the outside through an exchanger body. More particularly, the invention relates to an air conditioning evaporator that includes an exchanger body, an upper head with an inlet for the liquid phase and an outlet for the gaseous phase, and a lower head, the exchanger body being formed by a bundle of two rows of flat heat exchange tubes is formed, which are arranged in parallel and spaced from each other, heat exchange elements being arranged between these flat tubes.

Stand der TechnikState of the art

Verdampfer eines Klimakreislaufs für Kraftfahrzeuge nach dem Stand der Technik verwenden als Arbeitsmedium im Allgemeinen die Kühlmittel R134a oder R1234yf, deren Betriebsdruck von etwa 3 bar bis maximal 30 bar (in Extremsituationen) variiert.Evaporators of an air conditioning circuit for motor vehicles according to the prior art generally use the coolants R134a or R1234yf as the working medium, the operating pressure of which varies from approximately 3 bar to a maximum of 30 bar (in extreme situations).

Die EU-Richtlinie 2006/40/EG von 2017 schreibt den Einsatz von Kühlmitteln mit einem Treibhauspotenzial (GWP) > 150 (der Referenzwert ist GWP = 1, was dem von CO2 entspricht) in neuen Kraftfahrzeugklimaanlagen vor. Das Kühlmittel R134a mit einem Wert von GWP = 1430 ist daher nach dieser Richtlinie für den Einsatz in neuen Kraftfahrzeugklimaanlagen verboten. Das Kühlmittel R1234yf mit einem Wert von GWP = 4 entspricht der Gesetzgebung.The EU Directive 2006/40 / EC of 2017 prescribes the use of coolants with a global warming potential (GWP)> 150 (the reference value is GWP = 1, which corresponds to that of CO 2 ) in new automotive air conditioning systems. The coolant R134a with a value of GWP = 1430 is therefore prohibited under this directive for use in new automotive air conditioning systems. The coolant R1234yf with a value of GWP = 4 corresponds to the legislation.

Die bestehenden Kopfausführungen sind daher für Niederdruckmedien mit einer maximalen Druckfestigkeit von bis zu 30 bar(g) ausgelegt und nicht für den Einsatz in Hochdrucktauschern geeignet.The existing head versions are therefore designed for low pressure media with a maximum pressure resistance of up to 30 bar (g) and are not suitable for use in high pressure exchangers.

Die Verwendung von CO2 als Kühlmittel ist an sich nicht neu, da dies bereits Mitte des 19. Jahrhunderts begonnen und seinen Höhepunkt in den 1920er Jahren erreicht hat, wobei es von da an in den meisten Anwendungen schrittweise durch synthetische Kühlmittel (FCKW, FKW, HFO usw.) und durch Ammoniak (R717) ersetzt wurde, die bei wesentlich niedrigeren Drücken arbeiten.The use of CO 2 as a coolant is not new per se, since it started in the mid-19th century and reached its peak in the 1920s, and from then on it is gradually replaced by synthetic coolants (CFCs, CFCs, HFO etc.) and has been replaced by ammonia (R717) which operate at much lower pressures.

Insbesondere im Hinblick auf die aktuellen ökologischen und sicherheitstechnischen Anforderungen wurde versucht, das Kühlmittel R744 (CO2) wieder für die Verdampfer eines Klimakreislaufs, insbesondere für Kraftfahrzeuge, einzusetzen. Im Gegensatz zu den in letzter Zeit verwendeten synthetischen Kühlmitteln handelt es sich um einen Naturstoff, der zudem nicht zur Bildung eines Lochs in der Ozonschicht beiträgt, wenig Einfluss auf die globale Erwärmung hat und außerdem billig, leicht verfügbar, korrosionsfest, ungiftig und in üblichen Konzentrationen nicht brennbar ist. Mit einem Wert von GWP = 1 ist es aus Sicht der Gesetzgebung am besten geeignet. Allerdings ist der Druck im Verdampfer bei CO2 deutlich höher als bei den bisherigen Kühlmitteln.In particular with regard to the current ecological and safety requirements, attempts have been made to use the coolant R744 (CO 2 ) again for the evaporators of a climate cycle, in particular for motor vehicles. In contrast to the synthetic coolants used recently, it is a natural product that also does not contribute to the formation of a hole in the ozone layer, has little influence on global warming and is also cheap, readily available, corrosion-resistant, non-toxic and in usual concentrations is not flammable. With a value of GWP = 1, it is the most suitable from the point of view of legislation. However, the pressure in the evaporator is significantly higher with CO 2 than with previous coolants.

Für Wärmetauscher, die mit dem Kühlmittel R744 arbeiten, sind Bauformen bekannt, die aus einem Bündel von Wärmeaustauschrohren bestehen, zwischen denen Wärmeaustauschelemente angeordnet sind, wobei diese Wärmeaustauschrohre zwischen einem oberen Kopf und einem unteren Kopf, die in diesem Industriezweig häufig als oberer und unterer Tank bezeichnet werden, ein Kühlmittel führen.For heat exchangers that work with the coolant R744, designs are known which consist of a bundle of heat exchange tubes between which heat exchange elements are arranged, these heat exchange tubes between an upper head and a lower head, which in this branch of industry are often used as upper and lower tanks a coolant.

Die Abmessungen des Verdampfers werden durch den Raum bestimmt, der zum Heizen oder Kühlen genutzt wird, sowie durch den verfügbaren Raum, der in der Lüftungsanlage des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Das Höhenmaß des Verdampfers wird wiederum durch das Raummaß in der Lüftungsanlage vorgegeben, und dieses Maß wird direkt vom Hersteller der Anlage vorgegeben. Dieses Maß variiert hinsichtlich der Größe der Anlage in Abhängigkeit von der Größe des Kraftfahrzeugs und dem erforderlichen thermischen Wirkungsgrad. Das Längenmaß des Verdampfers wird wie seine Höhe durch den Raum in der Lüftungsanlage vorgegeben, wobei dieses Maß vom Hersteller dieser Anlage vorgegeben wird.The dimensions of the evaporator are determined by the space that is used for heating or cooling and by the available space that is designed in the ventilation system of the motor vehicle. The height dimension of the evaporator is in turn determined by the space dimension in the ventilation system, and this dimension is specified directly by the manufacturer of the system. This measure varies with regard to the size of the system depending on the size of the motor vehicle and the required thermal efficiency. The length dimension of the evaporator, like its height, is specified by the space in the ventilation system, this dimension being specified by the manufacturer of this system.

So ist z.B. aus dem Dokument US2006185386 ein auf diese Weise mit Kohlendioxid-Kühlmittel arbeitender Verdampfer eines Klimakreislaufs bekannt, der ein Bündel aus zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren enthält, die an ihrem oberen und unteren Ende mit einem oberen bzw. unteren Kopf des Verdampfers verbunden sind. Dieses Dokument gibt als vorteilhafte Länge 200 bis 350 mm und als Höhe 100 bis 235 mm an. Konkret beschreibt es einen Verdampfer mit einer Länge von 307 mm, einer Höhe von 235 mm und einer Dicke von 38 mm.For example, from the document US2006185386 an air conditioning evaporator thus operating with carbon dioxide refrigerant is known which contains a bundle of two rows of flat heat exchange tubes which are connected at their upper and lower ends to an upper and lower head of the evaporator, respectively. This document specifies an advantageous length of 200 to 350 mm and a height of 100 to 235 mm. Specifically, it describes an evaporator with a length of 307 mm, a height of 235 mm and a thickness of 38 mm.

Die bekannten Lösungen sind sowohl hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen die erforderlichen hohen Drücke als auch hinsichtlich der Abmessungen nicht zufriedenstellend. Die übermäßige Dicke des Verdampfers erhöht einerseits die Anforderungen an den Bauraum und damit den Fertigungsaufwand und führt andererseits zu einer anspruchsvolleren Montage des Verdampfers und zu einer Steigerung der unerwünschten Wasseraufnahme.The known solutions are unsatisfactory both in terms of their resistance to the high pressures required and in terms of their dimensions. The excessive thickness of the evaporator on the one hand increases the requirements for the installation space and thus the manufacturing effort and on the other hand leads to a more demanding assembly of the evaporator and an increase in unwanted water absorption.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdampfer eines Klimakreislaufs, insbesondere für Kraftfahrzeuge, auszugestalten, der den erforderlichen thermischen Wirkungsgrad bei möglichst geringer Dicke des Tauscherkörpers gewährleistet.The aim of the present invention is to design an evaporator of a climatic cycle, in particular for motor vehicles, which ensures the required thermal efficiency with the smallest possible thickness of the exchanger body.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der erfindungsgemäße Verdampfer eines Klimakreislaufs weist einen Tauscherkörper auf, der durch ein Bündel aus zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren gebildet ist, die parallel und in Abständen zueinander angeordnet sind, wobei das obere und das untere Ende der Wärmeaustauschrohre mit dem oberen bzw. unteren Kopf verbunden sind, während zwischen den flachen Rohren über die gesamte Dicke des Tauscherkörpers Wärmeaustauschelemente mit mehreren Rippen angeordnet sind. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass sich die Dicke des Tauscherkörpers, die Abstände der flachen Wärmeaustauschrohre zueinander und die Geometrien der Wärmeaustauschelemente gegenseitig optimieren, so dass bei einem Luftdurchsatz von 600 kg pro Stunde, einer relativen Feuchtigkeit von 40% und einer Lufttemperatur von 40° C eine Kühlleistung von mindestens 15 W pro cm2 Bruttofläche des Tauscherkörpers erreicht wird, wenn CO2 als Kühlmittel verwendet wird.The evaporator of an air conditioning circuit according to the invention has an exchanger body which is formed by a bundle of two rows of flat heat exchange tubes which are arranged in parallel and at a distance from one another, the upper and lower ends of the heat exchange tubes being connected to the upper and lower heads , while heat exchange elements with a plurality of fins are arranged between the flat tubes over the entire thickness of the exchanger body. The essence of the invention is that the thickness of the exchanger body, the spacing of the flat heat exchange tubes to one another and the geometries of the heat exchange elements optimize each other so that with an air throughput of 600 kg per hour, a relative humidity of 40% and an air temperature of 40 ° C a cooling capacity of at least 15 W per cm 2 gross area of the exchanger body is achieved when CO 2 is used as a coolant.

Der Tauscherkörper bezieht sich auf den Kern des Verdampfers, der hinsichtlich der Wärmeübertragung aktiv ist und zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren und wellenförmige Wärmeaustauschelementen umfasst, die in den Räumen zwischen den Wärmeaustauschrohren angeordnet sind. Die Wärmeaustauschelemente können, müssen aber nicht auf beiden Seiten des Tauscherkörpers in Richtung der Dicke des Verdampfers geringfügig über die Wärmeaustauschrohre hinausragen. Die Wärmeaustauschelemente bilden mehrere Rippen, die immer zwischen den Wellen des wellenförmigen Wärmeaustauschelements gebildet sind, wobei der Abstand der Rippen der Wärmeaustauschelemente zueinander vorteilhaft 1,3 bis 1,5 mm beträgt. Die Bruttofläche des Tauscherkörpers bezieht sich hier auf das Produkt aus Länge und Höhe des Verdampferkerns in der imaginären Hüllenebene, die die von der Vorderseite aus zugänglichen äußeren Enden der Wärmeaustauschflächen umschließt. Die Bruttofläche des Tauscherkörpers ist somit die Ebene, in der die Enden der flachen Wärmeaustauschrohre oder die Enden der wellenförmigen Wärmeaustauschelemente liegen, wenn sie sich über die Wärmeaustauschrohre hinaus erstrecken.The exchanger body refers to the core of the evaporator, which is active in terms of heat transfer and comprises two rows of flat heat exchange tubes and wave-shaped heat exchange elements which are arranged in the spaces between the heat exchange tubes. The heat exchange elements can, but do not have to protrude slightly beyond the heat exchange tubes on both sides of the exchanger body in the direction of the thickness of the evaporator. The heat exchange elements form a plurality of ribs, which are always formed between the shafts of the wave-shaped heat exchange element, the spacing between the ribs of the heat exchange elements advantageously being 1.3 to 1.5 mm. The gross area of the exchanger body here refers to the product of the length and height of the evaporator core in the imaginary envelope plane, which encloses the outer ends of the heat exchange areas which are accessible from the front. The gross area of the exchanger body is thus the plane in which the ends of the flat heat exchange tubes or the ends of the wave-shaped heat exchange elements lie when they extend beyond the heat exchange tubes.

Die Dicke des Tauscherkörpers beträgt vorteilhafterweise weniger als 38 mm, und der Abstand der Wärmeaustauschrohre zueinander beträgt vorteilhafterweise 5,5 bis 9 mm. Die Dicke des Tauscherkörpers beträgt besonders vorteilhaft 26 bis 34 mm, z.B. 26 mm oder 32 mm.The thickness of the exchanger body is advantageously less than 38 mm, and the distance between the heat exchange tubes is advantageously 5.5 to 9 mm. The thickness of the exchanger body is particularly advantageously 26 to 34 mm, e.g. 26 mm or 32 mm.

Die Dicke des Tauscherkörpers kann dem Abstand von dem äußeren Ende des flachen Wärmeaustauschrohrs einer Reihe zum äußeren Ende des flachen Wärmeaustauschrohrs der anderen Reihe entsprechen. In einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich jedoch die Wärmeaustauschelemente in Richtung der Dicke des Verdampfers auf beiden Seiten des Tauscherkörpers geringfügig über die Wärmeaustauschrohre hinaus, d.h. um 1 bis 15%, vorteilhafterweise um 1 bis 4 mm der Dicke des Tauscherkörpers. In dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die Dicke des Tauscherkörpers um den Betrag dieser beiden Vorsprünge größer als der Abstand von dem äußeren Ende des flachen Wärmeaustauschrohrs einer Reihe zum äußeren Ende des flachen Wärmeaustauschrohrs der anderen Reihe. Die Dicke des Tauscherkörpers beträgt in diesem Fall vorteilhafterweise 28 bis 34 mm.The thickness of the exchanger body may correspond to the distance from the outer end of the flat heat exchange tube of one row to the outer end of the flat heat exchange tube of the other row. In an advantageous embodiment, however, the heat exchange elements in the direction of the thickness of the evaporator on both sides of the exchanger body extend slightly beyond the heat exchange tubes, i.e. by 1 to 15%, advantageously by 1 to 4 mm of the thickness of the exchanger body. In this advantageous embodiment, the thickness of the exchanger body is greater by the amount of these two protrusions than the distance from the outer end of the flat heat exchange tube of one row to the outer end of the flat heat exchange tube of the other row. In this case, the thickness of the exchanger body is advantageously 28 to 34 mm.

Die Rippen der Wärmeaustauschelemente sind vorteilhafterweise mit Lamellen zum Kippen des Luftstroms versehen, die in Längenrichtung des Tauscherkörpers parallel angeordnet und in der Hälfte des zwischen den flachen Wärmeaustauschrohren liegenden Wärmeaustauschelements, im Abschnitt der Dicke des Tauscherkörpers, der zur ersten Reihe der flachen Wärmeaustauschrohre gehört, zu denjenigen in der Hälfte des zwischen den flachen Wärmeaustauschrohren liegenden Wärmeaustauschelements, im Abschnitt der Dicke des Tauscherkörpers, der zur zweiten Reihe von flachen Wärmeaustauschrohren gehört, entgegengesetzt ausgerichtet sind, so dass sich die von den Lamellen in einer Reihe von Rohren begrenzten Öffnungen entgegengesetzt zu denen in der anderen Reihe von Rohren öffnen.The fins of the heat exchange elements are advantageously provided with fins for tilting the air flow, which are arranged parallel in the longitudinal direction of the exchanger body and in half of the heat exchange element lying between the flat heat exchange tubes, in the section of the thickness of the exchanger body which belongs to the first row of the flat heat exchange tubes those in half of the heat exchange element lying between the flat heat exchange tubes, in the section of the thickness of the exchanger body belonging to the second row of flat heat exchange tubes, are oriented so that the openings delimited by the fins in a row of tubes are opposite to those in FIG open the other row of pipes.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nun anhand besonderer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen:

  • 1 eine Gesamtansicht der Verdampfung gemäß der Erfindung,
  • 2 eine Detailansicht eines Teils des zusammengesetzten Verdampfers gemäß der Erfindung an der Verbindungsstelle des Ein- und Auslasses,
  • 3a ein welliges Wärmeaustauschelement in einer Vorderansicht des Verdampfers,
  • 3b einen Ausschnitt der Ausgestaltung des wellenförmigen Wärmeaustauschelements entlang der Dicke des Verdampfers,
  • 4 ein flaches Wärmeaustauschrohr im Querschnitt,
  • 5 einen Ausschnitt der Anordnung der Wärmeaustauschrohre im Verdampfer und
  • 6 eine grafische Darstellung der Optimierung der Dicke des Tauscherkörpers und der Abstände der flachen Wärmeaustauschrohre zueinander gemäß der Erfindung.
The invention will now be explained in more detail with reference to special exemplary embodiments which are illustrated in the drawings. In it show:
  • 1 an overall view of the evaporation according to the invention,
  • 2nd 2 shows a detailed view of part of the assembled evaporator according to the invention at the connection point of the inlet and outlet,
  • 3a a wavy heat exchange element in a front view of the evaporator,
  • 3b a section of the configuration of the wave-shaped heat exchange element along the thickness of the evaporator,
  • 4th a flat heat exchange tube in cross section,
  • 5 a section of the arrangement of the heat exchange tubes in the evaporator and
  • 6 a graphical representation of the optimization of the thickness of the exchanger body and the spacing of the flat heat exchange tubes to each other according to the invention.

Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention

In diesem gesamten Dokument beziehen sich Begriffe, die die Ausrichtung des Verdampfers betreffen, wie etwa oben, unten, vertikal, horizontal usw., auf seine Ausrichtung, wie sie in den Figuren dargestellt ist, siehe z.B. 1. Der Verdampfer 1 des Klimakreislaufs, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wird häufig in genau einer derartigen Ausrichtung angeordnet, und die angegebenen Richtungen entsprechen somit der Position eines derartigen Verdampfers 1 während seiner Verwendung. Die Höhe H des Verdampferkörpers ist in vertikaler Richtung, die Länge L des Verdampferkörpers ist in 1 von links nach rechts und die Dicke T des Verdampferkörpers ist in einer Richtung senkrecht zur vertikalen Richtung und zur Richtung von links nach rechts.Throughout this document, terms relating to the orientation of the evaporator, such as top, bottom, vertical, horizontal, etc., refer to its orientation as shown in the figures, see e.g. 1 . The evaporator 1 of the air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle, is often arranged in exactly such an orientation, and the directions given thus correspond to the position of such an evaporator 1 during its use. The height H of the evaporator body is in the vertical direction, the length L of the evaporator body is in 1 left to right and the thickness T of the evaporator body is in a direction perpendicular to the vertical direction and the left to right direction.

Ein Kühlmittel strömt durch den Verdampfer 1 und tritt dabei als flüssige Phase im Wesentlichen in flüssiger Form in den Verdampfer 1 ein (kann aber Kühlmittel enthalten, das sich bereits im gasförmigen Zustand befindet) und als Gasphase (auch bekannt als Dampfphase) aus diesem aus.A coolant flows through the evaporator 1 and enters the evaporator as a liquid phase, essentially in liquid form 1 on (but can contain coolant that is already in the gaseous state) and as a gas phase (also known as vapor phase).

Der Verdampfer 1 besteht aus zwei Köpfen 2, 3, die einander gegenüberliegen und durch zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren 6 miteinander verbunden sind, zwischen denen Wärmeaustauschelemente 7 angeordnet sind, die dem Wärmeaustausch mit einem anderen Medium, Luft, dienen, die den Verdampfer 1 in Richtung seiner Dicke T quer durchströmt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist jedes Wärmeaustauschrohr 6 neun Kanäle 14 auf, die den Kühlmittelfluss im Verdampfer 1 sicherstellen.The evaporator 1 consists of two heads 2nd , 3rd that face each other and through two rows of flat heat exchange tubes 6 are interconnected, between which heat exchange elements 7 are arranged, which serve the heat exchange with another medium, air, the evaporator 1 towards its thickness T flowed across. In the embodiment shown, each heat exchange tube has 6 nine channels 14 on the coolant flow in the evaporator 1 to ensure.

In 1 sind die Wärmeaustauschelemente 7 nur auf der linken Seite dargestellt, um die zwischen den beiden Köpfen 2, 3 des Verdampfers führenden Wärmeaustauschrohre 6 besser zu sehen.In 1 are the heat exchange elements 7 only shown on the left to the between the two heads 2nd , 3rd of the evaporator leading heat exchange tubes 6 to see better.

Jeder Kopf 2, 3 des erfindungsgemäßen Verdampfers umfasst eine Baugruppe aus Verteilertafeln 21, 31, Zwischenplatten 22, 32 und Abdeckplatten 23, 33, die in einem U-förmige Profil 20 oder einem umgekehrten U-förmigen Profil 30 eingesetzt und mit einer derartigen inneren Anordnung der Platten miteinander verbunden sind, die die gewünschte Richtung oder gewünschten Richtungen der Strömung des Mediums durch den Kopf bestimmt und das Medium zum aktiven Teil des Verdampfers in Richtung des Bündels aus Wärmeaustauschrohren verteilt. Im Hinblick auf die Energieübertragung der Luft ist dieser Verteilerkopf im Wesentlichen ein inaktiver Teil. Die genannten Teile sind durch Löten miteinander verbunden.Every head 2nd , 3rd of the evaporator according to the invention comprises an assembly of distribution boards 21 , 31 , Intermediate plates 22 , 32 and cover plates 23 , 33 that are in a U-shaped profile 20th or an inverted U-shaped profile 30th used and connected to each other with such an internal arrangement of the plates, which determines the desired direction or directions of flow of the medium through the head and distributes the medium to the active part of the evaporator in the direction of the bundle of heat exchange tubes. With regard to the energy transmission of the air, this distributor head is essentially an inactive part. The parts mentioned are connected to each other by soldering.

Der Kopf 2, 3 des Verdampfers dient auch zur Verteilung des Kühlmittels im flüssigen Zustand (und möglicherweise bereits teilweise im gasförmigen Zustand), das über den mit einem der beiden Köpfe 2 oder 3 verbundenen Einlass schrittweise zu den einzelnen Wärmeaustauschrohren 6, die zwischen den beiden Köpfen 2, 3 führen, und schließlich (nun in Form einer gasförmigen Dampfphase) zum Auslass gelangt.The head 2nd , 3rd The evaporator is also used to distribute the coolant in the liquid state (and possibly already partially in the gaseous state), which is above that with one of the two heads 2nd or 3rd connected inlet gradually to the individual heat exchange tubes 6 that between the two heads 2nd , 3rd lead, and finally (now in the form of a gaseous vapor phase) to the outlet.

2 veranschaulicht einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Verdampfers 1 mit angebrachtem Verbindungsstück 4, das selbst den Kühlmitteleinlass und den Kühlmittelauslass umfasst. Im Verbindungsstück 4 sind Buchsen 5 für den Anschluss von Rohrleitungen für das Einleiten der Flüssigphase und das Abführen der Gasphase angebracht. Das Verbindungsstück 4 hat die Grundform eines Blocks mit mindestens zwei Armen 41, 42, die in Verlängerung seiner beiden gegenüberliegenden Wände nach oben ragen. 2nd illustrates a section of the evaporator according to the invention 1 with attached connector 4th , which itself includes the coolant inlet and the coolant outlet. In the connector 4th are sockets 5 attached for the connection of pipelines for the introduction of the liquid phase and the discharge of the gas phase. The connector 4th has the basic form of a block with at least two arms 41 , 42 that protrude upward from its two opposite walls.

Der Verdampfer 1 weist einen Tauscherkörper, der den aktiven Teil hinsichtlich des Wärmeaustauschs bildet, und zwei Köpfe 2, 3 auf. Der aktive Teil besteht aus Wärmeaustauschrohren 6 und wellenförmigen Wärmeaustauschelementen 7. Das flache Wärmeaustauschrohr 6 weist immer mehrere Kanäle 14 für den Kühlmittelfluss auf und wird durch Strangpressen aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Auf der breiteren Oberfläche des flachen Wärmeaustauschrohrs 6 ist das wellenförmige Wärmeaustauschelement 7 durch Löten befestigt. Der Luftstrom, der durch den aktiven Teil des Verdampfers fließt, wird durch das wellenförmige Wärmeaustauschelement 7 gekühlt, das die Wärme aufnimmt und zum Wärmeaustauschrohr 6 weiterleitet.The evaporator 1 has an exchanger body, which forms the active part in terms of heat exchange, and two heads 2nd , 3rd on. The active part consists of heat exchange tubes 6 and wave-shaped heat exchange elements 7 . The flat heat exchange tube 6 always has multiple channels 14 for the coolant flow and is manufactured by extrusion from an aluminum alloy. On the wider surface of the flat heat exchange tube 6 is the wave-shaped heat exchange element 7 fixed by soldering. The air flow that flows through the active part of the evaporator is through the wave-shaped heat exchange element 7 cooled, which absorbs the heat and to the heat exchange tube 6 forwards.

Die Gesamtform des wellenförmigen Wärmeaustauschelements 7 ist in 2 zu sehen. Ein Ausschnitt des welligen Wärmeaustauschelements 7 in einer Vorderansicht des Verdampfers ist in 3a gezeigt. Die Rippen 11 des welligen Wärmeaustauschelements 7 sind mit Lamellen 12 zum Kippen des Luftstroms versehen, die in Richtung der Länge L des Tauscherkörpers parallel angeordnet sind. Die in 3a dargestellten Komponenten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht maßstabsgetreu dargestellt. Die Lamellen 12 sind am besten in 3b zu sehen, die den Abschnitt des Wärmeaustauschelements 7 entsprechend 3a in einer Draufsicht darstellt. Diese Form beeinflusst die Leistungsparameter des Tauscherkörpers. Die Leistung ist abhängig von der Größe und Öffnung der Lamellen 12 und von der Anzahl der Wellen 13, die die Rippen bilden. Diese Form ermöglicht auch das Entfernen von Feuchte, die in Teilen des wellenförmigen Wärmeaustauschelements 7 kondensiert ist. Die Qualität der Lötverbindung zwischen dem wellenförmigen Wärmeaustauschelement 7 und dem Wärmeaustauschrohr 6 wird durch die Form der Wellen 13 des wellenförmigen Wärmeaustauschelements 7 beeinflusst. Die Ausgestaltung des Wärmeaustauschrohrs 6 ist in 4 und die Anordnung des Wärmeaustauschelements 7 in den Zwischenräumen zwischen den Rohren 6 in 5 dargestellt.The overall shape of the wave-shaped heat exchange element 7 is in 2nd to see. A section of the wavy heat exchange element 7 in a front view of the evaporator is in 3a shown. Ribs 11 of the wavy heat exchange element 7 are with slats 12th provided for tilting the air flow in the direction of length L of the exchanger body are arranged in parallel. In the 3a The components shown are not drawn to scale for reasons of clarity. The slats 12th are best in 3b to see the section of the heat exchange element 7 corresponding 3a in a top view. This shape affects the Performance parameters of the exchanger body. The performance depends on the size and opening of the slats 12th and the number of waves 13 that form the ribs. This shape also allows the removal of moisture in parts of the corrugated heat exchange element 7 is condensed. The quality of the solder joint between the wave-shaped heat exchange element 7 and the heat exchange tube 6 is determined by the shape of the waves 13 of the wave-shaped heat exchange element 7 influenced. The design of the heat exchange tube 6 is in 4th and the arrangement of the heat exchange element 7 in the spaces between the pipes 6 in 5 shown.

Die Erfinder waren bei der Durchführung einer Optimierung der Geometrie des Tauscherkörpers überrascht festzustellen, dass eine geringe Dicke T des Tauscherkörpers, die weniger als 38 mm, am besten 26 bis 32 mm beträgt, dazu genutzt werden kann, die erforderliche Kühlleistung zu erreichen. Bei all diesen Dicken sind die grundlegenden Parameter für eine effektive Kühlung des anderen Mediums durch den Tauscherkörper erfüllt.The inventors were surprised when performing an optimization of the geometry of the exchanger body to find that a small thickness T of the exchanger body, which is less than 38 mm, preferably 26 to 32 mm, can be used to achieve the required cooling capacity. With all these thicknesses, the basic parameters for effective cooling of the other medium by the exchanger body are met.

Der Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmeaustauschrohren zueinander hat ähnlich wie die Dicke T des Verdampferkörpers ebenfalls Einfluss auf den Druckverlust. Der optimale Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren zueinander beträgt 5,59 bis 8,94 mm. Der Zusammenhang zwischen der Dicke T des Verdampferkörpers und dem Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren 6 zueinander ist in 6 veranschaulicht. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmeaustauschrohren 6 zueinander ist einer der Hauptfaktoren, die den Druckverlust während eines Luftstroms durch den aktiven Teil des Verdampfers 1 bestimmen.The distance between two adjacent heat exchange tubes is similar to the thickness T of the evaporator body also influences the pressure loss. The optimal distance between two neighboring pipes is 5.59 to 8.94 mm. The relationship between the thickness T of the evaporator body and the distance between two adjacent tubes 6 to each other is in 6 illustrated. The distance between two adjacent heat exchange tubes 6 to each other is one of the main factors affecting the pressure loss during an air flow through the active part of the evaporator 1 determine.

Der Bereich A in 6 stellt den Bereich dar, in dem der Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren zueinander 5,59 bis 8,94 mm und die Dicke T des Verdampferkörpers ebenso zwischen 26 und 38 mm beträgt. Dieser Bereich stellt den Bereich mit optimaler Effizienz dar, ausgedrückt durch eine Kühlleistung von mindestens 15 W pro cm2 Bruttofläche des Tauscherkörpers bei Verwendung von CO2 als Kühlmittel und einem Luftstrom von 600 kg pro Stunde, einer relativen Feuchtigkeit von 40% und einer Lufttemperatur von 40° C. Das Einschließen von Wasser zwischen den Wärmeaustauschflächen 9, 7, 11, 12, 13 ist im Bereich A zufriedenstellend niedrig.The area A in 6 represents the area in which the distance between two adjacent tubes to each other 5.59 to 8.94 mm and the thickness T of the evaporator body is also between 26 and 38 mm. This area represents the area with optimal efficiency, expressed by a cooling capacity of at least 15 W per cm 2 of gross area of the exchanger body when using CO 2 as coolant and an air flow of 600 kg per hour, a relative humidity of 40% and an air temperature of 40 ° C. The inclusion of water between the heat exchange surfaces 9 , 7 , 11 , 12th , 13 is satisfactorily low in area A.

Der Bereich B in 6 stellt den Bereich eines überdimensionierten Tauscherkörpers dar. Die Dicke von mehr als 38 mm führt bereits zu keiner Effizienzsteigerung. Das Einschließen von Wasser zwischen den Wärmeaustauschflächen 9, 7, 11, 12, 13 liegt an der Grenze eines nicht zufriedenstellenden Zustands.The area B in 6 represents the area of an oversized exchanger body. The thickness of more than 38 mm already does not lead to an increase in efficiency. The trapping of water between the heat exchange surfaces 9 , 7 , 11 , 12th , 13 is on the borderline of an unsatisfactory condition.

Der Bereich C in 6 stellt den Bereich mit unzureichender Effizienz dar, d.h. eine Kühlleistung von weniger als 15 W pro cm2 Bruttofläche. Das Einschließen von Wasser wäre zufriedenstellend gering.The area C in 6 represents the area with insufficient efficiency, ie a cooling capacity of less than 15 W per cm 2 gross area. The inclusion of water would be satisfactorily low.

Der Bereich D in 6 stellt einen Bereich mit hinreichender Effizienz dar, es werden jedoch große Mengen an Wasser zwischen den Rippen des Verdampfers eingeschlossen, was sich durch ein Sprühen von Wasser aus der Klimaanlage äußern kann.The area D in 6 represents an area of sufficient efficiency, however, large amounts of water are trapped between the fins of the evaporator, which can be manifested by water spraying from the air conditioner.

Der Bereich E in 6 stellt einen Bereich dar, in dem der Verdampfer aufgrund des Einflusses des Druckverlustes der Luft nur auf Kosten einer hohen Leistung des Gebläses die erforderliche Leistung erbringen kann. Ein hoher Druckverlust erhöht im Allgemeinen die Leistung der Kühlvorrichtung und gleichzeitig die Wasseransammlung im wellenförmigen Wärmeaustauschelement 7 und das mögliche Gefrieren dieses Wassers, wenn sich die Anlage im Stillstand befindet und die Umgebungstemperatur auf unter 0° C sinkt. Ein hoher Druckverlust erhöht auch den Stromverbrauch des Gebläses, der Luft durch den Verdampfer 1 drückt.The area E in 6 represents an area in which the evaporator can only achieve the required performance due to the influence of the pressure loss in the air at the expense of high fan performance. A high pressure drop generally increases the performance of the cooling device and at the same time the water accumulation in the wave-shaped heat exchange element 7 and the possible freezing of this water when the system is at a standstill and the ambient temperature drops below 0 ° C. A high pressure drop also increases the power consumption of the fan, the air through the evaporator 1 presses.

Ein weiterer wichtiger Parameter des Verdampfers 1 ist der Abstand zwischen den Rippen 11 des wellenförmigen Wärmeaustauschelements zueinander. Dies entspricht dem Abstand von zwei benachbarten Wellen 13 des wellenförmigen Wärmeaustauschelements und liegt in den beschriebenen Ausführungsbeispielen im Bereich von 1,3 bis 1,5 mm.Another important parameter of the evaporator 1 is the distance between the ribs 11 of the wave-shaped heat exchange element to each other. This corresponds to the distance between two neighboring waves 13 of the wave-shaped heat exchange element and is in the described embodiments in the range of 1.3 to 1.5 mm.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des Tauscherkörpers T 26 mm, und die wellenförmigen Wärmeaustauschelemente 7, die in diesem Fall ebenfalls eine Breite von 26 mm haben, erstrecken sich in Richtung der Dicke des Tauscherkörpers nicht über die Enden der Wärmeaustauschrohre 6 hinaus. Die Dicke T des Tauscherkörpers entspricht in diesem Fall dem Abstand von dem äußeren Ende der Oberfläche des Wärmeaustauschrohrs 6 einer Reihe von Rohren zum äußeren Ende der Oberfläche des Wärmeaustauschrohrs 6 der anderen Reihe von Rohren.According to one embodiment, the thickness of the exchanger body is T 26 mm, and the wave-shaped heat exchange elements 7 , which in this case also have a width of 26 mm, do not extend in the direction of the thickness of the exchanger body over the ends of the heat exchange tubes 6 out. The fat T of the exchanger body in this case corresponds to the distance from the outer end of the surface of the heat exchange tube 6 a series of tubes to the outer end of the surface of the heat exchange tube 6 the other row of pipes.

Bei der Verwendung von Wärmeaustauschelementen 7 mit einer Breite von 32 mm in einem ansonsten identischen Verdampfer würden sie sich auf beiden Seiten um 3 mm über die Enden der Wärmeaustauschrohre 6 hinaus erstrecken, und die Gesamtdicke des Tauscherkörpers würde ebenfalls T = 32 mm betragen. Der Wärmeaustausch im Verdampfer steigt gegenüber der Ausführungsform ohne Verlängerung von 74% auf 82%. Diese Verlängerung verbessert die Luftkühlung und begrenzt das Gefrieren von Feuchte, die in Teilen der wellenförmigen Wärmeaustauschelemente 7 während des Betriebs des Tauscherkörpers kondensiert.When using heat exchange elements 7 with a width of 32 mm in an otherwise identical evaporator, they would extend 3 mm on both sides over the ends of the heat exchange tubes 6 extend, and the total thickness of the exchanger body would also be T = 32 mm. The heat exchange in the evaporator increases compared to the embodiment without extension from 74% to 82%. This extension improves air cooling and limits the freezing of moisture in parts of the undulating heat exchange elements 7 condenses during the operation of the exchanger body.

Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung nur in Verbindung mit dem Verdampfer einer Kühlvorrichtung beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass ein Tauscher mit den in den Patentansprüchen angegebenen Eigenschaften auch für andere Wärmeaustauschanwendungen verwendet werden kann. Although the embodiment of the invention described above has only been described in connection with the evaporator of a cooling device, it is obvious to the person skilled in the art that an exchanger with the properties specified in the patent claims can also be used for other heat exchange applications.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2006185386 [0009]US 2006185386 [0009]

Claims (7)

Verdampfer (1) eines Klimakreislaufs, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der Folgendes enthält - einen Tauscherkörper mit einer Dicke (T) und einer Bruttofläche, die durch seine Länge (L) und seine Höhe (H) vorgegeben ist, - einen oberen Kopf (2) mit einem Einlass für die flüssige Phase und einem Auslass für die gasförmige Phase und - einen unteren Kopf (3), wobei der Tauscherkörper durch ein Bündel aus zwei Reihen von flachen Wärmeaustauschrohren (6) gebildet ist, die parallel und in Abständen zueinander angeordnet sind, wobei das obere und das untere Ende der Wärmeaustauschrohre (6) mit dem oberen bzw. unteren Kopf (2, 3) verbunden sind, während zwischen den flachen Rohren (6) über die gesamte Dicke des Tauscherkörpers Wärmeaustauschelemente (7) mit mehreren Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke (T) des Tauscherkörpers, die Abstände (TP) der flachen Wärmeaustauschrohre (6) zueinander und die Geometrien der Wärmeaustauschelemente (7) gegenseitig optimieren, so dass bei einem Luftmassendurchsatz von 600 kg pro Stunde, einer relativen Feuchtigkeit von 40% und einer Lufttemperatur von 40° C eine Kühlleistung von mindestens 15 W pro cm2 Bruttofläche des Tauscherkörpers erreicht wird, wenn CO2 als Kühlmittel verwendet wird.Evaporator (1) of an air conditioning circuit, in particular for motor vehicles, which contains the following - an exchanger body with a thickness (T) and a gross area which is predetermined by its length (L) and its height (H), - an upper head (2) with an inlet for the liquid phase and an outlet for the gaseous phase and - a lower head (3), the exchanger body being formed by a bundle of two rows of flat heat exchange tubes (6) which are arranged in parallel and at a distance from one another, the upper and lower ends of the heat exchange tubes (6) being connected to the upper and lower heads (2, 3), respectively, while heat exchange elements (7) with a plurality of fins are arranged between the flat tubes (6) over the entire thickness of the exchanger body , characterized in that the thickness (T) of the exchanger body, the distances (TP) of the flat heat exchange tubes (6) from one another and the geometries of the heat exchange elements (7) optimize each other so that at an air mass flow rate of 600 kg per hour, a relative humidity of 40% and an air temperature of 40 ° C, a cooling capacity of at least 15 W per cm 2 of gross area of the exchanger body is achieved when CO 2 is used as the coolant. Verdampfer nach Anspruch 1, wobei die Dicke (T) des Tauscherkörpers weniger als 38 mm beträgt und der Abstand (TP) der Wärmeaustauschrohre (6) zueinander stets 5,5 bis 9 mm beträgt.Evaporator after Claim 1 , wherein the thickness (T) of the exchanger body is less than 38 mm and the distance (TP) of the heat exchange tubes (6) to each other is always 5.5 to 9 mm. Verdampfer nach Anspruch 2, wobei der Abstand (FP) der Rippen der Wärmeaustauchelemente (7) zueinander 1,3 bis 1,5 mm beträgt.Evaporator after Claim 2 , wherein the distance (FP) of the ribs of the heat exchange elements (7) to each other is 1.3 to 1.5 mm. Verdampfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei sich die Wärmeaustauschelemente (7) auf beiden Seiten des Tauscherkörpers in Richtung der Dicke des Verdampfers (1) geringfügig, d.h. vorteilhafterweise um 1 bis 4 mm über die Enden der Wärmeaustauschrohre (6) hinaus erstrecken.Evaporator after Claim 1 , 2nd or 3rd , wherein the heat exchange elements (7) on both sides of the exchanger body in the direction of the thickness of the evaporator (1) extend slightly, ie advantageously by 1 to 4 mm beyond the ends of the heat exchange tubes (6). Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke (T) des Tauscherkörpers 26 bis 34 mm, z.B. 26 mm oder 32 mm beträgt.Evaporator according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the thickness (T) of the exchanger body is 26 to 34 mm, for example 26 mm or 32 mm. Verdampfer nach Anspruch 4, wobei die Dicke (T) des Tauscherkörpers 28 bis 34 mm beträgt.Evaporator after Claim 4 , wherein the thickness (T) of the exchanger body is 28 to 34 mm. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippen (11) der Wärmeaustauschelemente (7) mit Lamellen (12) zum Kippen des Luftstroms versehen sind, die in Richtung der Länge (L) des Tauscherkörpers parallel angeordnet und in der Hälfte des zwischen den flachen Wärmeaustauschrohren (6) liegenden Wärmeaustauschelements (7), im Abschnitt der Dicke des Tauscherkörpers, der zur ersten Reihe der flachen Wärmeaustauschrohre (6) gehört, zu denjenigen in der Hälfte des zwischen den flachen Rohren (6) liegenden Wärmeaustauschelements (7), im Abschnitt der Dicke des Tauscherkörpers, der zur zweiten Reihe von flachen Wärmeaustauschrohren (6) gehört, entgegengesetzt ausgerichtet sind, so dass sich die von den Lamellen (12) in einer Reihe von Rohren (6) begrenzten Öffnungen entgegengesetzt zu denen in der anderen Reihe von Rohren (6) öffnen.Evaporator according to one of the preceding claims, wherein the fins (11) of the heat exchange elements (7) are provided with fins (12) for tilting the air flow, which are arranged parallel in the direction of the length (L) of the exchanger body and in half of that between the flat ones Heat exchange tubes (6) lying heat exchange element (7), in the section of the thickness of the exchanger body, which belongs to the first row of the flat heat exchange tubes (6), to those in half of the heat exchange element (7) lying between the flat tubes (6), in the section the thickness of the exchanger body belonging to the second row of flat heat exchange tubes (6) are aligned so that the openings delimited by the fins (12) in one row of tubes (6) are opposite to those in the other row of tubes Open (6).
DE112018001417.7T 2017-03-17 2018-03-19 Evaporator of an air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle Pending DE112018001417T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZPV2017-151 2017-03-17
CZ2017151 2017-03-17
PCT/EP2018/056888 WO2018167327A1 (en) 2017-03-17 2018-03-19 Evaporator of an air conditioning circuit, especially for a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018001417T5 true DE112018001417T5 (en) 2020-04-09

Family

ID=61899175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018001417.7T Pending DE112018001417T5 (en) 2017-03-17 2018-03-19 Evaporator of an air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE112018001417T5 (en)
WO (1) WO2018167327A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3459271B2 (en) * 1992-01-17 2003-10-20 株式会社デンソー Heater core of automotive air conditioner
DE19719252C2 (en) * 1997-05-07 2002-10-31 Valeo Klimatech Gmbh & Co Kg Double-flow and single-row brazed flat tube evaporator for a motor vehicle air conditioning system
DE102004056557A1 (en) * 2004-11-23 2006-05-24 Behr Gmbh & Co. Kg Dimensionally optimized heat exchange device and method for optimizing the dimensions of heat exchange devices
JP2006183962A (en) 2004-12-28 2006-07-13 Denso Corp Evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018167327A1 (en) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3856032T3 (en) Heat exchanger with improved condensate collection
DE3650658T2 (en) Heat exchanger
EP0401752B1 (en) Refrigerant condensor for a vehicle air conditioner
DE69423595T2 (en) Plate heat exchanger
DE69911131T2 (en) heat exchangers
DE3536325A1 (en) HEAT EXCHANGER
DE102007015530A1 (en) heat exchangers
DE102004011608A1 (en) Heat exchanger of a vehicle air conditioning system
EP1281545B1 (en) Air cooled heat exchanger arrangement comprising a CO2 gas cooler
WO2010040635A1 (en) Heat exchanger assembly and method for the operation thereof
DE102011080204A1 (en) Collecting box for heat exchanger such as intercooler used in motor vehicle e.g. motor car, has box wall that is provided with stiffening ribs which are aligned parallel to spread side of bottom portion at which box casing is closed
DE112013001862T5 (en) Evaporator
EP2394126B1 (en) Heating element for motor vehicles
EP1967396A1 (en) Air conditioning device with cold accumulator and method for operating such an air conditioning device
DE2613747B2 (en) Tubular heat exchanger
EP1588115B1 (en) Heat exchanger, especially gas cooler
DE102006055122A1 (en) Heat exchanger
DE102009021179A1 (en) Rib for a heat exchanger
DE6602685U (en) HEAT EXCHANGERS, IN PARTICULAR COOLERS FOR COMBUSTION VEHICLE ENGINES, WITH THE SAME SPACER PLATES ARRANGED BETWEEN THE COOLANT PIPES FOR THE SUPPLY OF THE COOLING AIR FLOW
DE69802353T2 (en) AIR COOLED CONDENSER
DE102008036614A1 (en) heat exchangers
DE19814028A1 (en) Integrated double heat exchanger
EP1632742B1 (en) Heat exchanger, more particularly for air conditioning system
EP1926619A1 (en) Stationary automotive air-conditioning system and method
DE112018001417T5 (en) Evaporator of an air conditioning circuit, in particular for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication