DE19803887A1 - Coolant circuit of car air-conditioning plant - Google Patents

Coolant circuit of car air-conditioning plant

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Abstract

The coolant circuit of a car's air-conditioning plant with supercooling of the coolant, especially by a heat exchange between the coolant pressure line (1) and the coolant suction line (2) in an internal heat exchanger (3), has the latter communicating with a stagnation chamber (4) for cooling. The internal heat exchanger adjoins an outer wall (5) of the stagnation chamber designed as a cool-box or itself forms one of its outer walls. The internal heat exchanger is designed in the form of a plate-shaped counterflow extrusion profile, and is located with the stagnation chamber in the region of the middle console or the glove box provided in the dashboard panel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeug-Klimaanlage mit Unterkühlung des Kältemittels, insbesondere durch einen Wärmetausch zwischen der Kältemittel-Druckleitung sowie der Kältemittel-Saugleitung in einem inneren Wärmetauscher.The invention relates to a refrigerant circuit of a vehicle air conditioning system with supercooling of the refrigerant, especially through heat exchange between the refrigerant pressure line and the refrigerant suction line in an internal heat exchanger.

Zum technischen Umfeld wird beispielshal­ ber auf die DE 36 00 075 A1 verwiesen.The technical environment becomes exemplary referred to DE 36 00 075 A1.

Beispielsweise aus der soeben genannten Schrift ist es bekannt, daß die an einem Kältemittelverdampfer abgreifbare Kälteleistung einer Klimaanlage durch Unterkühlung des Kältemittels gesteigert werden kann. Insbesondere erfolgt hierzu ein Wärmetausch zwischen der Kältemittel-Druckleitung und der Kältemittel-Saugleitung, d. h. zwischen dem Kältemittel vor dem stromauf des Kältemittelverdampfers vorgesehenen Expansionsventil und dem übli­ cherweise ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch darstellenden Kältemittel nach Austritt aus dem Verdampfer, und zwar in einem sog. inneren Wärmetau­ scher. Dieser innere Wärmetauscher stellt jedoch ein zusätzliches Bauteil eines Kältemittelkreislaufes dar und erhöht demzufolge den Bauaufwand, so daß - u. a. auch wegen der Bauraum-Problematik - eine derartige Kältemittel- Unterkühlung an Fahrzeug-Klimaanlagen, insbesondere für Personenkraft­ wagen, bislang kaum realisiert ist.For example, from the document just mentioned, it is known that the a cooling capacity of an air conditioning system that can be tapped from a refrigerant evaporator can be increased by supercooling the refrigerant. In particular there is a heat exchange between the refrigerant pressure line and the refrigerant suction line, d. H. between the refrigerant before upstream of the refrigerant evaporator provided expansion valve and the übli refrigerant that represents a gas-liquid mixture Leaving the evaporator in a so-called internal heat rope shear. However, this internal heat exchanger is an additional component a refrigerant circuit and consequently increases the construction effort, so that - u. a. also because of the installation space problem - such a refrigerant  Hypothermia in vehicle air conditioning systems, especially for people venture, has hardly been realized so far.

Maßnahmen aufzuzeigen, die den Einsatz eines derartigen inneren Wärme­ tauschers attraktiver erscheinen lassen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.Measures to demonstrate the use of such internal heat To make exchangers appear more attractive is therefore the task of the present Invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher mit einem Stauraum für zu kühlende Waren in wärmeüber­ tragender Verbindung steht. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind In­ halt der Unteransprüche, insbesondere ist hierin auch ein Personenkraftwa­ gen mit einem erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf angegeben.The solution to this problem is characterized in that the inner Heat exchanger with a storage space for goods to be cooled in heat transfer bearing connection. Advantageous training and further education are in hold of the subclaims, in particular there is also a passenger car indicated with a refrigerant circuit according to the invention.

Erfindungsgemäß übernimmt der für die Unterkühlung des Kältemittels erfor­ derliche innere Wärmetauscher eine weitere Funktion, nämlich die Kühlung eines im Fahrzeug vorgesehenen Stauraumes für zu kühlende Waren. Nun sind zwar auch bereits an Personenkraftwagen Kühlboxen oder Kühlfächer bekannt, jedoch werden diese zumeist mit einem gekühlten Luftstrom tempe­ riert. Da hierbei die Abluft aus der Kühlbox oder dem Kühlfach meistens un­ kontrolliert in den Fahrzug-Innenraum entlassen wird, können Probleme mit lokaler Kälte entstehen. Ebenfalls bereits bekannt ist die Kühlung von Kühl­ fächern oder Kühlboxen in Personenkraftwagen durch separate Kältemittel- Verdampfer, jedoch stellt ein derartiger zusätzlicher Verdampfer einen wün­ schenswerterweise zu vermeidenden hohen Aufwand dar. Eben dies ver­ meidet die vorliegende Erfindung, indem der für die Unterkühlung des Käl­ temittels zur Steigerung der Kälteleistung erforderliche innere Wärmetau­ scher eine weitere Funktion übernimmt, nämlich die Kühlung eines Staurau­ mes für zu kühlende Waren im Fahrzeug bzw. in Personenkraftwagen.According to the invention takes over for the supercooling of the refrigerant internal heat exchanger another function, namely cooling a storage space provided in the vehicle for goods to be cooled. Now are already cool boxes or coolers on passenger cars known, but these are mostly tempe with a cooled air flow riert. Since here the exhaust air from the cool box or the cooler mostly un released into the vehicle interior in a controlled manner can cause problems with local cold develop. Cooling of cooling is also already known compartments or cool boxes in passenger cars through separate refrigerant Vaporizer, however, such an additional vaporizer makes a wün is a great effort to avoid. This ver avoids the present invention by the supercooling of the cal internal heat accumulation required to increase the cooling capacity sher takes over another function, namely the cooling of a storage space mes for goods to be cooled in the vehicle or in passenger cars.

Bevorzugt kann der innere Wärmetauscher an zumindest einer der Außen­ wände des als Kühlbox oder Kühlfach ausgebildeten Stauraumes anliegen, wobei an einem Personenkraftwagen der innere Wärmetauscher mit dem kühlbaren Stauraum im Bereich der Mittelkonsole oder des in der Armatu­ rentafel vorgesehenen Handschuhfaches oder eines anderen Ablagefaches angeordnet sein kann. Besonders günstig in einem Personenkraftwagen zu plazieren ist ein erfindungsgemäßer innerer Wärmetauscher mit einem mit diesem in wärmeübertragender Verbindung stehenden Stauraum, wenn für den Fondbereich des Fahrzeug-Innenraumes ein eigener Kältemittel-Ver­ dampfer vorgesehen ist, der über Kältemittel-Leitungen mit der Fahrzeug- Klimaanlage verbunden ist, deren Kondensator sowie Kompressor (im Falle einer Kompressions-Klimaanlage) üblicherweise im Fahrzeug-Frontbereich angeordnet sind.Preferably, the inner heat exchanger can be on at least one of the outside walls of the storage space designed as a cool box or cool compartment,  the inner heat exchanger on a passenger car with the coolable storage space in the area of the center console or in the Armatu rentafel provided glove compartment or another storage compartment can be arranged. Particularly cheap in a passenger car too placing is an internal heat exchanger according to the invention with a this in heat-transferring storage space, if for the rear area of the vehicle interior has its own refrigerant Ver steamer is provided, which is connected to the vehicle via refrigerant lines Air conditioning is connected, its condenser and compressor (in the case a compression air conditioning system) usually in the front of the vehicle are arranged.

In Verbindung mit einer derartigen Fond-Klimaanlage ist nämlich ein hoher Integrationsgrad erreichbar. So kann beispielsweise die Fond-Klimaanlage bzw. deren Kältemittel-Verdampfer zwischen den Vordersitzen auf dem Mit­ teltunnel angeordnet sein und zusätzlich den inneren Wärmetauscher mit dem zu kühlenden Stauraum bzw. der Kühlbox aufweisen. Ist die Fond- Klimaanlage im Gepäckraum des Fahrzeuges vorgesehen, so kann die Kühlbox bzw. der zu kühlende Stauraum ebenfalls auf dem Mitteltunnel bzw. in einer Fond-Mittelkonsole angeordnet werden, daneben aber auch im Ge­ päckraum selbst, wobei an diesen genannten Stellen ohnehin Kältemittellei­ tungen, nämlich die Kältemittel-Druckleitung sowie die Kältemittel- Saugleitung verlaufen, so daß zwischen diesen der innere Wärmetauscher angebracht werden kann.In connection with such a rear air conditioning system is namely a high one Degree of integration achievable. For example, the rear air conditioning system or their refrigerant evaporator between the front seats on the Mit teltunnel be arranged and also the inner heat exchanger the storage space to be cooled or the cool box. Is the fund Air conditioning is provided in the luggage compartment of the vehicle, so the Cool box or the storage space to be cooled also on the center tunnel or be arranged in a rear center console, but also in Ge luggage room itself, but at these points anyway refrigerant services, namely the refrigerant pressure line and the refrigerant Suction line run, so that between them the inner heat exchanger can be attached.

In der beigefügten Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer innerer Wärmetauscher als Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes mit einer daran angeordneten Kühlbox prinzipiell dargestellt, von welchem Fig. 2 den Schnitt A-A zeigt. In the attached FIG. 1, an internal heat exchanger according to the invention is shown in principle as a component of a refrigerant circuit with a cool box arranged thereon, of which FIG. 2 shows the section AA.

Bestandteile eines erfindungsgemäßen, nicht näher dargestellten Kältemit­ telkreislaufes sind eine zu einem (nicht gezeigten) Kältemittel-Verdampfer führende Kältemittel-Druckleitung 1 sowie eine von diesem Verdampfer wegführende Kältemittel-Saugleitung 2. Diese beiden Kältemittel-Leitungen 1, 2 sind durch einen sog. inneren Wärmetauscher 3 geführt und stehen in diesem miteinander in wärmeübertragender Verbindung, so daß ein Wär­ metausch zwischen dem in der Druckleitung 1 geführten flüssigen Kältemittel und dem in der Saugleitung 2 geführten gasförmig-flüssigen Kältemittel er­ folgt. Durch diesen Wärmetausch wird das in der Druckleitung 1 geführte Kältemittel unterkühlt, wobei gleichzeitig der innere Wärmetauscher 3 eine Kältequelle darstellt.Components of a refrigerant circuit according to the invention, not shown in detail, are a refrigerant pressure line 1 leading to a refrigerant evaporator (not shown) and a refrigerant suction line 2 leading away from this evaporator. These two refrigerant lines 1 , 2 are passed through a so-called. Inner heat exchanger 3 and are in this with each other in a heat-transferring connection, so that a heat exchange between the liquid refrigerant led in the pressure line 1 and the gaseous-liquid guided in the suction line 2 Refrigerant he follows. As a result of this heat exchange, the refrigerant carried in the pressure line 1 is subcooled, the inner heat exchanger 3 simultaneously representing a cold source.

Der innere Wärmetauscher 3 bildet eine Kältequelle für einen Stauraum 4 für zu kühlende Waren, der hier als Kühlbox ausgebildet ist. Wie eingangs er­ wähnt, ist der beschriebene Kältemittelkreislauf Bestandteil einer Fahrzeug- Klimaanlage, insbesondere in einem Personenkraftwagen, in welchem den Fahrzeuginsassen die Möglichkeit gegeben werden soll, beispielsweise Ge­ tränkedosen oder dgl. gekühlt und hierzu in der Kühlbox bzw. im Stauraum 4 deponiert zur Verfügung zu haben.The inner heat exchanger 3 forms a cold source for a storage space 4 for goods to be cooled, which is designed here as a cool box. As he mentioned at the beginning, the refrigerant circuit described is part of a vehicle air conditioning system, in particular in a passenger car, in which the vehicle occupants are to be given the opportunity, for example, to cool Ge beverage cans or the like, and to do this in the cool box or in the storage space 4 to have.

Damit die am inneren Wärmetauscher 3 zur Verfügung stehende Kälte zur Kühlung des Stauraumes 4 genutzt werden kann, liegt der innere Wärme­ tauscher 3 an zumindest einer der Außenwände 5 des als Kühlbox ausgebil­ deten Stauraumes 4 an. Alternativ kann der innere Wärmetauscher 3 im we­ sentlichen plattenförmig ausgebildet sein und selbst zumindest eine der Au­ ßenwände der Kühlbox bzw. des Stauraumes 4 bilden. Dabei kann die Kühl­ box bzw. der Stauraum 4 inklusive des damit in wärmeübertragender Ver­ bindung stehenden inneren Wärmetauschers 3 an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug-Innenraum plaziert werden, wie dies weiter oben bereits erläutert wurde. So that the cold available on the inner heat exchanger 3 can be used to cool the storage space 4 , the inner heat exchanger 3 is located on at least one of the outer walls 5 of the storage space 4 designed as a cool box. Alternatively, the inner heat exchanger 3 may be substantially plate-shaped and itself form at least one of the outer walls of the cool box or the storage space 4 . The cooling box or the storage space 4, including the heat exchanger 3 thus connected in the inner heat exchanger 3, can be placed at a suitable point in the vehicle interior, as has already been explained above.

Fig. 2 zeigt detaillierter eine mögliche Gestaltung des inneren Wärmetau­ schers 3. Demnach ist dieser in Form eines plattenförmigen, bezüglich der Kältemittelleitungen 1, 2 mehrflutigen Gegenstrom-Strangpreßprofiles aus­ gebildet, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Fig. 2 shows in more detail a possible design of the inner heat exchanger 3 . Accordingly, this is in the form of a plate-shaped, with regard to the refrigerant lines 1 , 2 multi-flow countercurrent extruded profile, but this and a large number of further details, in particular of a constructive nature, can be designed quite differently from the exemplary embodiment shown, without leaving the content of the claims.

BezugszeichenlisteReference list

11

Kältemittel-Druckleitung
Refrigerant pressure line

22nd

Kältemittel-Saugleitung
Refrigerant suction line

33rd

innerer Wärmetauscher
internal heat exchanger

44th

Stauraum für zu kühlende Waren
Storage space for goods to be cooled

55

Außenwand von Outer wall of

44th

Claims (5)

1. Kältemittelkreislauf einer Fahrzeug-Klimaanlage mit Unterkühlung des Kältemittels, insbesondere durch einen Wärmetausch zwischen der Kältemittel-Druckleitung (1) sowie der Kältemittel-Saugleitung (2), in einem inneren Wärmetauscher (3), dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher (3) mit ei­ nem Stauraum (4) für zu kühlende Waren in wärmeübertragender Verbindung steht.1. refrigerant circuit of a vehicle air conditioning system with subcooling of the refrigerant, in particular by a heat exchange between the refrigerant pressure line ( 1 ) and the refrigerant suction line ( 2 ), in an inner heat exchanger ( 3 ), characterized in that the inner heat exchanger ( 3 ) with a storage space ( 4 ) for goods to be cooled in a heat-transferring connection. 2. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher (3) an zu­ mindest einer der Außenwände (5) des als Kühlbox ausgebildeten Stauraumes (4) anliegt oder selbst zumindest eine von deren Außen­ wänden (5) bildet.2. Refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that the inner heat exchanger ( 3 ) abuts at least one of the outer walls ( 5 ) of the storage space designed as a cool box ( 4 ) or itself forms at least one of the outer walls ( 5 ). 3. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher (3) in Form eines plattenförmigen, bezüglich der Kältemittelleitungen (1, 2) mehr­ flutigen Gegenstrom-Strangpreßprofiles ausgebildet ist. 3. A refrigerant circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the inner heat exchanger ( 3 ) is designed in the form of a plate-shaped, with respect to the refrigerant lines ( 1 , 2 ) more flowy countercurrent extruded profile. 4. Personenkraftwagen mit einem Kältemittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher (3) mit dem kühlbaren Stauraum (4) im Bereich der Mittelkonsole oder des in der Armaturentafel vorgesehenen Handschuhfaches angeordnet ist.4. Passenger car with a refrigerant circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the inner heat exchanger ( 3 ) with the coolable storage space ( 4 ) is arranged in the region of the center console or the glove compartment provided in the dashboard. 5. Personenkraftwagen mit einem Kältemittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wärmetauscher (3) zwischen der Kältemittel-Druckleitung (1) sowie der Kältemittel-Saugleitung (2) eines für den Fondbereich des Fahrzeug-Innenraumes vorgesehenen Kältemittel-Verdampfers vorgesehen ist.5. Passenger car with a refrigerant circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the inner heat exchanger ( 3 ) between the refrigerant pressure line ( 1 ) and the refrigerant suction line ( 2 ) of a refrigerant evaporator provided for the rear area of the vehicle interior is provided.
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