DE60125146T2 - Heat exchanger for air conditioning - Google Patents
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Description
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für eine Klimaanlage, und insbesondere für eine CO2-Klimaanlage zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug.The present description relates to a heat exchanger for an air conditioning system, and in particular for a CO 2 air conditioning system for use in a motor vehicle.
Weitgehend wird die Verwendung von Kohlendioxid (CO2) als Kühlmittel untersucht, um Tetrafluorethan (R134a) als Kühlmittel in den Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen zu ersetzen. Im Gegensatz zu den herkömmlicheren Kühlmitteln wie R134a hat CO2 jedoch eine niedrige kritische Temperatur, so dass ein transkritisches Verfahren eingesetzt werden muss.The use of carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant is widely studied to replace tetrafluoroethane (R134a) as a refrigerant in automobile air conditioners. However, unlike the more conventional refrigerants such as R134a, CO 2 has a low critical temperature, so a transcritical process must be used.
Dieser
Kreislauf könnte
mit Kühlmitteln
wie CO2 verwendet werden, bei denen Wärme unter
superkritischen Bedingungen abgegeben wird. Die
Flüssigkeitsdruckspeicher
Fluid pressure accumulator
Da
die Wärmeübertragungsfläche der
festen strukturellen Bestandteile, die im Kühlsystem für den Wärmetauscher
- 1. Der Anforderung, den Wirkungsrad zu maximieren und eine hohe Kühlkapazität zu erreichen, die es erforderlich macht, dass der Innenwärmetauscher den größtmöglichen Wärmefluss von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite des Kreislaufs überträgt. Die Einschränkungen dafür sind durch die Tatsache bedingt, dass die Temperaturen auf jeder Seite des Wärmetauschers einander annähern.
- 2. Der Anforderung, dass die optimalen Betriebseigenschaften
des im Kompressor verwendeten Öls
aufrechterhalten werden, was es erforderlich macht, dass die auf
die Kompression folgende Höchsttemperatur
des Kühlmittels
und des verwendeten Ölgemischs
eine obere zulässige
Temperatur nicht überschreiten
darf. Wenn die Temperatur des Kühlmittels
nach der Kompression unter anderem durch seine Temperatur zu Beginn des
Kompressionsschritts bestimmt wird, muss die Erwärmung des Kühlmittels vor dem Kompressor
10 im Innenwärmetauscher12 beschränkt werden, um eine hohe endgültige Kompressionstemperatur zu vermeiden, welche die obere zulässige Temperatur überschreitet.
- 1. The requirement to maximize the efficiency and to achieve a high cooling capacity, which requires that the indoor heat exchanger transfers the maximum heat flow from the high pressure side to the low pressure side of the circuit. The limitations are due to the fact that the temperatures on each side of the heat exchanger approach each other.
- 2. The requirement that the optimum operating characteristics of the oil used in the compressor be maintained, which requires that the maximum temperature of the coolant and the oil mixture used following the compression must not exceed an upper allowable temperature. If the temperature of the coolant after compression is determined inter alia by its temperature at the beginning of the compression step, the heating of the coolant upstream of the compressor must be performed
10 in the indoor heat exchanger12 be limited to avoid a high final compression temperature, which exceeds the upper allowable temperature.
Die
Dokumente
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Innenwärmetauscher zur Verwendung in einem Fahrzeugklimasystem bereitzustellen, bei dem der Wärmefluss unter allen Betriebsbedingungen des Kühlsystems im Wesentlichen maximiert ist, während die endgültige Kompressionstemperatur innerhalb zulässiger Grenzen gehalten wird.The Object of the present invention is an internal heat exchanger for use in a vehicle air conditioning system the heat flow is substantially maximized under all operating conditions of the refrigeration system is while the final Compression temperature is kept within acceptable limits.
Die vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 im Detail aufgeführt, wobei weitere Ausführungsformen sich aus den davon abhängigen Ansprüchen ergeben. Der Wärmetauscher nach Anspruch 1 zur Verwendung in einem Kühlsystem einer Fahrzeugklimaanlage bildet einen ersten Kühlmitteldurchgang, durch welchen Kühlmittel aus einem Gaskühler des Systems zu einem Expansionsventil des Systems fließen kann.The The present invention is set out in detail in claim 1, wherein further embodiments from the dependent ones claims result. The heat exchanger according to claim 1 for use in a cooling system of a vehicle air conditioning system forms a first coolant passage, through which coolant from a gas cooler of the system can flow to an expansion valve of the system.
Es gibt auch einen zweiten Kühlmitteldurchgang, durch welchen das Kühlmittel von einem Verdampfer oder Druckspeicher des Systems zu einem Kompressor des Systems fließen kann. Die beiden Durchgänge sind so eingerichtet, dass ein Wärmefluss zwischen dem im ersten und zweiten Durchgang fließenden Kühlmittel stattfinden kann. Ferner ist/sind eine erste und/oder zweite Umleitung vorgesehen, durch welche zumindest ein Teil des Kühlmittels fließen kann, anstatt durch den ersten Durchgang und/oder zweiten Durchgang zu fließen.It also gives a second coolant passage, through which the coolant from an evaporator or accumulator of the system to a compressor flow of the system can. The two passes are set up so that a heat flow between the coolant flowing in the first and second passages can take place. Furthermore, a first and / or second diversion is / are provided by which at least a portion of the coolant flow rather than through the first pass and / or second pass to flow.
Ein Steuerventil ist an einem Abzweigungspunkt im ersten oder zweiten Durchgang an einem Einlass oder einem Auslass zur bzw. von der ersten bzw. zweiten Umleitung vorgesehen, wodurch ein Kühlmittelfluss sowohl durch die erste oder zweite Umleitung als auch den ersten oder zweiten Durchgang, die mit der ersten oder zweiten Umleitung versehen sind, gesteuert werden kann, und der Fluss durch entweder den ersten oder zweiten Durchgang angehalten werden kann.One Control valve is at a branch point in the first or second Passage at an inlet or an outlet to or from the first or second bypass provided whereby a flow of coolant through both the first or second diversion as well as the first or second Passage provided with the first or second diversion, can be controlled, and the flow through either the first or second passage can be stopped.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben:The The present invention will now be described by way of example with reference to FIG on the attached Figures described:
Wie
in
Damit
jedoch der Wärmefluss
zwischen den Durchgängen
Es
wird klar sein, dass die Steuerung des Kühlmittelflusses auf der Niederdruckseite
des Wärmetauschers
durch Verwendung der Umleitung
Das
Steuerventil V1 kann an verschiedenen Stellen eingebaut sein, wie
in
Eine
Abwandlung eines Wärmetauschers
Wenn
der Wärmefluss
durch die Durchgänge
Falls
der Wärmefluss
noch weiter gesenkt werden soll, können die Ventile Z2 und Z3
nacheinander geöffnet
werden, um einen Fluss durch die Leitungen
Es
wird klar sein, dass eine äquivalente
Anordnung bereitgestellt werden könnte, welche einen Zufluss
von Kühlmittel
aus der Umleitung
Bei
der Variablen, die zum Steuern der Betätigung der Steuerventile V1 – V6 und
Z1 – Z4
verwendet wird, handelt es sich um die Temperatur des Kühlmittels
nach seiner Kompression im Kompressor
In
einer Fahrzeugklimaanlage kann die Auslegung der Ventile V1 bis
V4 von
Claims (8)
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