KR20120036742A - 통합 냉매 시스템 - Google Patents

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모다인 매뉴팩츄어링 컴파니
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Abstract

본 발명은 적층된 플레이트들(1)과 상기 플레이트들로부터 형성된 플로우 덕트(flow duct)(2a,2b)를 포함하는 열교환기를 갖는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 상기 적층된 플레이트(1)에 있는 구멍(aperture)들(10)에 의해서 형성된 유체를 위한 유입 및 유출 덕트를 포함하며,적어도 하나의 제 1 플로우 덕트(2a)와 적어도 하나의 제 2 플로우 덕트(2b)를 갖는 열교환기 섹션들(A,B,C)을 가지며, 상기 유체 중 하나는 상기 열교환기 섹션들 중 어느 하나의 열교환기 섹션 내에서 먼저 제 2 유체와 열-교환 접촉하며, 상기 나머지 열교환기 섹션들 중 어느 하나의 열교환기 섹션 내에서는 제 3 유체와 열-교환 접촉을 하며, 열교환기 섹션(A)은 응축기로서 작용하며, 상기 열교환기 섹션(A)의 제 1 플로우 덕트(2a)를 통하여 냉매가 제 1 유체로서 유동 되며, 또 다른 열교환기 섹션(C)은 증발기로서 작용하며, 상기 열교환기 섹션(C)의 제 1 플로우 덕트를 통하여 상기 제 1 유체가 유동 되며, 상기 제 1 유체를 위한 팽창 요소(expansion element)(3)는 상기 열교환기에 적어도 작동가능하게 연결되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명으로 인해 설치 공간 감소 와 비용절감을 가져온다. 예를 들어 자동차, 특히 전기구동자동차, 하이브리드 구동 자동차에 사용될 수 있으며, 정적 응용분야(static application)용으로도 사용되어 질 수 있다.

Description

통합 냉매 시스템{INTEGRATED REFRIGERANT SYSTEM}
본 발명은 열교환기(heat exchanger)를 갖는 시스템 및 특허 청구항 1의 전제부의 또 다른 특징을 갖는 시스템에 관한 것이다.
전제부에 정의된 시스템은 열교환기의 플레이트식 구조로 인하여 이러한 구조가 라인과 밸브에 대한 비용을 줄일 수 있고 요구되는 설치공간을 줄여주기 때문에 유리하다.
열교환기는 WO 95/35474 A1에 설명되어 있다. 상기 열교환기에서, 두 개의 냉매(refrigerant)와 냉각제(coolant)가 열-교환 접촉을 하고 있다. 상기 공개공보에서, 제 1 및 제 2 냉매를 위한 각각의 플로우 덕트(flow duct)가 두 평탄 측면(side)에서 제 3 유체, 구체적으로 냉각수와 열-교환 접촉을 하는 것이 바람직하다고 간주 된다. 이에 따라 플레이트와 플로우 덕트가 고안(또는 설계)되며, 상기 문헌에 표현되고 설명되는 방법으로 배치된다.
DE-A-3017701에 따른 열교환기에서는 네 개의 유체가 열교환에 참여하는데, 여기서 상기 유체 중의 하나는 열교환기의 하나의 섹션을 자유롭게 유동 될 수 있는 냉각공기(cooling air)이다.
특허 청구항 1의 전제부는 흡수식 냉동 기계(absorption refrigeration machine)를 나타내고 설명하는 EP1054225 B1 에 대응한다. 상기 냉동 기계의 일 구성요소는 상기 전제부에 따라서 설계되며, 회수 열교환기로서 사용된다. 상기 열교환기는 또한 복수의 플레이트 또는 플로우 덕트들로 구성된 복수의 열교환기 섹션을 가진다. EP문헌에 제공된 바에 의하면, 유체는 어느 하나의 열교환기 섹션 내에서 먼저 제 2 유체와 열-교환 접촉을 하고, 또 다른 열교환기 섹션에서 제 3 유체와 열교환 접촉을 한다.
예를 들어, 자동차에서, 공기-조화(air-conditioning) 시스템이 종종 제공되는데, 상기 시스템은 냉매가 유동 되는 공기-조화 순환을 가지며 그리고 상기시스템은 응축기, 증발기, 팽창밸브, 및 압축기를 포함하며, 몇몇 경우에, 또한 중간 열교환기를 포함한다. 또한. 구동 엔진의 작동 유체(operating fluid)를 위해서 그리고 추가 보조 장치에 대하여 적합한 경우라면, 구동 엔진용 액체 냉각제(liquid coolant)를 갖는 냉각 또는 온도 조절시스템이 일반적으로 제공된다. 수많은 문헌들에서, 언급된 시스템은 이미 특정 단점을 제거하기 위해서 서로서로 결합 되어 있다. 장점들은 일반적으로 구동엔진의 콜드-스타트(cold-start) 시간의 단축, 연료소모의 절감, 및/또는 시스템의 비용절감으로 구성된다. 예를 들면, 일부 조합에 의해, 몇몇 열교환기들이 사용되지 않는 것이 가능한데, 이는 그 밖의 다른 열교환기들이 더욱 집중적으로 사용되기 때문이다.
본 발명의 목적은 열교환기를 갖는 시스템을 제공하는 것이며, 이에 의해 설치 공간 절감 및 비용 절약이라는 개념이 더욱 개선된다. 상기 목적은 특허 청구항 1에 구체화된 시스템에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명에 따르는 솔루션의 필수적인 측면은, 어느 한 열교환기 섹션은 응축기로서 작용하며, 이것의 제 1 플로우 덕트를 통하여 냉매가 제 1 유체로서 유동 되며, 또 다른 열교환기 섹션은 증발기로서 작용하며, 이것의 제 1 플로우 덕트를 통하여 상기 제 1 유체가 유동 되며, 그리고 팽창 요소(expansion element)는 상기 열교환기에 적어도 작동가능하게 연결되도록 상기 응축기 섹션과 상기 증발기 섹션 사이에 배치되는 것이다.
이러한 시스템은 설치 공간의 추가적인 감소와 비용절감에 기여한다. 또한 본 발명에서 이미 정의된 특징에 따라, 팽창 요소의 통합이 주목할만하며, 이것의 결과로서 라인 및 포트가 불필요하게 될 수 있다.
바람직하게는 팽창 요소는 열교환기의 수직 공급 덕트 중 하나에 배치되어 후자를 더욱 콤팩트(compact)하게 만든다. 상기 섹션들은 각각의 경우에 복수의 적층된 플레이트를 가져서 섹션 내 수평 플로우 덕트들을 형성할 수 있다. 더욱이, 중간 열교환기를 위한 추가 열교환기 섹션이 열교환기 내에 제공될 수도 있다.
본 발명에 따른 시스템의 추가적 장점은 증발기를 나가는 차가운 액체냉각제가 냉각/온도 조절 또는 공기조화(air conditioning)가 필요한 지점으로 쉽게 이동할 수 있다(특히 그것이 동역학적으로 방향을 바꿀 수가 있기 때문에)는 점이다.
선행기술에서 많은 솔수션들이 필요하기 때문에, 언급한 위치에 추가적인 증발기의 제공을 필요로 하지 않는다.
상기 시스템은 일례로 자동차에서 사용되어 질 수 있으며, 바람직하게는 전기 또는 하이브리드(hybrid) 구동 자동차에서 사용할 수 있다.
본 발명의 추가 특징에 관해서, 종속 청구항들에 나타난 언급된 참조는 이 시점에서 세부사항에 지정된 것으로 간주 되어야 한다.
더 나아가, 다른 특징 및 더 나은 장점들은 추가 도면에 근거하여 제공되는 모범 실시 예의 상세한 설명에 의해서 나타날 것이다.
도 1은 원칙적으로 알려진 냉매 순환(refrigerant circuit)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 첫 번째 전형적인 실시 예의 일부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 두 번째 전형적인 실시 예의 일부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 세 번째 전형적인 실시 예의 일부를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 세 번째 전형적인 실시 예의 일부를 나타낸 것이다.
도 6은 원칙적으로 본 발명에 따른 다른 시스템을 나타낸 것이다.
도 7은 증발기의 하부 플레이트의 구조 보기를 나타낸 것이다.
도 8~10은 실질적인 모범 실시 예의 세부 사항을 나타낸 것이다.
하기의 모범 실시 예 중 발명에 따른 시스템은 표시되지 않는 방법으로 자동차 내에 설치되어 있다. 그러나, 상기 시스템은 정적 시스템(static system)의 일부가 될 수도 있다. 도 2는 다른 수단 및 요소를 위하여 하기의 도면 내에서 사용된 부호를 포함하는 범례를 할당하며, 그에 따라 상기 도면의 설명은 당업자에게 이해될 수 있다.
제안된 시스템의 핵심은 적층된 플레이트들(1)과 상기 플레이트들(1)에 형성된 플로우 덕트들(2)로 구성된 열교환기이다. 상기 플로우 덕트들(2)은 해당 공급 및 배출 덕트들(4)에 수리적으로(hydraulically) 연결되어 있다. 상기 공급 및 배출 덕트들(4)은 상기플레이트들의 면에 수직으로 연장되거나, 상기 플로우 덕트들(2)에 수직으로 연장되어 있다.
상기 플레이트들(1)은 수직 유입 및 유출 덕트들(4)의 형성 결과로 플레이트 스택 내에 다른 하나 위에 놓여 있는 해당 구멍(aperture)들(10)을 가지는데, 이는 별도로 잘 알려져 있다(도 9 또는 10 참조). 열교환기에는 세 개의 유체, 예를 들어 R134a와 같은 냉매와 두 개의 액체 냉각제가 유동 된다. 열교환기는 적어도 두 개의 열교환기 섹션을 가지고 있다.
각각의 열교환기 섹션은 상기 플레이트(1)들에 형성된 복수의 수평 플로우 덕트들(2)을 가지는데, 특별히 바람직하게는 다수의 제 1 및 제 2의 플로우 덕트들(2a,2b)이 열-교환 유체들을 서로서로 분리시켜 준다. 열교환기 섹션을 통하는 흐름이 바로 냉매인데, 제 1 유체로서, 응축기(A)로 설계된 열교환기 섹션의 제 1 플로우 덕트들(2a)을 우선 통과해서 유동 된다.
이미 알려진 것과 같이, 냉매의 과냉각은 바람직하게는 응축기A(도 9 참조)내에서 수행되어 진다. 그 이후 냉매는 도 2에서 4 또는 6에서 나타난 중간 열교환기 B로 형성된 열교환기 섹션의 제 1 플로우 덕트들(2a)로 유동 되거나, 증발기(C)로 형성된 열교환기 섹션의 제 1 플로우 덕트들(2a)로 직접적으로 유동 된다.
중간 열교환기(B) 내에서, 응축기(A)를 나가는 고압냉매는 증발기(C)를 나가는 고압냉매와 열-교환 접촉이 있으며, 응축기(A)를 나가는 과냉각 냉매 때문에 좀더 강화시킬 수 있거나, 혹은 여하튼 상기냉매의 온도를 좀 더 낮출 수 있고 시스템의 효율성을 전적으로 향상시킬 수도 있다.
중간 열교환기(B)는 바람직하게는 응축기(A)와 증발기(C) 사이에 배치되는데, 상기 배열타입이 좀더 단순한 플레이트 디자인을 허용하기 때문이다. 그러나 중간 열교환기(B)가 열교환기 유니트의 상단이나 하단의 모서리에 위치하는 것을 배제하지는 않는다. 상기 중간 열교환기는 팽창 요소(3)를 삽입할 수 있도록 하고 좀더 복잡한 플레이트 디자인을 피하기 위해서 증발기(C)에 인접해야만 한다.
도 2 부터 4에 나타낸 실시 예들에서, 팽창 요소(3)는 중간 열교환기(B)의 열교환기 섹션과 증발기(C)의 열교환기 섹션 사이에 배치된다. 도 5의 도표 그림에서, 중간 열교환기(B)가 (아래 참조)마련되지 않았다. 팽창 요소(3)는 증발기(C)의 공급 덕트(4)에 통합되었다. 종래의 공지에서는 이런 목적을 위해 예를 들어 열교환기를 용접에 의해 생산한 후, 공급 덕트(4)의 시작부분을 열어둔 채로 바깥쪽으로 확장해 가며, 공급 덕트(4)의 삽입 시작부분이 정확히(도 10에서 보이는 것과 같이) 닫혀진 후에, 팽창 요소(3)가 시작부분을 통하여 삽입되고 정확하게 고정된다.
팽창 요소(3)는 중간 플레이트의 구멍(10)으로 확장될 수도 있고, 중간 열교환기(B)의 배출 덕트(4)나 응축기(A)의 다른 배출 덕트에 부분적으로 배치될 수도 있다. 도면들에 나타낸 것과 같이, 각각의 경우에 하나의 중간 플레이트 A-B 및 B-C 는 섹션들 사이에 배치된다.
표시되지 않은 실시 예에서, 팽창 요소(3)는 열교환기 외부에 고정되고, 해당 라인들을 통해서 유출 및 유입 덕트 사이에 냉매 순환(refrigerant circuit)으로 연결되어 지며, 상기 팽창 요소는 응축기 섹션(A)과 증발기 섹션(C) 사이에 작동가능하게 연결되어 배치되어 있다.
상기 플로우 덕트들(2a,2b)은 특별히 각각의 경우에 수행되어야 하는 작업(task)의 내부 구성과 관련하여 설계되어야 하며, 이것은 그들의 전체 길이를 통해 동일한 구성을 가지고 있을 필요는 없는 것을 의미한다.
이것은 상기플레이트들(1) 기지의 해당 설계에 의해 달성될 수도 있거나, (표시되지 않음) 플로우 덕트들(2)에 특별히 디자인된 삽입에 의해 달성될 수도 있다. 증발기(C)에서는, 예를 들면 상변화가 이미 일어나고 있는 제 1 플로우 덕트들(2a)의 지역에서 이러한 챔버들에 대한 이점이 있는데, 이것은 높은 증기 분율이 이미 존재하는 것을 말하며, 대게 액체가 여전히 존재하고 있는 상류 지역에 있는 챔버들 보다 더 크게 설계되어야 한다.
비슷한 상황은 가스로 들어와서 적어도 대게는 액체로 응축기를 나가는 응축기(A)의 제 1 플로우 덕트들에도 적용된다. 그러나 이 단락은 응집의 상태를 주기적으로 변화시키는데 냉매가 사용되어 지는 것이 필수적이다 라는 의미로 해석되어서는 안 된다. 그래서, 응축기는 가스 냉각기 일수 있으며, 냉매는 예를 들어 CO 2 일 수 있다.
도 5는 도표 그림의 전체로써 시스템을 나타내고 있다. 여기서, 플레이트들(1)로 구성된 열교환기는 단순히 응축기(A)와 증발기(C)를 포함한다. 마찬가지로 팽창 요소(3)는 냉매를 위해 증발기(C)의 공급 덕트(4)에 위치해 있다. 점선화살라인(저압)과 실선화살라인(고압)은 압축기를 포함하는 냉매 순환(refrigerant circuit)을 표현하고 있다.
순환의 고압 쪽이 냉매의 흐름 방향 내에 있는 압축기의 다운스트림(downstream)을 시작한다. 순환의 저압 쪽이 압축기의 방향에 있는 팽창 밸브(expansion valve)(3)의 다운스트림(downstream)을 따른다. 증발기(C)와 응축기(A)의 내부 또는 외부로 연장되는 수직 확장 화살라인은 상기 유입 또는 유출 덕트들(4)이라고 이해될 수 있다. 액체 냉각제는 압축기에서의 압축결과로 상당히 증가한 온도를 가진 냉매를 식히고 응축하기 위해서 응축기(A)의 제 2 플로우 덕트들(2b)을 통과하여 유동 된다. 액체 냉각제는 대시-점선으로 표시된 냉각제 순환(coolant circuit)에서 유동 되며, 펌프를 가지며 드러난 상황과 같이 공기 냉각방식의 쿨러를 가진다.
증발기(C)의 제 2 플로우 덕트(2b)를 통해 예를 들어 물-클리콜 혼합물, 또는 동결 없이 증발기(C)에서 매우 낮은 온도로 이동할 수 있는 액체가 유동 된다. 상기 액체는 (그림과 마찬가지로)점선으로 표시되어 있는 순환에서 유동 되고, 상기 순환은 (종래의 공지에서는 전기적으로 작동되는 펌프들이다) 펌프와 복수의 컨슈머(consumer)를 포함하며, 상기 컨슈머는 단지 그것들의 용도에 의해 분류되어 있는데, 예를 들어 구역(compartment)의 공기조화, 전기 배터리의 냉각/온도 조절 등이 있다.
실용적 관점에서, 이것은 (표시되지 않은) 다른 열교환기와 다른 요소들이 명시된 작업을 수행할 수 있도록 하기 위하여 상기 순환에 위치한다. 그러나, 부가적인 증발기는 필요로 하지 않는다. 차가운 액체에 지정된 작업을 실행하는 동안, 상기 액체는 전기펌프로 증발기(C)의 제 2 플로우 덕트(2b)를 통해 상기 순환(circuit)에서 순환되어야 하기 때문에 온도가 상승할(warm up) 것이며 다시 냉각되어야만 한다.
도 6은 중간 열교환기(B)가 다시 제공되었다는 점에서 도 5와 차이가 있다. 섹션들에 플로우 덕트(2a) 및 (2b)가 표시되어 있다. 약간 두꺼운 대쉬 화살 라인은 증발기(C)를 나가는 냉매를 표시하기 위한 것이고, 실선 화살 라인으로 표시된 고압 냉매를 좀더 식히기 위해서 중간 열교환기(B)를 통해 유동 되는 상기 냉매는, 응축기(A)로부터, 다음 증발기(C)로 팽창 요소(3)를 통해 들어간다.
도 2는 압축기를 향한 순환에 저압 냉매의 유도에 의한다는 점에서 도 3과 차이가 있다. 도 2에서, 저압 냉매는 증발기(C)로부터 상기 플레이트들(1)에 있는 플레이트 오프닝(10)들을 통해서 보내진다. 다시 말해서, 냉매는 중간 열교환기(B)에서 빠져 나와 유동 되며, 증발기(C)에 있는 덕트를 통해서, 상기 덕트는 상기 플레이트 오프닝에 의해 형성되어 지며, 그리고 열교환기 아래 압축기로 들어간다. 반대로, 도 3에서는 저압 냉매가 응축기(A)로부터 상기 플레이트들(1)에 있는 오프닝(10)들에 형성된 덕트를 통해 보내진다. 냉매는 중간 열교환기(B)에서 빠져 나와 유동 되지 않지만, 좀더 위쪽으로 유동 거나, 상기 응축기(A)에 있는 상기 덕트를 통해 유동 되고 열교환기 위에 표시된 압축기로 유동 된다.
도 4에서는, 응축기(A)에 있는 액체 냉각제의 통과흐름 방향은 고압 냉매와 함께 향류(counter-current) 흐름 구성이다. 도 3에서는, 흐름이 병류(co-current) 흐름 구성으로 응축기(A)를 통과해서 지나간다.
응축기(A)에서 다시 냉각수의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해서, 응축기(A)를 통해 연장하는 것이 덕트에 유리하며, 도 3에 나타난 것과 같이, 응축기(A)의 차가운 냉각제를 위한 공급 덕트(4)에 공통축으로 배치되도록 하는 것이 냉매에도 유리하다. 중간 열교환기(B)로부터 냉매에 대한 증발기(C)까지의 덕트에 관한 비슷한 구성이 도 2에서 제공되어 진다. 반대로, 도 4는 상기 플레이트들(1)이 부가적인 구멍들(10)을 가지고 있으므로 동축 배치(coaxial arrangement)를 가질 필요가 없다. 이것 역시 도 6에 따라 전형적인 실시 예에 적용된다.
도 7은 증발기(C)의 마지막 플레이트(1) 아래로부터의 모습이라고 할 수 있다. 이는 상기 증발기(C)로부터 나오는 저온 액체를 위한 배출 덕트(4)내 냉매를 위한 배출 덕트(4)의 전술한 동축 배치를 나타낸다. 플레이트(1)에 있는 다른 공급 및 배출 덕트들(4)이 묘사되어 있다.
도 8~10은 시스템의 메인 부품으로서 열교환기를 보여주고 있는데, 여기에서 도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 평면보기로 이해할 수 있으며, 도 9와 도 10은 열교환기를 통해 섹션을 설명해주고 있다.
그러나 도 9와 도 10은 사실 다른 모범 실시 예를 나타내고 있다. 좀더 자세한 사항은 다음에 나오는 설명에서 제시한다. 모든 열교환기 플레이트(1)들은 상기 플레이트(1)들이 쌓여 질 때, 비스듬히 턴드-업(turned-up) 둘러싼 모서리(11)로 형성되었으며, 다시 말해서 그것들은 자동적으로 중심에 있게 된다.
해당 준비 후, 열교환기 완성품은 예를 들어 납땜(soldering)공정에 의해서 내재적 봉인 및 고정 방식으로 연결되어 진다. 표시된 전형적인 실시 예에, 도시된 열교환기 섹션들(A,C) 내에 있는 거꾸로인(upturned) 가장자리(11)는 상부를 향한다. 두 개의 중간 플레이트 사이에 위치하고(예를 들어 A-C), 여기서 더 위에 있는 중간 플레이트는 열교환기의 고정을 위해서 동시에 설계되었으며, 상기 이유로 플레이트(1)의 길이방향으로 돌출되고, 그리고 예를 들어(도시되지 않음), 고정수단을 붙일 수 있도록 하기 위해서 해당 홀(hole)(14)을 제공하였다. 하부 중간 플레이트는 거기 아래에 배치된 열교환기 플레이트(1)의 가장자리 높이로 다리 역할을 한다.
(도시되지 않은)자세한 전형적인 실시 예에서, 열교환기 섹션에 있는 플레이트(1)들은 반대방향(예를 들어 상부 섹션에서는 위를 지향하고 하부 섹션에서는 아래를 지향하는)으로 향하는 그것들의 모서리(11)로 배치되었으며, 그래서 제 2 중간 플레이트가 생략되어 질 수 있다.
더 나아가, 도 9는 하부 섹션의 덕트(4) 내에 유체들 사이에서 바라지 않은 열교환을 방지하기 위한 상기 언급한 동축 배치의 부분으로서 위치한 파이프(13)를 나타내고 있다. 냉매는 파이프의 내부를 통해서 내부 또는 외부로 유동 될 수 있다. 물-클리콜(water-glycol) 혼합제 또는 냉각제는 파이프(13) 사이에 있는 고리모양의 틈(15) 및 구멍(10)을 통해서 내부 또는 외부로 유동 될 수 있다. 관통유체(throughflow)는 파이프(13)을 통해서 유동 되는 냉각제일 수도 있으며, 고리모양의 틈(15)을 통해서 유동 되는 냉매일 수도 있다. 상부 섹션은 중간 열교환기(B)가 될 수도 있다. 저압냉매가 압축기에 파이프(13)을 통해 중간 열교환기(B)의 외부로 유동 되는 것이 가능해진다. 파이프(13)위에 위치한 장애물(20)은 이 경우에는 이 위치에서 제공되지 않을 것이다.
도 9에서 언급했듯이, 만일 상부 섹션이 응축기(A)를 구성하는 것으로 간주되거나, 덕트(4)가 입구 덕트이고 다른 덕트가 고압냉매를 위한 출구 덕트(4)라고 간주 된다면, 고압냉매는 감소하는 크기의 복수의 평행 패스들에 있는 상기 응축기를 통해서 유동 될 수 있으며, 그것은 도시된 화살표에 의해서 표시되며 상기 언급된 장애물(20)들은 덕트들(4)에 배치된다. 이미 위에서 언급했던 바람직한 냉매의 과냉각은 이와 같은 방법으로 도달할 수 있다. 여기서 생성된 가정을 보면, 섹션은 열교환기를 통해 대각선으로 진행해야 하는데, 다시 말해서 도 8에서의 실선화살표를 말하는 것이다.
도 10은 응축기(A)로 작용하는 상부 섹션과 증발기(C)를 구성하는 하부 섹션을 가지는 열교환기라고 이해할 수 있으며, 여기서 섹션들(A,C)의 도시 사이즈는 실제조건에 상응할 필요가 없는 섹션에 있는 플레이트(1)들의 수에 의해서 결정된다. 고압 냉매와 응축기(A)의 냉각제를 위한 도 8에서 제공된 화살표는 도 10의 그림과 일치한다.
고압 냉매는 수많은 제 1 플로우 덕트(2a)를 통해서 유동 되고, 냉각제는 응축기(A)의 수많은 제 2 플로우 덕트(2b)를 통해서 유동 된다. 도 10은 중간플레이트에 있는 오프닝을 통해서 연장되는 팽창 요소(3)를 보여주고 있고 상기 팽창 요소는 응축기(A)에 있는 고압냉매의 배출 덕트(4)와 증발기(C)에 있는 냉매의 공급 덕트(4)에 부분적으로 위치한다. 삽입 오프닝(10)(하단)은 도시된 클로져(closure)(12)에 의하여 폐쇄된다.
1: 플레이트 2: 플로우 덕트
2a: 제 1 플로우 덕트 2b: 제 2 플로우 덕트
A: 응축기 B: 중간 열교환기
C: 증발기 3: 팽창 요소
4: 공급 및 배출 덕트 10: 구멍
11: 가장자리 12: 클로져
13: 파이프 14: 홀
15: 고리모양의 틈 20: 장애물

Claims (10)

  1. 적층된 플레이트들(1)과 상기 플레이트들로부터 형성된 플로우 덕트(flow duct)(2a,2b)를 포함하는 열교환기를 갖는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 상기 적층된 플레이트(1)에 있는 구멍(aperture)들(10)에 의해서 형성된 유체를 위한 유입 및 유출 덕트를 포함하며,
    적어도 하나의 제 1 플로우 덕트(2a)와 적어도 하나의 제 2 플로우 덕트(2b)를 갖는 열교환기 섹션들(A,B,C)을 가지며,
    상기 유체 중 하나는 상기 열교환기 섹션들 중 어느 하나의 열교환기 섹션 내에서 먼저 제 2 유체와 열-교환 접촉하며,
    상기 나머지 열교환기 섹션들 중 어느 하나의 열교환기 섹션 내에서는 제 3 유체와 열-교환 접촉을 하며,
    열교환기 섹션(A)은 응축기로서 작용하며,
    상기 열교환기 섹션(A)의 제 1 플로우 덕트(2a)를 통하여 냉매가 제 1 유체로서 유동 되며,
    또 다른 열교환기 섹션(C)은 증발기로서 작용하며,
    상기 열교환기 섹션(C)의 제 1 플로우 덕트를 통하여 상기 제 1 유체가 유동 되며,
    상기 제 1 유체를 위한 팽창 요소(expansion element)(3)는 상기 열교환기에 적어도 작동가능하게 연결되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는 중간 열교환기로서 작용하는 추가적인 열교환기 섹션(B)을 가지며, 상기 열교환기 섹션(B)의 제1 플로우 덕트 내의 상대적으로 고온인 냉매가 상기 열교환기 섹션(B)의 제 2 플로우 덕트(2b) 내의 상대적으로 저온인 동일 냉매와 열-교환 접촉함을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 중간 열교환기(B)는 바람직하게는 응축기 섹션(A)과 증발기 섹션(C) 사이에 배치되며, 여기서 상기 팽창 요소(3)는 상기 중간 열교환기(B)와 상기 증발기(C) 사이에 위치함을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유체는 상기 응축기(A)의 제 2 플로우 덕트(2b)를 통해서 유동 되고, 상기 제 2 유체는 별개의 쿨링 순환(cooling circuit)에서 제 1 액체 냉각제로서 순환하며, 여기에는 액체 냉각제를 냉각시키기 위한 쿨러가 배치됨을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제3유체는 증발기(C)의 제 2 플로우 덕트(2b)를 통하여 유동 되고, 상기 제 3 유체는 물-글리콜 혼합물과 같은 제 2 액체 냉각제인데, 이것은 증발기 섹션(C)을 나온 후 예를 들면 내부 공간(interior space)의 공기-조화를 위하여, 배터리의 냉각을 위하여, 및/또는 다른 전기/전자 부품의 냉각을 위해서 사용될 수 있으며, 그 후 후속하여 다시 증발기 섹션(B)을 통과함을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창 요소(3)는 열교환기 상부 또는 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 1 항 및 6 항에 있어서, 상기 팽창 요소(3)는 공급 덕트(4) 내에 설치될 수 있으며, 응축기 섹션(A) 또는 중간 열교환기의 섹션(B)에서 나온 냉매가 증발기 섹션(C)의 상기 공급 덕트로 들어감을 특징으로 하는 시스템.
  8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 냉매를 위한 적어도 하나의 배출 덕트(4)가 차가운 냉각제를 위한 공급 또는 배출 덕트(4) 내에 공통 축을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 제 1 및 제 2 플로우 덕트(2a,ab)가 각각의 열교환기 섹션(A,B,C) 내에, 바람직하게는 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 구획(compartment) 공기 조화는 추가적인 증발기 없이 제 2 액체 냉각제에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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