WO2008104176A1 - Dryer/filter unit for refrigerant circuits - Google Patents

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WO2008104176A1
WO2008104176A1 PCT/DK2008/000081 DK2008000081W WO2008104176A1 WO 2008104176 A1 WO2008104176 A1 WO 2008104176A1 DK 2008000081 W DK2008000081 W DK 2008000081W WO 2008104176 A1 WO2008104176 A1 WO 2008104176A1
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WO
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dryer
filter
refrigerant
arrangement according
housing
Prior art date
Application number
PCT/DK2008/000081
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Munoz Nestor E. Cabrera
Sergio Uribe Gutierrez
Original Assignee
Danfoss A/S
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 Danfoss A/S filed Critical Danfoss A/S
Publication of WO2008104176A1 publication Critical patent/WO2008104176A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/003—Filters

Definitions

  • the invention relates to a dryer-filter arrangement for refrigerant circuits with at least one dryer device and at least one filter device. Furthermore, the invention relates to a refrigerant circuit with at least one dryer device and at least one filter device for the refrigerant.
  • Cooling systems, air conditioners and heat pumps are now widely used for a wide variety of purposes.
  • the most common type of such systems is currently the so-called compression refrigeration machine, in which a refrigerant is pumped in a closed circuit of a compressor.
  • the circuit is divided by the compressor and an expansion element into a region of higher pressure and a region of lower pressure of the refrigerant.
  • a heat exchanger is in each case arranged, in which heat is transferred from the refrigerant to the environment, or heat from the environment to the refrigerant.
  • Typical impurities are mechanical impurities, such as metal shavings, which partly originate from the production of the plant or the ancillary components, but partly also during operation by mechanically moving parts (eg by the compressor). Such particles must be filtered out, otherwise they will cycle could clog or lead to increased wear of the components. In this context, in particular the expansion element or the compressor should be mentioned.
  • filters are installed in the refrigerant circuit.
  • filters and desiccants are usually looped into the refrigerant circuit, so that they are flowed through in series, one after the other from the refrigerant.
  • the filter arrangement is arranged in the flow direction of the circulating refrigerant arranged in front of the desiccant, so that the desiccant is not clogged by mechanical impurities.
  • a combined dryer-filter unit has prevailed for reasons of space and cost reasons, which is looped as a unit in the refrigerant circuit.
  • the filter and the desiccant are integrated in a common housing in the unit, whereby the refrigerant flows through the filter as well as the desiccant serially.
  • Such a dryer-filter arrangement is described for example in US 6,106,596.
  • the arrangement shown there has an additional volume, so that the dryer-collector unit additionally serves as a refrigerant accumulator.
  • the unit described there has a housing into which a dryer-filter cartridge is inserted.
  • the housing is designed so that the inlet and the outlet connection for the refrigerant are provided on the same side of the housing.
  • the supplied refrigerant flows through a pipe in a lower portion of the container, where the refrigerant 0 is deflected and changes its flow direction.
  • the inflow pipe passes through a central opening of the circular filter dryer cartridge.
  • the refrigerant first flows through a filter and then through a granulated desiccant, both of which are arranged in a capsule arrangement.
  • An-5 closing another cavity is provided, which serves as an accumulator.
  • the refrigerant flows through the filter area serially first and then through the dryer area of the filter-dryer-cartridge.
  • the dryer-filter unit a closure element which also closes the central passage opening of the desiccant body fluid-tight.
  • a major problem with such dryer-filter units is to combine a good filtering and drying effect, a low pressure drop of the circulating refrigerant during operation of the refrigerant circuit, low cost and the smallest possible design of the dryer-filter unit.
  • the area through which the refrigerant can pass through the dryer unit correspondingly small, so that there is a high flow resistance. This results in the operation of the refrigerant circuit to a high pressure drop of the refrigerant in the dryer-filter unit. If, on the other hand, one attempts to minimize the pressure drop, the passage area for the refrigerant through the dryer unit must be selected to be correspondingly large. This leads to a correspondingly large construction of the dryer-filter unit and at correspondingly high costs.
  • the invention has for its object to propose an improved dryer-filter arrangement.
  • the object of the invention is to propose an improved refrigerant circuit.
  • a dryer-filter arrangement for refrigerant circuits which has at least one dryer device and at least one filter device, to provide at least one short-fluid path passing through the filter device, which has an inlet connection and an outlet connection of the dryer-filter arrangement U.N-
  • the bypass bypasses the dryer device connects.
  • filter device and dryer device are thus at least partially flowed through in parallel.
  • a part of the refrigerant thus flows through the filter device, without necessarily having to flow through the dryer 5 through.
  • a (further) part of the refrigerant to flow both through the filter device and through the dryer device.
  • the proposed training is based on the surprising finding that the drying effect of the dryer device usually not, o or only slightly depends on whether the dryer device is flowed through by the entire refrigerant, whether only parts of the refrigerant flow through the dryer device, or whether the refrigerant flows only past a surface of the dryer device. It has been found that in a typical refrigerant cycle, the time constant of the absorption process is of the order of days, even if the dryer device is flowed through by the entire refrigerant flow. With such time constants, the proposed arrangement increases the time constant for the absorption process only to a small extent.
  • the dryer device and filter device of the dryer-filter arrangement are formed at least partially in different housings, if it should be necessary, for example, for space reasons.
  • the dryer device and the filter device in a common housing.
  • a particularly compact construction arrangement can be achieved.
  • 20 fewer joints may be required with piping components or other components of the refrigerant cycle, which may reduce assembly costs and increase the tightness of the overall assembly.
  • an exchange of the dryer-filter arrangement can be simplified. 5
  • the short fluid path extends adjacent to at least one surface of the drying device.
  • the proportion of the refrigerant that passes only through the filter device can also experience some drying. The effect can be increased if the surface of the drying device, past which the refrigerant flows, and / or the residence time of the refrigerant in the region of this Surface is relatively large in relation to the guided past this surface FIu- idstrom.
  • the drying device is cylindrical. Since the currently used dryer devices are typically cylindrically shaped, a drop in solution can be realized thereby. In addition, a particularly compact design may result and, where appropriate, there may be advantages in the manufacture and operation of the dryer device.
  • the drying device has a continuous, central recess.
  • the refrigerant can then flow through the dryer device from the inside to the outside (or vice versa), so that with a relatively simple structure, a large surface area can be provided with which the refrigerant can come into contact, or through which the refrigerant into the dryer device can occur.
  • the resulting pressure drop of the flowing through the dryer-filter assembly refrigerant can be reduced again.
  • the cross section of the central recess tapers, in particular if it tapers conically.
  • a rejuvenation in this context is to be understood in particular a monotone or a strictly monotonically decreasing cross section.
  • the change can be continuous or jump.
  • a kind of funnel-shaped central recess can be provided in the dryer device. Due to the taper of the central recess, the parts of the refrigerant flow passing through the filter device can be taken into account. Alternatively or additionally, the tapered recess can also lead to the fact that the speed of the refrigerant flowing in the central recess in the direction of Rejuvenation increased.
  • the dryer has an inherently stable dryer material, a particularly simple construction of the filter device, and thus the entire dryer-filter assembly can be promoted. In this case, for example, it is possible to dispense with a supporting and / or dry material-enveloping structure, as would be required, for example, in the case of a granular dryer material. Of course, it is still conceivable to manufacture at least parts of the drying device from a granular dryer material.
  • Dryer device contacted.
  • a particularly compact dryer-filter arrangement can be realized.
  • the pressure drop caused by the filter means may be utilized to form a pressure differential between the input surface and the output surface of a dryer so that a portion of the refrigerant flowing through the dryer-filter assembly passes through the dryer.
  • the filter device o is formed as an elastic membrane and is made in particular of polyester.
  • the filter device may be in operation due to the pressure difference at its deformation.
  • the pore size of the filter can increase slightly so that the pore size of the filter device can increase with a higher refrigerant throughput, so that the pressure difference occurring at the filter device does not have to rise excessively.
  • the housing of the filter device has a cavity downstream of the filter device on the outflow side.
  • the fluid emerging from the filter device if appropriate also the refrigerant component that has passed through the dryer device, can be collected and / or calmed, and subsequently fed to the outlet of the dryer-filter arrangement.
  • the proposed embodiment also makes available a suitably dimensioned space into which the filter membrane can move. With a correspondingly large-dimensioned cavity, an accumulator function is also possible.
  • the arrangement may be designed so that when flowing through the dryer-filter arrangement, a refrigerant flow is generated in which a portion of the refrigerant flows into the cavity, ie in a cavity.
  • the entrained by the refrigerant dirt particles are thus forced into the resulting cavity.
  • the cavity can thus act as a receiving space for dirt particles deposited by the filter device. If, after switching off the system, the filter arrangement elastically deforms back, the dirt particles accumulated in the cavities can be held.
  • the exposed area of the filter unit Direction can thus be kept free of dirt particles, so that a particularly low pressure drop of the dryer-filter assembly can be promoted.
  • a refrigerant circuit with at least one dryer device, and at least one filter device for the circulating in the refrigerant circuit refrigerant is proposed, in which the filter device and the dryer device are at least partially flowed through in parallel by the refrigerant.
  • Such a trained refrigerant circuit has the advantages already mentioned in analog form.
  • FIG. 1 shows a dryer-filter unit according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a dryer-filter unit according to a second embodiment of the invention
  • Unit; 5 shows the velocity distribution of a dryer-filter
  • Fig. 7a, 7b schematically illustrated refrigerant circuits according to a third and a fourth embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a combined filter-dryer capsule, as it can be used for example for the refrigerant circuit of motor vehicle air conditioners or household refrigerators orMecksgefrieroaran.
  • the housing 2 of two, each identical, cup-shaped housing parts 3, 4 is formed.
  • the two housing halves 3, 4 have at their one end in each case a projection 5, 6.
  • the projection 5, 6 enables a simple fluid-tight connection with the respective other housing part 3, 4.
  • a trough-shaped housing bottom 7, 8 is provided at the other end of the respective housing part 3, 4, which is the projection 5, 6 opposite.
  • a circular recess 15, 16 is provided, in which a connecting pipe 13, 14 is inserted and fluid-tightly connected to the housing bottom 7, 8.
  • an annular circumferential web 9, 10 is provided between the housing bottom 7, 8 and the cylindrical shaped wall portion 11, 12 of the respective housing part 3, 4. These webs 9, 10 serve as support webs for the interior components of the housing 2 received by the housing 2
  • a desiccant 17 is arranged inside the housing 2 of the filter-dryer-capsule 1.
  • the outer contour of the desiccant 17 is adapted to the shape of the housing 2 to fill as large a part of the inner volume of the housing 2 with a desiccant.
  • the volume required by the filter-dryer-capsule 1 is optimally utilized.
  • the desiccant 17 thus has a cylindrical outer contour.
  • a projecting portion 18 of the desiccant 17 can be seen, which extends a little way into the trough-shaped housing bottom 7 of the left housing part 3 in the drawing, so that this volume range is used.
  • a conically tapered recess 19 is provided in the middle of the desiccant body 17. Only in one end region 20 of the recess 19, which lies directly adjacent to the filter membrane 21, the cross section of the recess remains the same, or increases slightly. In the present example, the recess 19 and its end region 20 with the corresponding region of the filter membrane 21 thus form the short-fluid path which connects the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, bypassing the desiccant 19.
  • Desiccant body 17 between its main portion 26 and its projecting portion 18 on a support web 24. Between the support web 24 of the desiccant body 17 and the support web 9 of the housing part 3 shown on the left in the drawing, a wave spring 25 is provided. This wave spring 25 pushes the desiccant body 17 toward the other housing half 4, where the opposite, outlet-side front end 23 of the desiccant body 17 is pressed against the annular web 10 of the outlet-side housing part 4. As a result, the drying agent body 17 is fixedly mounted in the housing 2 of the filter-dryer capsule 1.
  • the filter membrane 21 is in this case made of a polyester material with the trade name Feltmat. However, it may be made of other materials such as fiberglass or the like. In this case, the filter membrane 21 is elastic, so that it deforms elastically when a pressure difference occurs between the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, as shown in FIG. 3. The pressure difference between fluid inlet 13 and fluid outlet 14 inevitably results when refrigerant flows through the filter-dryer capsule 1 during operation of the refrigerant circuit.
  • the filter membrane 21 surrounds the output-side front end 23 and a part 27 of the outside of the desiccant body 17 cup-shaped, in this part 27 of the outside of the desiccant body 17 and in the region of the web 10 of the output-side housing part 4 of the filter-drier capsule 1 acts Filter membrane 21 as a sealant for the refrigerant.
  • the desiccant body 17 is made in the present embodiment of an aluminum silicate, which is reinforced with fibers and a resin.
  • the composition is chosen so that the desiccant body 17 is self-supporting, i. that this does not require separate housing or support means. 5
  • CkenstoffMechs 17 corresponds to the desiccant volume of known filter dryer units.
  • FIG. 3 During operation of the filter-dryer-capsule 1 shown in FIG. 1, the image shown in FIG. 3 results. For reasons of clarity, only the output-side 14 region of the dryer-filter capsule 1 is shown enlarged in FIG. 3.
  • the flow of refrigerant is shown schematically in FIG. 3 by arrows. From the refrigerant dirt particles 28 are carried along, which are to be filtered by the filter 21. Due to the flow through the filter-dryer-capsule 1 with refrigerant results in a pressure difference between the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, since both the desiccant body 17, and the filter membrane 21 set the flow-through refrigerant flow resistance.
  • the elastic filter membrane 21 deforms at its center by typically about 1 mm, resulting in cavities 29 between the filter membrane 21 and the output side front end 23 of the desiccant body 17.
  • the flow resistance of the filter membrane 21 is usually significantly lower than the flow resistance of the desiccant body 17. For this reason, significantly more refrigerant flows through the central recess 19 of the desiccant body 17 and the end portion 20 therethrough, as refrigerant passes through the desiccant body 17 therethrough. This is visualized in Fig. 3 by a different number of arrows.
  • a flow component is introduced into the cavities 29.
  • This flow component is not shown in Fig. 3 for reasons of space.
  • the flow causes the dirt particles 28 to move into the cavities.
  • the cavities 29 can thus serve as a dirt collecting area.
  • the refrigerant flowing through the central recess 19 of the desiccant body 17 nevertheless flows past the surface 46 of the recess 19 and thus experiences a certain degree of drying.
  • FIGS. 4 and 5 show the representation of a numerical flow simulation
  • FIG. 5 shows the velocity distribution of the refrigerant flowing through the filter-dryer capsule 1.
  • Fig. 6a the total water absorption capacity of the desiccant (ordinate) versus the relative humidity of the refrigerant (abscissa) is plotted in logarithmic units.
  • the refrigerant used in the present case was R 22.
  • the graph shows, there is a marginal difference between the two curves at best.
  • the speed with which the water is absorbed is surprisingly only minimally lower in the construction shown in FIG. 1 than is the case with conventional filter-dryer capsules. This is shown in Fig. 6b where the moisture of the desiccant (ordinate) versus time (abscissa) is shown.
  • FIG. 2 shows a filter-dryer capsule 1 'slightly modified from FIG. 1.
  • the basic structure of the filter-dryer-capsule 1 1 shown in Fig. 2 corresponds to the structure of the filter-dryer-capsule 1 shown in Fig. 1. Similar components are therefore provided with the same reference numerals.
  • the desiccant body 17 has a larger outer dimension.
  • the size of the conically tapered central recess 19 in the interior of the desiccant body 17 is increased.
  • the dimensioning of the desiccant body 17 and the recess 19 provided therein is selected such that the total desiccant composition is the same, as is the case with the desiccant body 17 shown in FIG.
  • the size of the housing 2 ' is adjusted accordingly.
  • the housing 2 ' consists of an input-side, first housing part 31, an output side, second housing part 33 and a cylindrical housing shell 32 arranged therebetween.
  • the first housing part 31 and the housing jacket 32 contact one another in an overlapping area 34 and are for example soldered connected with each other. The same applies to the overlap region 35 between the second housing part 33 and the cylindrical housing jacket 32.
  • the first housing part 31 and the second housing part 33 are each formed identically.
  • the housing parts 31, 32 essentially comprise the trough-shaped housing bottoms 7, 8, which form the collection chambers 15, 16, and the support webs 9, 10, for the desiccant body 17.
  • a separate housing jacket 32-provided for the main length of the filter-dryer capsule 1 ' .
  • the construction shown in FIG. 2 can have manufacturing advantages, in particular for larger filter-dryer capsules 1 '. Also, different lengths of the filter
  • Dryer capsule V can be realized more easily, since the two outer housing parts 31, 32 despite different length of the filter-dryer-capsule 1 'can be used in identical form.
  • a refrigerant circuit 36 is shown in a simplified schematic representation.
  • the refrigerant circuit 36 has a compressor 37.
  • the compressor pumps the refrigerant in the refrigerant circuit 36 through the refrigerant piping 38.
  • a condenser 39 in the case of supercritical refrigerant circuits, accordingly a gas cooler, via which the refrigerant compressed in the compressor 37 can deliver heat to the environment.
  • the refrigerant passes through an expansion element 40, causing it to a low Pressure is relaxed while cooling.
  • expansion element 40 expansion devices known per se in the prior art, such as, for example, fixed orifice tubes or expansion valves, can be used.
  • the refrigerant cooled by the expansion flows through the evaporator 41 where the refrigerant absorbs heat from the environment, thereby cooling the environment.
  • the refrigerant Before the refrigerant enters the compressor 37 again, it passes through a dryer-filter capsule 1, for example of the type shown in FIG. However, other types are conceivable in this context.
  • FIG. 7b shows a slightly modified refrigerant circuit 36 'compared to FIG. 7a. Similar components are again represented by the same reference numerals. Again, refrigerant is pumped by a compressor 37 in a circle. The refrigerant flows through, after it has been compressed in the compressor 37, analogous to the refrigerant circuit 36 shown in Fig. 7a, a condenser (gas cooler) 39, an expansion element 40 and an evaporator 41. However, in the illustrated in Fig. 7b refrigerant circuit 36 'branches the refrigerant line in two mutually parallel refrigerant branches 42, 44.
  • the first refrigerant branch 42 flows through a pure filter capsule 43, whereas the second refrigerant branch 44 leads to a pure desiccant capsule 45.
  • a slight flow through the desiccant capsule 45 with refrigerant is ensured, since the filter capsule 43 inevitably sets a flow resistance against the refrigerant flowing through it, thus creating a pressure difference between the inlet and outlet of the filter capsule 43, which also rests between the input and output of the desiccant capsule 45.

Abstract

In conventional dryer/filter capsules for refrigerant circuits, flow passes serially through the filter and drying agent. On operation of the refrigerant circuit, an undesirably large pressure drop occurs. The aim of the invention is to provide an improved dryer/filter arrangement (1, 1') with reduced pressure drop. Said aim is achieved, wherein the dryer/filter arrangement (1, 1', 43, 45) is designed such that at least a part of the refrigerant flows through the filter (21, 43) parallel to the drying agent (17, 43) and/or a shortened fluid path (19,20), running through the filter device connects a input connector (13) and an outlet connector (14) of the dryer/filter arrangement (1), bypassing the dryer device (17).

Description

Trockner-Filter-Einheit für Kältemittelkreisläufe Dryer filter unit for refrigerant circuits
Die Erfindung betrifft eine Trockner-Filter-Anordnung für Kältemittelkreis- laufe mit wenigstens einer Trocknereinrichtung und wenigstens einer Filtereinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer Trocknereinrichtung und wenigstens einer Filtereinrichtung für das Kältemittel.The invention relates to a dryer-filter arrangement for refrigerant circuits with at least one dryer device and at least one filter device. Furthermore, the invention relates to a refrigerant circuit with at least one dryer device and at least one filter device for the refrigerant.
Kühlanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen sind mittlerweile für unterschiedlichste Einsatzzwecke weit verbreitet. Die weitaus gebräuchlichste Bauform derartiger Anlagen ist derzeit die sogenannte Kompressionskältemaschine, bei der ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf von einem Kompressor gepumpt wird. Der Kreislauf ist vom Kompressor sowie einem Expansionsorgan in einen Bereich mit höherem Druck und einen Bereich mit niedrigerem Druck des Kältemittels aufgeteilt. In beiden Bereichen ist jeweils ein Wärmetauscher angeordnet, bei dem Wärme vom Kältemittel an die Umgebung, beziehungsweise Wärme von der Umgebung an das Kältemittel übertragen wird.Cooling systems, air conditioners and heat pumps are now widely used for a wide variety of purposes. The most common type of such systems is currently the so-called compression refrigeration machine, in which a refrigerant is pumped in a closed circuit of a compressor. The circuit is divided by the compressor and an expansion element into a region of higher pressure and a region of lower pressure of the refrigerant. In both areas, a heat exchanger is in each case arranged, in which heat is transferred from the refrigerant to the environment, or heat from the environment to the refrigerant.
Die derzeit gebräuchlichsten Kältemittel sind Pentan, Ammoniak, R 134a und R 22. Aktuell ist auch die Verwendung von CO2 als Kältemittel (R 744) in der Erprobung.Currently the most commonly used refrigerants are pentane, ammonia, R 134a and R 22. Currently, the use of CO 2 as refrigerant (R 744) is also being tested.
Für einen zuverlässigen Betrieb eines Kompressionskältemittelkreislaufes über einen längeren Zeitraum hinweg ist es auch erforderlich, das umlaufende Kältemittel von Verunreinigungen zu reinigen. Übliche Verunreinigungen sind dabei mechanische Verunreinigungen, wie beispielsweise Metallspäne, die teilweise von der Fertigung der Anlage bzw. der AnIa- genkomponenten stammen, teilweise aber auch im Betrieb durch mechanisch bewegte Teile (z.B. durch den Kompressor) entstehen. Derartige Partikel müssen ausgefiltert werden, da sie ansonsten den Kreislauf verstopfen könnten, oder zu einem erhöhten Verschleiß der Komponenten führen könnten. In diesem Zusammenhang ist insbesondere das Expansionsorgan beziehungsweise der Kompressor zu nennen. Zum Abscheiden derartiger mechanischer Verunreinigungen werden Filter in den Kältemit- telkreislauf eingebaut.For a reliable operation of a compression refrigerant circuit over a long period of time, it is also necessary to clean the circulating refrigerant from impurities. Typical impurities are mechanical impurities, such as metal shavings, which partly originate from the production of the plant or the ancillary components, but partly also during operation by mechanically moving parts (eg by the compressor). Such particles must be filtered out, otherwise they will cycle could clog or lead to increased wear of the components. In this context, in particular the expansion element or the compressor should be mentioned. To separate such mechanical impurities, filters are installed in the refrigerant circuit.
Eine weitere Verunreinigung des Kältemittels entsteht durch die Lösung von Stoffen, die in den Kältemittelkreislauf hinein diffundieren. Da übliche Kältemittel stark hygroskopisch sind, erweist sich in diesem Zusammen- hang vor allen Dingen Wasser als problematisch. Das im Kältemittel gelöste Wasser kann die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Anlage vermindern und darüber hinaus zu innerer Korrosion führen. Um dies zu vermeiden, werden daher Trockenmittel im Kreislauf vorgesehen, welche das im Kältemittel gelöste Wasser absorbieren. Als Trockenmittel werden üblicherweise Zeolithe und Silikate verwendet.Further contamination of the refrigerant results from the solution of substances that diffuse into the refrigerant circuit. Since conventional refrigerants are highly hygroscopic, water proves to be problematic in this context. The dissolved water in the refrigerant can reduce the efficiency and efficiency of the system and also lead to internal corrosion. To avoid this, drying agents are therefore provided in the circuit, which absorb the water dissolved in the refrigerant. As a desiccant usually zeolites and silicates are used.
Um eine ausreichende Wirkung des Filters sowie des Trockenmittels zu gewährleisten, werden Filter und Trockenmittel normalerweise in den Kältemittelkreislauf eingeschleift, so dass diese seriell, nacheinander vom Kältemittel durchströmt werden. Dabei wird die Filteranordnung in Strömungsrichtung des umlaufenden Kältemittels gesehen vor dem Trockenmittel angeordnet, damit das Trockenmittel nicht durch mechanische Verunreinigungen verstopft wird.In order to ensure a sufficient effect of the filter and the desiccant, filters and desiccants are usually looped into the refrigerant circuit, so that they are flowed through in series, one after the other from the refrigerant. In this case, the filter arrangement is arranged in the flow direction of the circulating refrigerant arranged in front of the desiccant, so that the desiccant is not clogged by mechanical impurities.
Zwischenzeitlich hat sich aus Platzgründen sowie aus Kostengründen eine kombinierte Trockner-Filter-Einheit durchgesetzt, die als Einheit in den Kältemittelkreislauf eingeschleift wird. Dabei sind in der Einheit der Filter sowie das Trockenmittel in einem gemeinsamen Gehäuse integriert, wobei auch hier das Kältemittel den Filter sowie das Trockenmittel seriell durch- strömt. Eine derartige Trockner-Filter-Anordnung ist beispielsweise in US 6,106,596 beschrieben. Die dort gezeigte Anordnung weist ein zusätzliches Volumen auf, so dass die Trockner-Sammler-Einheit zusätzlich als Kältemittelakkumulator dient. Die dort beschriebene Einheit weist ein Ge- 5 häuse auf, in das eine Trockner-Filter-Patrone eingeschoben wird. Bei dem Gehäuse ist vorgesehen, dass der Eingangs- sowie der Ausgangs- anschluss für das Kältemittel auf der gleichen Seite des Gehäuses vorgesehen ist. Um dies zu ermöglichen, strömt das zugeführte Kältemittel durch ein Rohr in einen unteren Bereich des Behälters, wo das Kältemittel0 umgelenkt wird und seine Strömungsrichtung ändert. Das Einströmrohr verläuft durch eine mittige Öffnung der kreisförmig ausgebildeten Trockner-Filter-Patrone. Nach dem Umlenken strömt das Kältemittel zunächst durch einen Filter und anschließend durch ein granuliertes Trockenmittel, die beide in einer Kapselanordnung angeordnet sind, hindurch. An-5 schließend ist ein weiterer Hohlraum vorgesehen, der als Akkumulator dient. Das Kältemittel durchströmt dabei seriell zuerst den Filterbereich und anschließend den Trocknerbereich der Filter-Trockner-Patrone.In the meantime, a combined dryer-filter unit has prevailed for reasons of space and cost reasons, which is looped as a unit in the refrigerant circuit. In this case, the filter and the desiccant are integrated in a common housing in the unit, whereby the refrigerant flows through the filter as well as the desiccant serially. Such a dryer-filter arrangement is described for example in US 6,106,596. The arrangement shown there has an additional volume, so that the dryer-collector unit additionally serves as a refrigerant accumulator. The unit described there has a housing into which a dryer-filter cartridge is inserted. The housing is designed so that the inlet and the outlet connection for the refrigerant are provided on the same side of the housing. To make this possible, the supplied refrigerant flows through a pipe in a lower portion of the container, where the refrigerant 0 is deflected and changes its flow direction. The inflow pipe passes through a central opening of the circular filter dryer cartridge. After being deflected, the refrigerant first flows through a filter and then through a granulated desiccant, both of which are arranged in a capsule arrangement. An-5 closing another cavity is provided, which serves as an accumulator. The refrigerant flows through the filter area serially first and then through the dryer area of the filter-dryer-cartridge.
In US 5,440,898 ist eine weitere Trockner-Filter-Einheit beschrieben. Das o Trockenmittel ist dabei als zylindrischer Körper in dem ebenfalls zylindrischen Gehäuse aufgenommen. In der Mitte des zylindrischen Trockenmittelkörpers ist eine mittig angeordnete durchgehende zentrale Ausnehmung vorgesehen, so dass der Trockenmittelkörper schlussendlich hohl- zylindrisch mit größerer Wandstärke ausgebildet ist. Auf der zuströmseiti- 5 gen Seite der Trockner-Filter-Einheit ist auf der Stirnseite des Trockenmittelkörpers eine Filteranordnung festgelegt. Gehäuse, Filteranordnung und Trockenmittelkörper sind dabei jeweils fluiddicht zueinander ausgeführt, so dass das Kältemittel zwangsweise durch den Filter hindurch treten muss, um in die zentrale Öffnung des Trockenmittelhohlzylinders zu gelangen. o Weiterhin befindet sich an der abströmseitigen Seite der Trockner-Filter-In US 5,440,898 another dryer-filter unit is described. The o desiccant is received as a cylindrical body in the likewise cylindrical housing. In the middle of the cylindrical desiccant body, a centrally arranged through central recess is provided, so that the desiccant body is finally formed hollow cylindrical with greater wall thickness. On the inflow side of the dryer-filter unit, a filter arrangement is defined on the front side of the desiccant body. Housing, filter assembly and desiccant body are each made fluid-tight to each other, so that the refrigerant must forcibly pass through the filter in order to get into the central opening of the desiccant hollow cylinder. o Furthermore, on the downstream side, the dryer-filter
Einheit ein Verschlusselement, welches die zentrale Durchgangsöffnung des Trockenmittelkörpers ebenfalls fluiddicht verschließt. Durch diese Ausbildung der Trockner-Filter-Einheit durchläuft das Trockenmittel seriell zunächst den Filter und anschließend das Trockenmittel, bevor das Kältemittel die Trockner-Filter-Einheit wieder verlässt.Unit a closure element which also closes the central passage opening of the desiccant body fluid-tight. Through this Forming the dryer-filter unit passes through the desiccant serially first the filter and then the desiccant before the refrigerant leaves the dryer-filter unit again.
Ein großes Problem bei derartigen Trockner-Filter-Einheiten ist es, eine gute Filter- und Trockenwirkung, einen geringen Druckabfall des umlaufenden Kältemittels beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs, geringe Kosten und eine möglichst kleine Bauform der Trockner-Filter-Einheit miteinander zu kombinieren.A major problem with such dryer-filter units is to combine a good filtering and drying effect, a low pressure drop of the circulating refrigerant during operation of the refrigerant circuit, low cost and the smallest possible design of the dryer-filter unit.
Wählt man beispielsweise eine kleine Bauform der Anordnung, so ist die Fläche, durch die das Kältemittel durch die Trockner-Einheit hindurch treten kann, entsprechend klein, so dass sich ein hoher Strömungswiderstand ergibt. Dies führt beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs zu einem hohen Druckabfall des Kältemittels im Bereich der Trockner-Filter-Einheit. Versucht man umgekehrt den Druckabfall zu minimieren, so ist die Durchtrittsfläche für das Kältemittel durch die Trockner-Einheit hindurch entsprechend groß zu wählen. Dies führt zu einer entsprechend großen Bauausführung der Trockner-Filter-Einheit und zu dementsprechend hohen Kos- ten.For example, if one chooses a small design of the arrangement, then the area through which the refrigerant can pass through the dryer unit, correspondingly small, so that there is a high flow resistance. This results in the operation of the refrigerant circuit to a high pressure drop of the refrigerant in the dryer-filter unit. If, on the other hand, one attempts to minimize the pressure drop, the passage area for the refrigerant through the dryer unit must be selected to be correspondingly large. This leads to a correspondingly large construction of the dryer-filter unit and at correspondingly high costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Trockner- Filter-Anordnung vorzuschlagen.The invention has for its object to propose an improved dryer-filter arrangement.
Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen verbesserten Kältemittelkreislauf vorzuschlagen.Furthermore, the object of the invention is to propose an improved refrigerant circuit.
Es wird vorgeschlagen, bei einer Trockner-Filter-Anordnung für Kältemittelkreisläufe, die wenigstens eine Trocknereinrichtung und wenigstens ei- ne Filtereinrichtung aufweist, wenigstens einen durch die Filtereinrichtung hindurch verlaufenden Kurzfluidpfad vorzusehen, der einen Eingangsan- schluss und einen Ausgangsanschluss der Trockner-Filter-Anordnung un- ter Umgehung der Trocknereinrichtung verbindet. Mit anderen Worten werden somit Filtereinrichtung und Trocknereinrichtung zumindest zum Teil parallel durchströmt. Ein Teil des Kältemittels fließt also durch die Filtereinrichtung hindurch, ohne zwangsläufig durch die Trocknereinrichtung 5 hindurch strömen zu müssen. Umgedreht ist es auch möglich, dass ein Teil des Kältemittels lediglich die Trocknereinrichtung durchströmt, ohne die Filtereinrichtung zu durchströmen. Möglich ist es jedoch ebenso, dass ein (weiterer) Teil des Kältemittels sowohl durch die Filtereinrichtung, als auch durch die Trocknereinrichtung strömt. In diesem Zusammenhang ist0 darauf hinzuweisen, dass übliche Trocknereinrichtungen auch eine gewisse Filterwirkung haben. Auch ist es möglich, dass im Zusammenhang mit der Trocknereinrichtung eine zusätzlich zur "normalen" Filtereinrichtung vorgesehene Zusatz-Filteranordnung vorgesehen wird. Dabei kann die zusätzlich vorgesehene Zusatz-Filteranordnung beziehungsweise die5 Trocknereinrichtung eine von der "normalen" Filtereinrichtung abweichende Filtergüte aufweisen.It is proposed, in a dryer-filter arrangement for refrigerant circuits, which has at least one dryer device and at least one filter device, to provide at least one short-fluid path passing through the filter device, which has an inlet connection and an outlet connection of the dryer-filter arrangement U.N- The bypass bypasses the dryer device connects. In other words, filter device and dryer device are thus at least partially flowed through in parallel. A part of the refrigerant thus flows through the filter device, without necessarily having to flow through the dryer 5 through. Inverted, it is also possible that a portion of the refrigerant flows through only the dryer device without flowing through the filter device. However, it is also possible for a (further) part of the refrigerant to flow both through the filter device and through the dryer device. In this connection, it should be pointed out that conventional drying devices also have a certain filtering effect. It is also possible that an additional filter arrangement provided in addition to the "normal" filter device is provided in connection with the dryer device. In this case, the additionally provided additional filter arrangement or die5 drying device may have a different from the "normal" filter device filter quality.
Die vorgeschlagene Ausbildung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Trockenwirkung der Trocknereinrichtung in der Regel nicht, o oder nur in einem geringen Maße davon abhängt, ob die Trocknereinrichtung vom gesamten Kältemittel durchströmt wird, ob nur Teile des Kältemittels durch die Trocknereinrichtung hindurchströmen, oder ob das Kältemittel lediglich an einer Oberfläche der Trocknereinrichtung vorbei strömt. Es hat sich herausgestellt, dass bei einem typischen Kältemittel-5 kreislauf die Zeitkonstante des Absorptionsprozesses in der Größenordnung von Tagen liegt, auch wenn die Trocknereinrichtung vom gesamten Kältemittelstrom durchströmt wird. Bei derartigen Zeitkonstanten vergrößert die vorgeschlagene Anordnung die Zeitkonstante für den Absorp- tionsprozess nur in geringem Maße. Um eine möglichst geringe Verminde- o rung der Trockenwirkung zu haben, ist es dabei natürlich sinnvoll, einen je nach Anwendungsfall geeignet großen Anteil des Kältemittels durch die Trocknereinrichtung hindurchströmen zu lassen, beziehungsweise die Oberfläche der Trocknerein richtung, an der das Kältemittel vorbeiströmt, entsprechend groß zu wählen.The proposed training is based on the surprising finding that the drying effect of the dryer device usually not, o or only slightly depends on whether the dryer device is flowed through by the entire refrigerant, whether only parts of the refrigerant flow through the dryer device, or whether the refrigerant flows only past a surface of the dryer device. It has been found that in a typical refrigerant cycle, the time constant of the absorption process is of the order of days, even if the dryer device is flowed through by the entire refrigerant flow. With such time constants, the proposed arrangement increases the time constant for the absorption process only to a small extent. In order to minimize the drying effect, it makes sense, of course, to allow a proportion of the refrigerant, which is suitably large depending on the application, to flow through the dryer device, or the Surface of the Trocknerein direction, where the refrigerant flows past, to choose correspondingly large.
Andererseits kann durch die vorgeschlagene Trocker-Filter-Anordnung der 5 Strömungswiderstand, dem das hindurchströmende Kältemittel ausgesetzt ist, gegebenenfalls deutlich verringert werden. Dies hat wiederum zur Folge, dass der Druckabfall im Verhältnis zu bekannten Trockner-Filter- Anordnungen deutlich reduziert werden kann. Dies ist möglich, obwohl die Trockner-Filter-Anordnung nicht, oder nur in eingeschränktem Maße, ver- l o größert werden muss.On the other hand, can be significantly reduced by the proposed dryer-filter arrangement of the flow resistance to which the refrigerant flowing therethrough, if necessary. This in turn means that the pressure drop in relation to known dryer-filter arrangements can be significantly reduced. This is possible, although the dryer-filter arrangement does not have to be enlarged, or only to a limited extent, for longer.
Dabei ist es durchaus denkbar, dass Trocknereinrichtung und Filtereinrichtung der Trockner-Filter-Anordnung zumindest zum Teil in unterschiedlichen Gehäusen ausgebildet sind, wenn es beispielsweise aus Bauraum- 15 gründen erforderlich sein sollte.It is quite conceivable that the dryer device and filter device of the dryer-filter arrangement are formed at least partially in different housings, if it should be necessary, for example, for space reasons.
Vorzuziehen ist es jedoch, die Trocknereinrichtung und die Filtereinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse aufzunehmen. In diesem Fall kann eine besonders kompakte Bauanordnung erzielt werden. Auch können 20 weniger Verbindungsstellen mit Rohrleitungskomponenten beziehungsweise anderen Komponenten des Kältemittelkreislaufs erforderlich sein, was die Montagekosten verringern kann und die Dichtigkeit der Gesamtanordnung erhöhen kann. Auch kann ein Tausch der Trockner-Filter- Anordnung vereinfacht werden. 5However, it is preferable to accommodate the dryer device and the filter device in a common housing. In this case, a particularly compact construction arrangement can be achieved. Also, 20 fewer joints may be required with piping components or other components of the refrigerant cycle, which may reduce assembly costs and increase the tightness of the overall assembly. Also, an exchange of the dryer-filter arrangement can be simplified. 5
Von Vorteil ist es, wenn der Kurzfluidpfad benachbart zu wenigstens einer Oberfläche der Trocknereinrichtung verläuft. In diesem Fall kann auch der Anteil des Kältemittels, der lediglich durch die Filtereinrichtung hindurch tritt, eine gewisse Trocknung erfahren. Der Effekt kann gesteigert werden, o wenn die Oberfläche der Trocknereinrichtung, an der das Kältemittel vorbeiströmt und/oder die Verweildauer des Kältemittels im Bereich dieser Oberfläche im Verhältnis zum an dieser Oberfläche vorbei geführten FIu- idstrom relativ groß gewählt wird.It is advantageous if the short fluid path extends adjacent to at least one surface of the drying device. In this case, the proportion of the refrigerant that passes only through the filter device can also experience some drying. The effect can be increased if the surface of the drying device, past which the refrigerant flows, and / or the residence time of the refrigerant in the region of this Surface is relatively large in relation to the guided past this surface FIu- idstrom.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Trocknereinrichtung zylindrisch aus- gebildet ist. Da die derzeit verwendeten Trocknereinrichtungen typischerweise zylindrisch geformt sind, kann dadurch eine Drop in-Lösung realisiert werden. Darüber hinaus kann sich eine besonders kompakte Bauform ergeben und gegebenenfalls können sich Vorteile bei der Herstellung und beim Betrieb der Trocknereinrichtung ergeben.Furthermore, it is advantageous if the drying device is cylindrical. Since the currently used dryer devices are typically cylindrically shaped, a drop in solution can be realized thereby. In addition, a particularly compact design may result and, where appropriate, there may be advantages in the manufacture and operation of the dryer device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Trocknereinrichtung eine durchgehende, zentrale Ausnehmung aufweist. Das Kältemittel kann dann die Trocknereinrichtung von innen nach außen (oder umgekehrt) durchströmen, so dass bei relativ einfachem Aufbau eine große Oberfläche zur Ver- fügung gestellt werden kann, mit der das Kältemittel in Kontakt treten kann, beziehungsweise durch die das Kältemittel in die Trocknereinrichtung eintreten kann. Der resultierende Druckabfall des durch die Trockner- Filter-Anordnung strömenden Kältemittels kann so nochmals reduziert werden.It is particularly advantageous if the drying device has a continuous, central recess. The refrigerant can then flow through the dryer device from the inside to the outside (or vice versa), so that with a relatively simple structure, a large surface area can be provided with which the refrigerant can come into contact, or through which the refrigerant into the dryer device can occur. The resulting pressure drop of the flowing through the dryer-filter assembly refrigerant can be reduced again.
In diesem Zusammenhang kann es sich als sinnvoll erweisen, wenn sich der Querschnitt der zentralen Ausnehmung verjüngt, insbesondere wenn es sich konisch verjüngt. Unter einer Verjüngung ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein monoton beziehungsweise ein streng monoton abnehmender Querschnitt zu verstehen. Die Änderung kann dabei stetig oder aber auch sprunghaft erfolgen. Beispielsweise kann eine Art trichterförmige zentrale Ausnehmung in der Trocknereinrichtung vorgesehen werden. Durch die Verjüngung der zentralen Ausnehmung kann den durch die Filtereinrichtung hindurch tretenden Teilen des Kältemittelstroms Rechnung getragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die sich verjüngende Ausnehmung auch dazu führen, dass sich die Geschwindigkeit des in der zentralen Ausnehmung strömenden Kältemittels in Richtung der Verjüngung hin vergrößert. Durch die größere Geschwindigkeit kann, beispielsweise in dem Fall, in dem am Ende der zentralen Ausnehmung eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, bewirkt werden, dass die Filtereinrichtung durch den einfallenden Fluidjet von Verschmutzungen gereinigt wird. 5 Durch die höhere Geschwindigkeit kann gegebenenfalls auch der Durchgang des Kältemittels durch die Filtereinrichtung hindurch verbessert werden. Möglich ist es auch, das sich die zentrale Ausnehmung nur in einem Teilbereich verjüngt. 0 Wenn die Trocknereinrichtung ein eigenstabiles Trocknermaterial aufweist, kann ein besonders einfacher Aufbau der Filtereinrichtung, und damit der gesamten Trockner-Filter-Anordnung gefördert werden. In diesem Fall kann beispielsweise auf eine stützende und/oder das Trockenmaterial einhüllende Struktur verzichtet werden, wie sie beispielsweise bei einem5 granulatartigen Trocknermaterial erforderlich wäre. Selbstverständlich ist es dennoch denkbar, zumindest Teile der Trocknereinrichtung aus einem granulatartigen Trocknermaterial zu fertigen.In this context, it may prove useful if the cross section of the central recess tapers, in particular if it tapers conically. A rejuvenation in this context is to be understood in particular a monotone or a strictly monotonically decreasing cross section. The change can be continuous or jump. For example, a kind of funnel-shaped central recess can be provided in the dryer device. Due to the taper of the central recess, the parts of the refrigerant flow passing through the filter device can be taken into account. Alternatively or additionally, the tapered recess can also lead to the fact that the speed of the refrigerant flowing in the central recess in the direction of Rejuvenation increased. Due to the greater speed, for example in the case in which a filter device is provided at the end of the central recess, it can be effected that the filter device is cleaned of contamination by the incident fluid jet. 5 Due to the higher speed, if necessary, the passage of the refrigerant through the filter device can also be improved. It is also possible that the central recess tapers only in a partial area. 0 If the dryer has an inherently stable dryer material, a particularly simple construction of the filter device, and thus the entire dryer-filter assembly can be promoted. In this case, for example, it is possible to dispense with a supporting and / or dry material-enveloping structure, as would be required, for example, in the case of a granular dryer material. Of course, it is still conceivable to manufacture at least parts of the drying device from a granular dryer material.
Ein besonders günstiger Aufbau ergibt sich, wenn die Filtereinrichtung im o Bereich des Ausgangsanschlusses angeordnet ist und insbesondere dieA particularly favorable construction results if the filter device is arranged in the region of the outlet connection and in particular the
Trocknereinrichtung kontaktiert. Mit einem derartigen Aufbau kann eine besonders kompakte Trockner-Filter-Anordnung realisiert werden. Darüber hinaus kann der durch die Filtereinrichtung hervorgerufene Druckabfall genutzt werden, um zwischen Eingangsfläche und Ausgangsfläche einer5 Trocknereinrichtung eine Druckdifferenz auszubilden, so dass ein Teil des durch die Trockner-Filter-Anordnung hindurch strömenden Kältemittels durch die Trocknereinrichtung hindurch strömt.Dryer device contacted. With such a structure, a particularly compact dryer-filter arrangement can be realized. In addition, the pressure drop caused by the filter means may be utilized to form a pressure differential between the input surface and the output surface of a dryer so that a portion of the refrigerant flowing through the dryer-filter assembly passes through the dryer.
Eine weitere günstige Weiterbildung ergibt sich, wenn die Filtereinrichtung o als elastische Membrane ausgebildet ist und insbesondere aus Polyester gefertigt ist. Bei einer Ausbildung als elastische Membrane kann sich die Filtereinrichtung im Betrieb aufgrund der an ihr entstehenden Druckdiffe- renz verformen. Durch die Verformung kann sich die Porengröße des Filters geringfügig vergrößern, so dass bei einem höheren Kältemitteldurchsatz die Porengröße der Filtereinrichtung vergrößern kann, so dass die an der Filtereinrichtung auftretende Druckdifferenz nicht übermäßig ansteigen muss.Another favorable development results when the filter device o is formed as an elastic membrane and is made in particular of polyester. In an embodiment as an elastic membrane, the filter device may be in operation due to the pressure difference at its deformation. As a result of the deformation, the pore size of the filter can increase slightly so that the pore size of the filter device can increase with a higher refrigerant throughput, so that the pressure difference occurring at the filter device does not have to rise excessively.
Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse der Filtereinrichtung benachbart zur Filtereinrichtung abströmseitig einen Hohlraum aufweist. Auf diese Weise kann das aus der Filtereinrichtung austretende Fluid, gegebenenfalls auch der durch die Trocknereinrichtung hindurch getretene Kältemittelanteil gesammelt und/oder beruhigt werden, und anschließend dem Ausgang der Trockner-Filter-Anordnung zugeleitet werden. Insbesondere im Falle einer elastischen Filtermembran kann durch die vorgeschlagene Ausführung auch ein entsprechend dimensionierter Raum zur Verfügung gestellt wer- den, in den sich die Filtermembran hinein bewegen kann. Bei entsprechend groß dimensioniertem Hohlraum ist auch eine Akkumulatorfunktion möglich.It is advantageous if the housing of the filter device has a cavity downstream of the filter device on the outflow side. In this way, the fluid emerging from the filter device, if appropriate also the refrigerant component that has passed through the dryer device, can be collected and / or calmed, and subsequently fed to the outlet of the dryer-filter arrangement. In particular, in the case of an elastic filter membrane, the proposed embodiment also makes available a suitably dimensioned space into which the filter membrane can move. With a correspondingly large-dimensioned cavity, an accumulator function is also possible.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich, wenn Größe, Befes- tigung und Elastizität der Filtereinrichtung derart gewählt sind, dass sich bei einem Durchströmen der Filtereinrichtung mit Kältemittel die Filtereinrichtung derart elastisch verformt, dass sich zwischen der Filtereinrichtung und einer dazu benachbarten Abstützfläche mindestens eine Kavität ausbildet. So kann die Anordnung so gestaltet sein, dass beim Durchströmen der Trockner-Filter-Anordnung eine Kältemittelströmung erzeugt wird, bei der ein Teil des Kältemittels in die Kavität, also in einem Hohlraum, einströmt. Die vom Kältemittel mitgerissenen Schmutzpartikel werden somit in die entstandene Kavität gedrängt. Die Kavität kann so als Aufnahmeraum für durch die Filtereinrichtung abgeschiedene Schmutzpartikel wir- ken. Wenn sich nach einem Ausschalten der Anlage die Filteranordnung elastisch zurück verformt, können die in den Kavitäten angesammelten Schmutzpartikel gehalten werden. Der freiliegende Bereich der Filterein- richtung kann somit frei von Schmutzpartikeln gehalten werden, so dass ein besonders geringer Druckabfall der Trockner-Filter-Anordnung gefördert werden kann.A particularly advantageous further development results if the size, fastening and elasticity of the filter device are selected such that the filter device elastically deforms when flowing through the filter device with refrigerant such that at least one cavity is formed between the filter device and a supporting surface adjacent thereto , Thus, the arrangement may be designed so that when flowing through the dryer-filter arrangement, a refrigerant flow is generated in which a portion of the refrigerant flows into the cavity, ie in a cavity. The entrained by the refrigerant dirt particles are thus forced into the resulting cavity. The cavity can thus act as a receiving space for dirt particles deposited by the filter device. If, after switching off the system, the filter arrangement elastically deforms back, the dirt particles accumulated in the cavities can be held. The exposed area of the filter unit Direction can thus be kept free of dirt particles, so that a particularly low pressure drop of the dryer-filter assembly can be promoted.
Weiterhin wird ein Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer Trocknereinrichtung, und wenigstens einer Filtereinrichtung für das im Kältemittelkreislauf umlaufende Kältemittel vorgeschlagen, bei dem die Filtereinrichtung und die Trocknereinrichtung zumindest teilweise parallel vom Kältemittel durchströmt werden. Ein derart ausgebildeter Kältemittelkreislauf weist die bereits genannten Vorteile in analoger Form auf.Furthermore, a refrigerant circuit with at least one dryer device, and at least one filter device for the circulating in the refrigerant circuit refrigerant is proposed, in which the filter device and the dryer device are at least partially flowed through in parallel by the refrigerant. Such a trained refrigerant circuit has the advantages already mentioned in analog form.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dem Kältemittelkreislauf eine Trockner-Filter-Anordnung gewählt wird, die wenigstens ein Merkmal gemäß der oben genannten möglichen Bauausführungen aufweist. Auch hier ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile in analoger Form.It is particularly advantageous if in the refrigerant circuit a dryer-filter arrangement is selected which has at least one feature according to the above-mentioned possible construction designs. Again, the advantages already described in analog form.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine Trocker-Filter-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;1 shows a dryer-filter unit according to a first embodiment of the invention;
Fig. 2 eine Trockner-Filter-Einheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;2 shows a dryer-filter unit according to a second embodiment of the invention;
Fig. 3 den Filterbereich einer Filter-Trockner-Einheit im Betrieb;3 shows the filter area of a filter-dryer unit in operation;
Fig. 4 eine Ströumungssimulation einer Trockner-Filter-4 shows a flow simulation of a dryer-filter
Einheit; Fig. 5 die Geschwindigkeitsverteilung einer Trockner-Filter-Unit; 5 shows the velocity distribution of a dryer-filter
Einheit;Unit;
Fig. 6a, 6b die Wasserabsorptionskapazität und die Wasserab- Sorptionsgeschwindigkeit unterschiedlicher Filter-6a, 6b the water absorption capacity and the water absorption rate of different filter
Trockner-Einheiten;Dryer units;
Fig. 7a, 7b Schematisch dargestellte Kältemittel kreisläufe gemäß einem dritten und einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 7a, 7b schematically illustrated refrigerant circuits according to a third and a fourth embodiment of the invention.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer kombinierten Filter- Trockner-Kapsel, wie sie beispielsweise für den Kältemittelkreislauf von Kraftfahrzeugklimaanlagen beziehungsweise von Haushaltskühl- oder Haushaltsgefriergeräten verwendet werden kann. Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 2 aus zwei, jeweils identischen, becherförmigen Gehäuseteilen 3, 4 ausgebildet. Die beiden Gehäusehälften 3, 4 weisen an ihrem einen Ende jeweils eine Auskragung 5, 6 auf. Die Auskragung 5, 6 ermöglicht eine einfache fluiddichte Verbin- düng mit dem jeweils anderen Gehäuseteil 3, 4.Fig. 1 shows a first embodiment of a combined filter-dryer capsule, as it can be used for example for the refrigerant circuit of motor vehicle air conditioners or household refrigerators or Haushaltsgefriergeräten. In the embodiment shown in Fig. 1, the housing 2 of two, each identical, cup-shaped housing parts 3, 4 is formed. The two housing halves 3, 4 have at their one end in each case a projection 5, 6. The projection 5, 6 enables a simple fluid-tight connection with the respective other housing part 3, 4.
Am jeweils anderen Ende des jeweiligen Gehäuseteils 3, 4, das der Auskragung 5, 6 gegenüber steht, ist ein wannenförmiger Gehäuseboden 7, 8 vorgesehen. Jeweils mittig in den Gehäuseböden 7, 8 ist eine kreis- runde Ausnehmung 15, 16 vorgesehen, in die ein Anschlussrohr 13, 14 eingesetzt und fluiddicht mit dem Gehäuseboden 7, 8 verbunden wird. Zwischen dem Gehäuseboden 7, 8 und dem zylindrisch ausgeformten Wandbereich 11 , 12 des jeweiligen Gehäuseteils 3, 4 ist ein ringförmig umlaufender Steg 9, 10 vorgesehen. Diese Stege 9, 10 dienen als Ab- stützstege für die von der Gehäuse 2 aufgenommene Innenbauteile derAt the other end of the respective housing part 3, 4, which is the projection 5, 6 opposite, a trough-shaped housing bottom 7, 8 is provided. In each case in the middle of the housing bottoms 7, 8, a circular recess 15, 16 is provided, in which a connecting pipe 13, 14 is inserted and fluid-tightly connected to the housing bottom 7, 8. Between the housing bottom 7, 8 and the cylindrical shaped wall portion 11, 12 of the respective housing part 3, 4 an annular circumferential web 9, 10 is provided. These webs 9, 10 serve as support webs for the interior components of the housing 2 received by the housing 2
Filter-Trockner-Kapsel 1. Im Inneren des Gehäuses 2 der Filter-Trockner-Kapsel 1 ist ein Trockenmittel 17 angeordnet. Die Außenkontur des Trockenmittels 17 ist an die Formgebung des Gehäuses 2 angepasst, um einen möglichst großen Teil des Innenvolumens des Gehäuses 2 mit einem Trockenmittel auszufüllen. Das von der Filter-Trockner-Kapsel 1 benötigte Volumen wird so optimal ausgenutzt. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Trockenmittel 17 somit eine zylindrische Außenkontur auf. Weiterhin ist in Fig. 1 ein vorstehender Bereich 18 des Trockenmittels 17 zu erkennen, der ein Stück weit in den wannenförmigen Gehäuseboden 7 des in der Zeichnung linken Gehäuseteils 3 hinein reicht, so dass auch dieser Volumenbereich genutzt wird. In der Mitte des Trockenmittelkörpers 17 ist eine sich konisch verjüngende Ausnehmung 19 vorgesehen. Lediglich in einem Endbereich 20 der Ausnehmung 19, der unmittelbar benachbart zur Filtermembran 21 liegt, bleibt der Querschnitt der Ausnehmung gleich, bzw. vergrößert sich geringfügig. Im vorliegenden Beispiel bildet somit die Ausnehmung 19 und deren Endbereich 20 mit dem entsprechenden Bereich der Filtermembran 21 den Kurzfluidpfad, der den Fluideingang 13 und den Fluidausgang 14 unter Umgehung des Trockenmittels 19 verbindet.Filter Dryer Capsule 1. Inside the housing 2 of the filter-dryer-capsule 1, a desiccant 17 is arranged. The outer contour of the desiccant 17 is adapted to the shape of the housing 2 to fill as large a part of the inner volume of the housing 2 with a desiccant. The volume required by the filter-dryer-capsule 1 is optimally utilized. In the presently illustrated embodiment, the desiccant 17 thus has a cylindrical outer contour. Furthermore, in Fig. 1, a projecting portion 18 of the desiccant 17 can be seen, which extends a little way into the trough-shaped housing bottom 7 of the left housing part 3 in the drawing, so that this volume range is used. In the middle of the desiccant body 17, a conically tapered recess 19 is provided. Only in one end region 20 of the recess 19, which lies directly adjacent to the filter membrane 21, the cross section of the recess remains the same, or increases slightly. In the present example, the recess 19 and its end region 20 with the corresponding region of the filter membrane 21 thus form the short-fluid path which connects the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, bypassing the desiccant 19.
Am einlassseitigen Stirnende 22 (in Fig. 1 links dargestellt) weist derAt the inlet-side front end 22 (shown in Fig. 1 left), the
Trockenmittelkörper 17 zwischen seinem Hauptbereich 26 und seinem vorstehenden Bereich 18 einen Abstützsteg 24 auf. Zwischen Abstützsteg 24 des Trockenmittelkörpers 17 und dem Abstützsteg 9 des in der Zeichnung links dargestellten Gehäuseteils 3 ist eine Wellenfeder 25 vorgese- hen. Diese Wellenfeder 25 drückt den Trockenmittelkörper 17 zur anderen Gehäusehälfte 4 hin, wo das gegenüber liegende, auslassseitige Stirnende 23 des Trockenmittelkörpers 17 gegen den ringförmigen Steg 10 des auslassseitigen Gehäuseteils 4 gedrückt wird. Dadurch ist der Trocken mit- telkörper 17 fest im Gehäuse 2 der Filter-Trockner-Kapsel 1 gelagert. Dar- über hinaus wird durch die über die Wellenfeder 25 bewirkte Verspannung des Trockenmittelkörpers 17 in Verbindung mit der Filtermembran 21 eine fluiddichte Abdichtung zwischen Trockenmittelkörper 17 und Gehäuse 2 am auslassseitigen Stirnende 23 sichergestellt. Die im Betrieb entstehende Kältemitteldruckdifferenz zwischen einströmseitigem Bereich 13 und ausströmseitigen Bereich 14 verstärkt die Dichtwirkung.Desiccant body 17 between its main portion 26 and its projecting portion 18 on a support web 24. Between the support web 24 of the desiccant body 17 and the support web 9 of the housing part 3 shown on the left in the drawing, a wave spring 25 is provided. This wave spring 25 pushes the desiccant body 17 toward the other housing half 4, where the opposite, outlet-side front end 23 of the desiccant body 17 is pressed against the annular web 10 of the outlet-side housing part 4. As a result, the drying agent body 17 is fixedly mounted in the housing 2 of the filter-dryer capsule 1. In addition, due to the tensioning of the desiccant body 17 caused by the wave spring 25 in conjunction with the filter membrane 21, a fluid-tight seal between the desiccant body 17 and the housing 2 at the outlet-side front end 23 ensured. The resulting during operation refrigerant pressure difference between inflow-side region 13 and outflow region 14 enhances the sealing effect.
5 Die Filtermembran 21 ist vorliegend aus einem Polyestermaterial mit dem Handelsnamen Feltmat hergestellt. Sie kann jedoch aus anderen Materialien, wie beispielsweise Fiberglas oder Ähnlichem bestehen. Die Filtermembran 21 ist dabei elastisch, so dass sie sich beim Auftreten einer Druckdifferenz zwischen Fluideingang 13 und Fluidausgang 14 elastisch0 verformt, so wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Druckunterschied zwischen Fluideingang 13 und Fluidausgang 14 ergibt sich zwangsläufig, wenn beim Betrieb des Kältemittelkreises Kältemittel durch die Filter-Trockner-Kapsel 1 strömt. Die Filtermembran 21 umschließt das ausgangsseitige Stirnende 23 sowie einen Teil 27 der Außenseite des Trockenmittelkörpers 17 napf-5 förmig, in diesem Teil 27 der Außenseite des Trockenmittelkörpers 17 sowie im Bereich des Stegs 10 des ausgangsseitigen Gehäuseteils 4 der Filter-Trockner-Kapsel 1 wirkt die Filtermembran 21 als Dichtmittel für das Kältemittel.5 The filter membrane 21 is in this case made of a polyester material with the trade name Feltmat. However, it may be made of other materials such as fiberglass or the like. In this case, the filter membrane 21 is elastic, so that it deforms elastically when a pressure difference occurs between the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, as shown in FIG. 3. The pressure difference between fluid inlet 13 and fluid outlet 14 inevitably results when refrigerant flows through the filter-dryer capsule 1 during operation of the refrigerant circuit. The filter membrane 21 surrounds the output-side front end 23 and a part 27 of the outside of the desiccant body 17 cup-shaped, in this part 27 of the outside of the desiccant body 17 and in the region of the web 10 of the output-side housing part 4 of the filter-drier capsule 1 acts Filter membrane 21 as a sealant for the refrigerant.
o Der Trockenmittelkörper 17 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Aluminiumsilikat gefertigt, das mit Fasern und einem Harz verstärkt ist. Die Komposition ist so gewählt, dass der Trockenmittelkörper 17 selbsttragend ist, d.h. dass dieser keine gesonderte Gehäuse beziehungsweise Abstützmittel benötigt. 5o The desiccant body 17 is made in the present embodiment of an aluminum silicate, which is reinforced with fibers and a resin. The composition is chosen so that the desiccant body 17 is self-supporting, i. that this does not require separate housing or support means. 5
Aufgrund der durchgehenden zentralen Ausnehmung 19 im Trockenmittelkörper 17 weist dieser im Verhältnis zu Trockenmittelkörpern, die in ihrem Inneren keine beziehungsweise eine kleinere Ausnehmung aufweisen, bei gleichen Außenabmessungen ein geringeres Trockenmittelvolumen aus. o Vorzugsweise wird jedoch die Außenabmessung des Trockenmittelkörpers derart vergrößert, dass das resultierende Trockenmittelvolumen des Tro- ckenmittelkörpers 17 dem Trockenmittelvolumen bekannter Filter- Trockner-Einheiten entspricht.Due to the continuous central recess 19 in the desiccant body 17 has this in relation to desiccant bodies, which have no or a smaller recess in their interior, with the same outer dimensions, a smaller desiccant volume. o Preferably, however, the outer dimension of the desiccant body is increased such that the resulting desiccant volume of the desiccant body is increased. Ckenmittelkörpers 17 corresponds to the desiccant volume of known filter dryer units.
Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1 ergibt sich das in Fig. 3 dargestellte Bild. Dabei ist in Fig. 3 aus Anschaulichkeitsgründen lediglich der ausgangsseitige 14 Bereich der Trockner-Filter- Kapsel 1 vergrößert dargestellt. Die Kältemittelströmung ist in Fig. 3 schematisch durch Pfeile dargestellt. Vom Kältemittel werden Schmutzpartikel 28 mitgeführt, die vom Filter 21 aus zu filtern sind. Aufgrund der Durchströmung der Filter-Trockner-Kapsel 1 mit Kältemittel ergibt sich zwischen dem Fluideingang 13 und dem Fluidausgang 14 eine Druckdifferenz, da sowohl der Trockenmittelkörper 17, als auch die Filtermembran 21 dem durchströmenden Kältemittel einen Strömungswiderstand entgegen setzen. Aufgrund dieser Druckdifferenz verformt sich die elastische Filtermembran 21 in ihrer Mitte um typischerweise etwa 1 mm, wodurch sich Kavitäten 29 zwischen der Filtermembran 21 und dem ausgangsseiti- gen Stirnende 23 des Trockenmittelkörpers 17 ergeben. Der Strömungswiderstand der Filtermembran 21 ist üblicherweise deutlich geringer als der Strömungswiderstand des Trockenmittelkörpers 17. Aus diesem Grund fließt deutlich mehr Kältemittel durch die zentrale Ausnehmung 19 des Trockenmittelkörpers 17 und deren Endbereich 20 hindurch, als Kältemittel durch den Trockenmittelkörper 17 hindurch tritt. Dies ist in Fig. 3 durch eine unterschiedliche Anzahl von Pfeilen visualisiert. Darüber hinaus kommt es im Bereich der Übergangskante 30 zwischen dem Endbereich 20 der im Trockenmittelkörper 17 vorgesehenen Ausnehmung 19 und den Kavitäten 29 zu einer Strömungskomponenten in die Kavitäten 29 hinein. Diese Strömungskomponente ist aus Platzgründen nicht in Fig. 3 dargestellt. Die Strömung bewirkt eine Bewegung der Schmutzpartikel 28 in die Kavitäten hinein. Die Kavitäten 29 können so als Schmutzsammelbereich dienen. Wenn sich die Filtermembran 21 bei einem Ausschalten des Kältemittelkreislaufs wieder in ihre Ausgangsposition zurück bewegt, so werden die Schmutzpartikel 28 im Kavitätsbereich 29 zwischen Filtermembran 21 und ausgangsseitigem Stimende 23 des Trockenmittelkörpers 17 eingeklemmt.During operation of the filter-dryer-capsule 1 shown in FIG. 1, the image shown in FIG. 3 results. For reasons of clarity, only the output-side 14 region of the dryer-filter capsule 1 is shown enlarged in FIG. 3. The flow of refrigerant is shown schematically in FIG. 3 by arrows. From the refrigerant dirt particles 28 are carried along, which are to be filtered by the filter 21. Due to the flow through the filter-dryer-capsule 1 with refrigerant results in a pressure difference between the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14, since both the desiccant body 17, and the filter membrane 21 set the flow-through refrigerant flow resistance. Due to this pressure difference, the elastic filter membrane 21 deforms at its center by typically about 1 mm, resulting in cavities 29 between the filter membrane 21 and the output side front end 23 of the desiccant body 17. The flow resistance of the filter membrane 21 is usually significantly lower than the flow resistance of the desiccant body 17. For this reason, significantly more refrigerant flows through the central recess 19 of the desiccant body 17 and the end portion 20 therethrough, as refrigerant passes through the desiccant body 17 therethrough. This is visualized in Fig. 3 by a different number of arrows. Moreover, in the region of the transitional edge 30 between the end region 20 of the recess 19 provided in the desiccant body 17 and the cavities 29, a flow component is introduced into the cavities 29. This flow component is not shown in Fig. 3 for reasons of space. The flow causes the dirt particles 28 to move into the cavities. The cavities 29 can thus serve as a dirt collecting area. When the filter membrane 21 moves back to its starting position when the refrigerant circuit is switched off, the dirt particles 28 in the cavity region 29 become between the filter membrane 21 and the output-side Stimende 23 of desiccant body 17 is clamped.
Da bei der in den Figuren 1 und 3 dargestellten Trockner-Filter-Kapsel 1 ein Teil des Kältemittels durch den Filter 21 hindurch strömt, ohne durch den Trockenmittelkörper 17 hindurch strömen zu müssen, ergibt sich für die gesamte Trockner-Filter-Kapsel 1 ein deutlich geringerer Strömungswiderstand für das Kältemittel. Aufgrund der Bauausführung mit der elastischen Filtermembran 21 , bei der sich die Filtermembran 21 im Betrieb des Kältemittelkreislaufs vom ausgangsseitigen Stirnende 23 des Trockenmittelkörpers 17 abhebt, steht im Wesentlichen der gesamte Querschnitt des Gehäuses 2 als Filterquerschnitt zur Verfügung, was den Strömungswiderstand der Filter-Trockner-Kapsel 1 im Betrieb nochmals verringert.Since, in the case of the dryer-filter capsule 1 shown in FIGS. 1 and 3, part of the refrigerant flows through the filter 21 without having to flow through the desiccant body 17, the result for the entire dryer-filter capsule 1 is clear lower flow resistance for the refrigerant. Due to the construction with the elastic filter membrane 21, in which the filter membrane 21 lifts during operation of the refrigerant circuit from the output side end face 23 of the desiccant body 17, substantially the entire cross section of the housing 2 is available as a filter cross-section, which the flow resistance of the filter-dryer Capsule 1 reduced again during operation.
Das durch die zentrale Ausnehmung 19 des Trockenmittelkörpers 17 hindurch strömende Kältemittel strömt dennoch an der Oberfläche 46 der Ausnehmung 19 vorbei und erfährt somit eine gewisse Trocknung.The refrigerant flowing through the central recess 19 of the desiccant body 17 nevertheless flows past the surface 46 of the recess 19 and thus experiences a certain degree of drying.
Die in Fig. 3 nur schematisch dargestellten Strömungsverhältnisse beim Betrieb der Filter-Trockner-Kapsel 1 aus Fig. 1 sind in den Figuren 4 und 5 nochmals in quantitativer Darstellung gezeigt. Dabei ist Fig. 4 die Darstellung einer numerischen Strömungssimulation, während Fig. 5 die Geschwindigkeitsverteilung des durch die Filter-Trockner-Kapsel 1 strömenden Kältemittels zeigt.The flow conditions shown only schematically in FIG. 3 during operation of the filter-dryer-capsule 1 from FIG. 1 are again shown in a quantitative representation in FIGS. 4 and 5. 4 shows the representation of a numerical flow simulation, while FIG. 5 shows the velocity distribution of the refrigerant flowing through the filter-dryer capsule 1.
Obwohl bei der in Fig. 1 oder Fig. 3 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1 ein großer Anteil des Kältemittels nicht durch den Trockenmittelkörper 17 hindurch tritt, ist die Trockenleistung der Filter-Trockner-Kapsel 1 überraschenderweise annähernd so gut, wie dies bei Filter-Trockner-Einheiten gemäß dem Stand der Technik der Fall ist. Dies lässt sich den Fig. 6a und 6b gut entnehmen. Typ A bezeichnet dabei eine bekannte Filter-Trockner- Kapsel, wohingegen Typ B einer Filter-Trockner-Kapsel 1 , wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, entspricht. Um einen Vergleich der Daten zu ermöglichen, ist die Masse an Trockenmittel für beide Typen gleich gewählt.Although in the filter-dryer-capsule 1 shown in Fig. 1 or Fig. 3, a large portion of the refrigerant does not pass through the desiccant body 17, the drying performance of the filter-drier capsule 1 is surprisingly almost as good as that of the filter Dryer units according to the prior art is the case. This can be clearly seen in FIGS. 6a and 6b. Type A refers to a known filter-dryer capsule, whereas type B of a filter-dryer capsule 1, as shown in Fig. 1 is shown corresponds. To allow a comparison of the data, the mass of desiccant is the same for both types.
In Fig. 6a ist die gesamte Wasserabsorptionskapazität des Trockenmittels (Ordinate) gegenüber der relativen Feuchtigkeit des Kältemittels (Abszisse) in logarithmischen Einheiten aufgetragen. Als Kältemittel wurde vorliegend R 22 verwendet. Wie der Grafik entnommen werden kann, besteht zwischen den beiden Kurven ein bestenfalls marginaler Unterschied.In Fig. 6a, the total water absorption capacity of the desiccant (ordinate) versus the relative humidity of the refrigerant (abscissa) is plotted in logarithmic units. The refrigerant used in the present case was R 22. As the graph shows, there is a marginal difference between the two curves at best.
Auch die Geschwindigkeit, mit der das Wasser absorbiert wird, ist verblüffenderweise beim in Fig. 1 dargestellten Aufbau nur minimal geringer, als dies bei üblichen Filter-Trockner-Kapseln der Fall ist. Dies ist in Fig. 6b dargestellt, wo die Feuchtigkeit des Trockenmittels (Ordinate) gegenüber der Zeit (Abszisse) dargestellt ist.Also, the speed with which the water is absorbed is surprisingly only minimally lower in the construction shown in FIG. 1 than is the case with conventional filter-dryer capsules. This is shown in Fig. 6b where the moisture of the desiccant (ordinate) versus time (abscissa) is shown.
In Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 leicht abgewandelte Filter-Trockner- Kapsel 1' dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau der in Fig. 2 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 11 entspricht jedoch dem Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1. Gleichartige Bauteile werden daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 2 shows a filter-dryer capsule 1 'slightly modified from FIG. 1. However, the basic structure of the filter-dryer-capsule 1 1 shown in Fig. 2 corresponds to the structure of the filter-dryer-capsule 1 shown in Fig. 1. Similar components are therefore provided with the same reference numerals.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1' weist der Trockenmittelkörper 17 eine größere Außendimension auf. Gleichzeitig ist die Größe der sich konisch verjüngenden zentralen Ausnehmung 19 im Inne- ren des Trockenmittelkörpers 17 vergrößert. Die Dimensionierung des Trockenmittelkörpers 17 und der darin vorgesehenen Ausnehmung 19 ist so gewählt, dass sich insgesamt die gleiche Trockenmittelmasse ergibt, wie dies bei dem in Fig. 1 dargestellten Trockenmittelkörpers 17 der Fall ist. Selbstverständlich ist auch die Größe des Gehäuses 2' entsprechend angepasst. Als weiterer Unterschied ist das Gehäuse 2' bei der in Fig. 2 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1' dreiteilig 31 , 32, 33 ausgeführt. Das Gehäuse 2' besteht aus einem eingangsseitigen, ersten Gehäuseteil 31 , einem aus- gangsseitigen, zweiten Gehäuseteil 33 und einem dazwischen angeordne- ten zylindrischen Gehäusemantel 32. Das erste Gehäuseteil 31 und der Gehäusemantel 32 kontaktieren einander in einem Überlappungsbereich 34 und sind beispielsweise durch Löten miteinander verbunden. Entsprechendes gilt für den Überlappungsbereich 35 zwischen zweitem Gehäuseteil 33 und zylindrischem Gehäusemantel 32.In the filter-dryer-capsule 1 'shown in Fig. 2, the desiccant body 17 has a larger outer dimension. At the same time, the size of the conically tapered central recess 19 in the interior of the desiccant body 17 is increased. The dimensioning of the desiccant body 17 and the recess 19 provided therein is selected such that the total desiccant composition is the same, as is the case with the desiccant body 17 shown in FIG. Of course, the size of the housing 2 'is adjusted accordingly. As a further difference, the housing 2 'in the filter-dryer-capsule 1' shown in Fig. 2, three parts 31, 32, 33 executed. The housing 2 'consists of an input-side, first housing part 31, an output side, second housing part 33 and a cylindrical housing shell 32 arranged therebetween. The first housing part 31 and the housing jacket 32 contact one another in an overlapping area 34 and are for example soldered connected with each other. The same applies to the overlap region 35 between the second housing part 33 and the cylindrical housing jacket 32.
Auch beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Filter- Trockner-Kapsel 1 sind das erste Gehäuseteil 31 und das zweite Gehäuseteil 33 jeweils identisch ausgebildet. Die Gehäuseteile 31 , 32 umfassen im Wesentlichen die wannenförmigen Gehäuseböden 7, 8, die die Sam- melräume 15, 16 bilden, sowie die Abstützstege 9, 10, für den Trockenmittelkörper 17. Für die Hauptlänge der Filter-Trockner-Kapsel 1' ist jedoch, abweichend zur in Fig. 1 dargestellten Filter-Trockner-Kapsel 1 - ein gesonderter Gehäusemantel 32 - vorgesehen. Der in Fig. 2 dargestellte Aufbau kann insbesondere bei größeren Filter-Trockner-Kapseln 1' Ferti- gungsvorteile aufweisen. Auch können unterschiedliche Längen der Filter-Also in the embodiment of a filter-dryer-capsule 1 shown in Fig. 2, the first housing part 31 and the second housing part 33 are each formed identically. The housing parts 31, 32 essentially comprise the trough-shaped housing bottoms 7, 8, which form the collection chambers 15, 16, and the support webs 9, 10, for the desiccant body 17. However, for the main length of the filter-dryer capsule 1 ' , deviating from the filter-dryer capsule 1 shown in FIG. 1-a separate housing jacket 32-provided. The construction shown in FIG. 2 can have manufacturing advantages, in particular for larger filter-dryer capsules 1 '. Also, different lengths of the filter
Trockner-Kapsel V leichter realisiert werden, da die beiden äußeren Gehäuseteile 31 , 32 trotz unterschiedlicher Länge der Filter-Trockner-Kapsel 1' in identischer Form verwendet werden können.Dryer capsule V can be realized more easily, since the two outer housing parts 31, 32 despite different length of the filter-dryer-capsule 1 'can be used in identical form.
In Fig. 7a ist ein Kältemittelkreislauf 36 in schematisch vereinfachter Darstellung gezeigt. Der Kältemittelkreislauf 36 weist einen Kompressor 37 auf. Der Kompressor pumpt das im Kältemittelkreislauf 36 befindliche Kältemittel durch die Kältemittelleitungen 38 hindurch. Zu sehen ist ferner ein Kondensator 39 (bei überkritischen Kältemittelkreisläufen dementspre- chend ein Gaskühler), über den das im Kompressor 37 komprimierte Kältemittel Wärme an die Umgebung abgeben kann. Anschließend durchläuft das Kältemittel ein Expansionsorgan 40, wodurch es auf einen niedrigen Druck entspannt wird und dabei abkühlt. Als Expansionsorgan 40 können an sich im Stand der Technik bekannte Expansionsorgane, wie beispielsweise fixed orifice tubes oder Expansionsventile verwendet werden. Anschließend durchströmt das durch die Expansion abgekühlte Kältemittel den Verdampfer 41 , wo das Kältemittel Wärme aus der Umgebung aufnimmt, und dadurch die Umgebung abkühlt. Bevor das Kältemittel erneut in den Kompressor 37 eintritt, durchläuft es eine Trockner-Filter-Kapsel 1 , beispielsweise vom in Fig. 1 dargestellten Typ. Es sind jedoch in diesem Zusammenhang auch andere Bauformen denkbar.In Fig. 7a, a refrigerant circuit 36 is shown in a simplified schematic representation. The refrigerant circuit 36 has a compressor 37. The compressor pumps the refrigerant in the refrigerant circuit 36 through the refrigerant piping 38. Also visible is a condenser 39 (in the case of supercritical refrigerant circuits, accordingly a gas cooler), via which the refrigerant compressed in the compressor 37 can deliver heat to the environment. Subsequently, the refrigerant passes through an expansion element 40, causing it to a low Pressure is relaxed while cooling. As expansion element 40, expansion devices known per se in the prior art, such as, for example, fixed orifice tubes or expansion valves, can be used. Subsequently, the refrigerant cooled by the expansion flows through the evaporator 41 where the refrigerant absorbs heat from the environment, thereby cooling the environment. Before the refrigerant enters the compressor 37 again, it passes through a dryer-filter capsule 1, for example of the type shown in FIG. However, other types are conceivable in this context.
In Fig. 7b ist ein gegenüber Fig. 7a leicht modifizierter Kältemittelkreislauf 36' dargestellt. Gleichartige Bauteile sind erneut durch gleiche Bezugszeichen dargestellt. Auch hier wird Kältemittel von einem Kompressor 37 im Kreis gepumpt. Das Kältemittel durchströmt, nachdem es im Kompressor 37 verdichtet wurde, analog zum in Fig. 7a dargestellten Kältemittelkreislauf 36, einen Kondensator (Gaskühler) 39, ein Expansionsorgan 40 und einen Verdampfer 41. Beim in Fig. 7b dargestellten Kältemittelkreislauf 36' verzweigt jedoch die Kältemittelleitung in zwei parallel zueinander verlaufende Kältemittelzweige 42, 44. Der erste Kältemittelzweig 42 durchströmt eine reine Filterkapsel 43, wohingegen der zweite Kältemittelzweig 44 zu einer reinen Trockenmittelkapsel 45 führt. Auch im in Fig. 7b gezeigten Kältemittelkreislauf 36' ist eine geringfügige Durchströmung der Trockenmittelkapsel 45 mit Kältemittel sichergestellt, da die Filterkapsel 43 zwangsläufig dem durch sie hindurchströmenden Kältemittel einen Strö- mungswiderstand entgegen setzt, somit zwischen Eingang und Ausgang der Filterkapsel 43 eine Druckdifferenz entsteht, die auch zwischen Eingang und Ausgang der Trockenmittelkapsel 45 anliegt. BezuqszeichenlisteFIG. 7b shows a slightly modified refrigerant circuit 36 'compared to FIG. 7a. Similar components are again represented by the same reference numerals. Again, refrigerant is pumped by a compressor 37 in a circle. The refrigerant flows through, after it has been compressed in the compressor 37, analogous to the refrigerant circuit 36 shown in Fig. 7a, a condenser (gas cooler) 39, an expansion element 40 and an evaporator 41. However, in the illustrated in Fig. 7b refrigerant circuit 36 'branches the refrigerant line in two mutually parallel refrigerant branches 42, 44. The first refrigerant branch 42 flows through a pure filter capsule 43, whereas the second refrigerant branch 44 leads to a pure desiccant capsule 45. Even in the refrigerant circuit 36 'shown in FIG. 7b, a slight flow through the desiccant capsule 45 with refrigerant is ensured, since the filter capsule 43 inevitably sets a flow resistance against the refrigerant flowing through it, thus creating a pressure difference between the inlet and outlet of the filter capsule 43, which also rests between the input and output of the desiccant capsule 45. LIST OF REFERENCES
1 , 1' Filter-Trockner-Kapsel1, 1 'filter dryer capsule
2, 2' Gehäuse2, 2 'housing
3, 4 Gehäuseteile3, 4 housing parts
5, 6 Auskragung5, 6 cantilever
7, 8 wannenförmige Gehäuseboden7, 8 trough-shaped housing bottom
9, 10 Steg9, 10 footbridge
11 , 12 zylindrischer Wannenbereich11, 12 cylindrical tub area
13 Fluideingang13 fluid inlet
14 Fluidausgang14 fluid outlet
15, 16 Sammelraum15, 16 plenum
17 Trocken mittel körper17 dry medium body
18 vorstehender Bereich18 projecting area
19 Ausnehmung19 recess
20 Endbereich20 end area
21 Filtermembran21 filter membrane
22, 23 Stirnende22, 23 front end
24 Abstützsteg24 outrigger
25 Wellenfeder25 wave spring
26 Hauptbereich26 main area
27 Außenseitenbereich27 outside area
28 Schmutzpartikel28 dirt particles
29 Kavität29 cavity
30 Kante30 edge
31 erstes Gehäuseteil31 first housing part
32 Gehäusemantel32 housing jacket
33 zweites Gehäuseteil33 second housing part
34, 35 Überlappungsbereich34, 35 Overlap area
36, 36" Kältemittelkreislauf36, 36 "refrigerant circuit
37 Kompressor Kältemittelleitung37 compressor Refrigerant line
Kondensatorcapacitor
Expansionsorganexpansion element
Verdampfer erster KältemittelzweigEvaporator first refrigerant branch
Filterkapsel zweiter KältemittelzweigFilter capsule second refrigerant branch
TrockenmittelkapselDesiccant capsule
Innere Oberfläche von 19 Inner surface of 19

Claims

Patentansprüche claims
1. Trockner-Filter-Anordnung (1 , 1 ') für Kältemittelkreisläufe mit we- nigstens einer Trocknereinrichtung (17) und wenigstes einer Filtereinrichtung (21 ), gekennzeichnet durch wenigstens einen durch die Filtereinrichtung (21 ) hindurch verlaufenden Kurzfluidpfad (19, 20), der einen Eingangsanschluß (13) und einen Ausgangsanschluß (14) der Trockner-Filter-Anordnung (1 , 1') unter Umgehung der Trocknereinrichtung (17) verbindet.1. dryer-filter arrangement (1, 1 ') for refrigerant circuits with at least one dryer device (17) and at least one filter device (21), characterized by at least one short-fluid path (19, 20) passing through the filter device (21) which connects an input terminal (13) and an output terminal (14) of the dryer-filter assembly (1, 1 ') bypassing the dryer means (17).
2. Trockner-Filter-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknereinrichtung (17) und die Filtereinrichtung (21) in einem gemeinsamen Gehäuse (2, 2') aufgenommen sind.2. dryer-filter arrangement according to claim 1, characterized in that the drying means (17) and the filter means (21) in a common housing (2, 2 ') are accommodated.
3. Trockner-Filter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzfluidpfad (19, 20) benachbart zu wenigstens einer Oberfläche (46) der Trocknereinrichtung (17) ver- läuft.3. dryer-filter arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the short fluid path (19, 20) adjacent to at least one surface (46) of the drying device (17) runs.
4. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Track- nereinrichtung (17) zylindrisch ausgebildet ist.4. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tracker device (17) is cylindrical.
5. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknereinrichtung (17) eine durchgehende zentrale Ausnehmung (19, 20) aufweist. 5. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drying device (17) has a continuous central recess (19, 20).
6. Trockner-Filter-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der zentralen Ausnehmung (19, 20) verjüngt, insbesondere konisch verjüngt.6. dryer-filter arrangement according to claim 5, characterized in that the cross section of the central recess (19, 20) tapers, in particular conically tapers.
5 7. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknereinrichtung (17) ein eigenstabiles Trocknermaterial aufweist.5 7. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drying device (17) has an inherently stable dryer material.
8. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da-0 durch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (21 ) im Bereich des Ausgangsanschlusses (14) angeordnet ist und insbesondere die Trocknereinrichtung (17) kontaktiert.8. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 7, da-0 characterized in that the filter device (21) in the region of the output terminal (14) is arranged and in particular the drying device (17) contacted.
9. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da-5 durch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung als elastische9. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 8, da-5 characterized in that the filter device as elastic
Membrane (21) ausgebildet ist und insbesondere aus Polyester gefertigt ist.Membrane (21) is formed and in particular made of polyester.
10. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- 0 durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 2') der Filtereinrichtung (21 ) benachbart zur Filtereinrichtung abströmseitig einen Hohlraum (16) aufweist.10. dryer-filter arrangement according to one of claims 1 to 9, 0 characterized in that the housing (2, 2 ') of the filter device (21) adjacent to the filter device downstream has a cavity (16).
11. Trockner-Filter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da-5 durch gekennzeichnet, dass Größe, Befestigung und Elastizität der11. dryer-filter assembly according to one of claims 1 to 10, da-5 characterized in that the size, fastening and elasticity of
Filtereinrichtung (21 ) derart gewählt sind, dass sich bei einem Durchströmen der Filterein richtung (21) mit Kältemittel die Filtereinrichtung derart elastisch verformt, dass sich zwischen der Filtereinrichtung (21) und einer dazu benachbarten Abstützfläche (23) min- o destens eine Kavität (29) ausbildet. Filter device (21) are selected such that when flowing through the Filterein direction (21) with refrigerant, the filter device elastically deformed such that between the filter device (21) and an adjacent thereto support surface (23) min- o at least one cavity ( 29).
12. Kältemittelkreislauf mit wenigstens einer Trocknereinrichtung und wenigstens einer Filtereinrichtung (21) für das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, dass Filtereinrichtung (21) und Trocknereinrichtung (17) zumindest teilweise parallel vom Kältemittel durchströmt werden.12. refrigerant circuit with at least one dryer device and at least one filter device (21) for the refrigerant, characterized in that the filter device (21) and dryer device (17) are at least partially flowed through in parallel by the refrigerant.
13. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch wenigstens ein Merkmal gemäß der Ansprüche 1 bis 11. 13. Refrigerant circuit according to claim 12, characterized by at least one feature according to claims 1 to 11.
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