WO2017152986A1 - Heat exchanger unit and cooling system having a heat exchanger unit - Google Patents

Heat exchanger unit and cooling system having a heat exchanger unit Download PDF

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WO2017152986A1
WO2017152986A1 PCT/EP2016/055205 EP2016055205W WO2017152986A1 WO 2017152986 A1 WO2017152986 A1 WO 2017152986A1 EP 2016055205 W EP2016055205 W EP 2016055205W WO 2017152986 A1 WO2017152986 A1 WO 2017152986A1
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WO
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heat
heat exchanger
exchanger unit
refrigerant
flow path
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/055205
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Vetter
Original Assignee
Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh
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 Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh filed Critical Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger unit for a refrigeration system which leads a refrigerant in a refrigerant circuit, wherein the heat exchanger unit comprises a heat-emitting heat exchanger with a heat-emitting flow path for the refrigerant and a heat-absorbing flow path for a second heat-transport medium and a heat-absorbing heat exchanger with a heat-absorbing flow path for the refrigerant and a heat-emitting Having flow ⁇ path for a first heat exchanger medium.
  • the heat exchanger ⁇ unit is constructed in stacked construction and alternately in a stacking structure layers and cover layers, that the structure layers define a profile of the flow paths for the refrigerant or the heat transfer media transversely to the stacking direction and the cover layers, the flow paths in the stacking direction cover, limit and that in at least one of the structural layers at least one of the flow paths for the refrigerant and in at least one other of the structural layers of at least one of the flow paths for one of the heat transfer media.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that due to the stacked construction, a simple realization of the flow paths combined with an efficient function, in particular an efficient heat transfer, with a compact design and thus low internal volume for the refrigerant is possible.
  • An advantageous solution provides that an intended for the refrigerant internal volume of the heat exchanger unit is less than one thousand cubic centimeters.
  • the internal volume of the heat exchanger unit provided for the refrigerant is less than eight hundred cubic centimeters.
  • a further advantageous solution provides that an intended for the refrigerant internal volume of the heat-emitting heat exchanger of the heat exchanger unit is less than five hundred cubic centimeters.
  • Volume of the heat-emitting heat exchanger is less than four hundred cubic centimeters, more preferably less than three hundred cubic centimeters.
  • the volume of the connection for coming from the refrigerant compressor refrigerant line is used to a leading to the expansion element refrigerant line, wherein the expansion element preferably an external, not in the heat exchanger unit integrated expansion element.
  • the function of the heat-emitting heat exchanger in the heat exchanger unit can be realized in a particularly favorable manner in that the at least one heat-emitting flow path for the refrigerant and the at least one heat-absorbing flow path for the second heat-transport medium overlap each other on opposite sides of at least one of the cover layers and the heat transfer between the flow paths through this cover layer is carried out.
  • the at least one heat-absorbing flow path for the refrigerant and the at least one heat-emitting flow path for the first heat-transport medium overlap each other on opposite sides of at least one of the cover layers and that the heat transfer takes place through this cover layer.
  • this structure layer can be designed specifically for the flow paths for the refrigerant.
  • a further advantageous solution provides that in one of the structural layers an internal heat exchanger is provided. - -
  • Such an internal heat exchanger provides the opportunity to further increase the efficiency of the refrigeration system according to the invention.
  • refrigerant flowing from the heat-emitting flow path and flowing to the expansion element releases heat to the refrigerant coming from the heat-receiving flow path before reaching the expansion element.
  • the refrigerant is additionally cooled before reaching the expansion element, so that thereby the temperature of the refrigerant can be further reduced after expansion and on the other hand, the coming of the heat-receiving flow path refrigerant is heated before compression by the refrigerant compressor to ensure that this no Shares of liquid refrigerant more leads to the compressor.
  • a particularly favorable construction provides that the inner heat exchanger has a first cooling path for the refrigerant coming from the heat-emitting flow path and has a warm-up path for the refrigerant coming from the heat-receiving flow path.
  • a particularly efficient form of construction of the internal heat exchanger provides that in this the first cooling path and the heating path for the refrigerant are separated by an intermediate wall through which the heat ⁇ transfer occurs, wherein the intermediate wall can be designed so that the most favorable Heat transfer between the Abkühlpfad and the
  • the additional cooling path is also arranged in the structural element forming the heat-receiving flow path.
  • the auxiliary cooling path is arranged to extend adjacent to the heat-receiving flow path and thus to be able to release heat to the heat-receiving flow path.
  • a particularly favorable solution provides that the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant are arranged in the same structural layer thermally separated from each other, as much as possible to suppress or avoid heat transfer from the heat-emitting flow path to the heat-receiving flow path.
  • the thermal separation of the heat-emitting flow path from the heat-receiving flow path can be implemented particularly advantageously by separating the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant from one another by means of an internal heat exchanger arranged between them.
  • a particularly favorable solution provides that the heat-emitting flow path for the refrigerant is arranged in a chamber of the structural layer.
  • the chamber is designed such that it encloses a base surface formed by the cover layer adjoining the respective structural layer, which is larger than the sum of all wall surfaces of the chamber formed by the structural layer, thereby causing the chamber to expand over the base surface has respective cover layers which are larger than the wall surfaces formed by the structural layer and thus the most efficient heat transfer through the respective cover layer is carried out.
  • flow guide elements are arranged in the chamber.
  • Such flow guide elements allow to specify the flow path for the heat-emitting refrigerant and thus also to optimize the heat ⁇ transmission through the top layer through and also set the flow conditions defined in the chamber.
  • a further advantageous solution provides that the flow guide elements are connected to the cover layers arranged on both sides of the structure layer, so that the flow guide elements simultaneously serve to connect the cover layers together and thus improve the pressure resistance of the construction of the heat exchanger unit, since
  • Areas of the cover layers are additionally stabilized relative to each other.
  • the heat-absorbing flow path for the refrigerant is arranged in a chamber of the structure layer.
  • this chamber is preferably provided that this has a base over the respective cover layer, which is greater than the wall surfaces formed by the structural layer of the chamber, so that the chamber in the direction of expansion of the cover layer has the largest possible extent, while the extent is significantly lower across the top layer.
  • these flow guide elements determine the course of the heat-absorbing flow path for optimally optimized flow guidance and, on the other hand, permit an improvement in the heat transfer.
  • the flow guide elements are also advantageous when they are connected to the cover layers arranged on both sides of the structural layer, in order to additionally connect and stabilize the regions of the cover layers which engage over the chamber relative to one another, so that in particular the compressive strength of the heat exchanger unit according to the invention Area of the respective chamber is improved.
  • the chambers receiving the flow paths are thermally separated from one another by an internal heat exchanger arranged between them.
  • the internal volume of the heat exchanger unit provided for the refrigerant is defined by the sum of the volumes of all the chambers for the refrigerant with the volumes of the respective feedthroughs.
  • the chamber of the heat-absorbing flow path for the refrigerant and the chamber of the heat-emitting flow path for the refrigerant are provided, but no additional chamber serving as a refrigerant collector between the heat-emitting
  • Refrigerant path and the heat-absorbing refrigerant path is used.
  • the chambers are formed so that they have a height between the cover layers of 4 mm or less.
  • Flow path for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path for the first heat transport medium are arranged in the same structural layer, so that these structure layer are optimally adapted in terms of their construction and their training to the conditions for the heat transfer media.
  • the heat-absorbing flow path for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path for the first heat transport medium are thermally separated from one another by an intermediate structure arranged in the structure layer.
  • Such an intermediate structure is formed for example as an insulating chamber.
  • the insulating chamber can either have a vacuum for insulation or an insulating gas, such as nitrogen receiving
  • Storming path for the second heat transport medium is arranged in a chamber of the structural layer.
  • the chamber is designed so that it encloses a base area over the respectively adjacent cover layer which is larger than the sum of all wall surfaces of the chamber formed by the structural layer,
  • the chamber has a significant extent in the direction of the extension of the adjacent cover layers in order to obtain the best possible heat transfer through at least one of the respective cover layers.
  • a further advantageous solution provides that the heat-emitting flow path for the first heat transport medium is arranged in a chamber of the structural layer, which is formed in particular in the respective structural layer.
  • the chamber for the first heat transport medium is preferably provided that this has over the adjacent cover layers a base area which is greater than formed by the structural layer wall surfaces of the chamber, so that also in this chamber efficient heat transfer through the at least one adjacent Cover layer is possible through.
  • the flow guide elements can also advantageously be additionally used to stabilize the cover layers relative to one another when the flow guide elements are connected to the cover layers arranged on both sides of the structural layer.
  • the chamber receiving the heat-receiving flow path is thermally separated from the chamber receiving the heat-emitting flow path by a heat transfer structure suppressing the intermediate structure.
  • the intermediate structure is formed as an insulating chamber.
  • the chambers for the heat transfer media are formed so that they have a height between the cover layers of less than 4 mm.
  • the expansion element is an expansion element arranged outside the respective structural layer.
  • Heat exchanger unit arranged.
  • a particularly expedient solution provides that the expansion element is fixed on the uppermost cover layer. - -
  • required temperature of the expanded refrigerant is preferably provided that on a side opposite the expansion member of the top cover layer, on which the expansion element is arranged, which is arranged the heat-absorbing flow path for the refrigerant structure layer, so that the temperature of the expanded refrigerant corresponding temperature a sensor can be easily detected, for example, in an adjacent to the flow of the expanded refrigerant area of the cover layer.
  • the expansion element has a housing which has a passage through which the refrigerant guided to the refrigerant compressor and in which a temperature-detecting element is arranged, which controls an expansion valve element, so that arranged with the in the housing temperature sensing element, the temperature of the refrigerant for controlling the expansion valve unit can be detected without the installation of a sensor is necessary.
  • Housing block is formed, and disposed on the cover layer and that at least one connection opening of the housing block is arranged a connection of the heat exchanger unit across.
  • connection between the heat exchanger unit and the expansion element can be produced particularly easily and at the same time create a stable and compact unit.
  • the structural layers and the cover layers are joined together by soldering.
  • the inventive solution relates to a refrigeration system, comprising a refrigerant circuit, in which a heat exchanger unit is arranged, which is also arranged in a first heat transport circuit, in which a first heat transport medium circulates, and is arranged in a second heat transport circuit, in which a second - -
  • Heat transfer medium circulates, wherein both the first heat transport circuit and the second heat transport circuit by means of the heat transfer media perform a phase transition heat transfer to each arranged in these heat exchangers and wherein the heat exchanger unit is formed according to one of the preceding claims.
  • both the first heat transport medium and the second heat transport medium are based on water.
  • An advantageous embodiment of the refrigeration system according to the invention provides that the refrigerant circuit with the heat exchanger unit and a refrigerant compressor forms a modular unit and that the module unit is detachably einbindbar in the first heat transport circuit and / or the second heat transport circuit, that is, the heat exchanger unit together with the refrigerant compressor as simply removable unit is provided.
  • the module unit comprises the heat exchanger unit, the refrigerant compressor and the expansion element, which are connected to one another to form the modular unit and thus form a unit which can be exchanged uniformly.
  • the heat exchanger unit are connected to the first and the second heat transfer circuit by means of detachable and in particular a loss of the respective heat transfer medium preventing connecting elements.
  • Such fasteners are, for example, quick-release couplings, which simultaneously prevent loss of the heat transfer medium through appropriate check valves.
  • the solution according to the invention is advantageous, for example, in a refrigeration system in which the refrigerant circuit and the first heat transport circuit are arranged on a stationary object having a space to be cooled.
  • the refrigeration system according to the invention can also be used in particular for
  • Air conditioning and / or heating in the mobile sector that is used in caravans or mobile homes or living quarters of vehicles or residential containers or mobile buildings.
  • a further advantageous field of use are temperature-sensitive systems or goods receiving spaces or containers to be conditioned or heated, such as, for example, rooms or containers for electrical or mechanical installations or perishable goods such as biological material or foodstuffs.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a refrigeration system according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through a heat exchanger unit according to the invention of the first embodiment along line 2-2 in Fig. 3. - -
  • FIG. 4 shows a section through a heat transport medium-guiding structure layer along line 4-4 in Fig. 2.
  • Fig. 5 is a section through a refrigerant-carrying structure layer similar
  • FIG. 6 shows a section through a heat exchanger media-guiding structure layer similar to FIG. 4 in the second exemplary embodiment of a heat exchanger unit of a refrigeration system according to the invention
  • FIG. 7 shows a view similar to FIG. 1 of a third exemplary embodiment of a refrigeration system according to the invention.
  • FIG. 8 shows a section similar to FIG. 2 through a heat exchanger unit of the third exemplary embodiment of the refrigeration system according to the invention
  • Fig. 10 is a schematic, the pressure over the enthalpy performing
  • FIG. 11 shows a section through a heat exchanger media-guiding structure layer along line 11-11 in FIG. 8;
  • FIG. 12 is a section similar to FIG. 9 through a structural layer of a heat exchanger unit according to a fourth embodiment of a refrigeration system according to the invention. - -
  • FIG. 13 shows a section similar to FIG. 12 through a structural layer of a heat exchanger unit of a fifth exemplary embodiment of a refrigeration system according to the invention
  • FIG. 14 is a section similar to FIG. 9 through a structural layer of a heat exchanger unit of a sixth embodiment
  • Fig. 15 is a section along line 15-15 of FIG. 14;
  • FIG. 16 is a section similar to FIG. 12 through a structural layer of a heat exchanger unit of a seventh embodiment of a refrigeration system according to the invention.
  • Fig. 17 is an enlarged sectional view through an expansion element of the seventh embodiment.
  • Fig. 18 is a perspective view of the heat exchanger unit with the mounted on this expansion element.
  • FIG. 1 An illustrated in Fig. 1 and designated as a whole with 10 refrigeration system is formed for example as a stationary refrigeration system and assigned to a space to be cooled 12 comprehensive stationary object 14.
  • the refrigeration system 10 is fixedly installed on the object 14.
  • refrigeration system 10 is designed as a module that is interchangeable. - -
  • the refrigeration system 10 includes a refrigerant circuit 20 with a refrigerant compressor 22, a heat-emitting heat exchanger 24, which is supplied from the refrigerant compressor 22 compressed refrigerant, a heat-absorbing heat exchanger 26, which via a
  • Expansion element 28 is supplied to the refrigerant from the heat-emitting heat exchanger 24, which in turn is supplied to the refrigerant compressor 22 through the refrigerant circuit 20 after flowing through the heat-absorbing heat exchanger 26.
  • the space 12 to be cooled is not directly cooled by the heat-absorbing heat exchanger 26, but the heat-absorbing heat exchanger 26 is constructed so that it is not only flowed through by the refrigerant of the refrigerant circuit 20, but also by a first heat transport medium is guided in a first heat transport circuit 30, wherein the heat-absorbing heat exchanger 26 in turn is not only disposed in the refrigerant circuit 20, but also in the first heat transport circuit 30, in which also arranged in the space to be cooled 12 heat exchanger 32 is disposed, preferably still a fan unit 34 is associated, which circulates a arranged in the space to be cooled 12 cooling medium to cool the space 12 evenly.
  • a circulation pump 36 which circulates the first heat transport medium in the first heat transport circuit 30 so that this heat is transported from the heat exchanger 32 to the heat-absorbing heat exchanger 26 and emits in this to the recirculated refrigerant in the refrigerant circuit 20.
  • the circulation pump 36 is installed in the module formed by the refrigeration system 10. - -
  • the heat-emitting heat exchanger 24 does not release the heat directly to the environment, but is arranged in a second heat transport circuit 40, in which a second heat transport medium circulates, the second heat transport circuit 40 having a heat exchanger 42, which at a suitable distance from that to be cooled Space 12 comprehensive object 14 is arranged, wherein the heat exchanger 42 is also associated with a blower unit 44.
  • the heat exchanger 42 outputs the heat to a receiving this medium, such as ambient air, from which is received by the second heat transport circuit 40 in the heat-emitting heat exchanger 24 of the refrigerant circuit 20 and transported through the second heat transfer medium to the heat exchanger 42.
  • a receiving this medium such as ambient air
  • a circulation pump 46 may be provided or it is provided that in this the second heat transport medium 40 rotates due to gravity.
  • the first heat transport circuit 30 is arranged so that the first heat transport circuit 30 is capable of as short as possible and most effective the heat from the
  • Heat exchanger 32 to transport the heat-absorbing heat exchanger 26, while the lines in the second heat transport circuit 40 between the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 in operation have a temperature which is higher than a conventional ambient temperature, so that the thermal insulation thereof for the performance the refrigeration system 10 are not critical, and consequently the possibility exists to arrange the heat exchanger 42 in almost any distance relative to the heat-emitting heat exchanger 24 and also the lines between the heat-emitting - -
  • Heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 according to the distance between the heat exchanger 42 and the heat-emitting heat exchanger 24 without significant influence on the efficiency of the refrigerant circuit 20 to move.
  • the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26 are integrated in a designated as a whole with 50 heat exchanger unit, so that the refrigerant circuit 20 on the one hand, the heat exchanger unit 50 and on the other hand leading from the heat-absorbing heat exchanger 26 to the refrigerant compressor 22 refrigerant line 52 and the the refrigerant compressor 22 to the heat-emitting heat exchanger 24 leading refrigerant line 54 so that thereby the refrigerant circuit 20 has a low spatial
  • the paths from the heat-absorbing heat exchanger 26 to the heat exchanger 32 in the space to be cooled 12 and between the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 are realized by the first heat transport circuit 30 and the second heat transfer circuit 40, in each of which the first heat transport medium or the second
  • Heat transport medium flows, which is an easy-to-lead and not under great pressure or environmentally non-relevant medium, such as in particular a water-based medium, for example a mixture of water and glycol or water and salt, etc. - -
  • the refrigeration system according to the invention thus permits, on the one hand, a minimization of the volume of the refrigerant in the refrigerant circuit 20 while at the same time providing great spatial flexibility with regard to the heat-absorbing heat exchanger 32 and the heat-emitting heat exchanger 42 arranged in the space 12 to be cooled with technically uncomplicated routing for the first heat transport medium and the second heat transport medium.
  • the module includes the refrigerant circuit 20 with the refrigerant compressor 22, the heat-emitting heat exchange tube 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26, wherein the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26 via detachable connection elements, such as quick couplings with the components provided in the second heat transport circuit 40 or in the first heat transport circuit 30, such as the circulation pump and the heat exchanger, can be connected.
  • the compact construction of the heat exchanger unit 50 results from the fact that these, as shown in Fig. 2, constructed in stacked construction, wherein in a stacking direction 62 structural layers 64 and cover layers 66 alternate with each other.
  • the flow paths for the refrigerant, the first heat transport medium and the second heat transport medium are realized at least to a considerable extent, while the cover layers 66 cover and close each of the structural layers 64 in the stacking direction 62 on both opposite sides.
  • the structural layers 64 extend in the direction transversely, preferably perpendicular to the stacking direction 62 and thus form in a plane transversely, in particular perpendicular to the stacking direction 62 extending flow paths, which completely pass through the structural layers 64 in the stacking direction 62, so that the flow paths seen in the stacking direction 62 on the bottom and the top are open.
  • the cover layers 66 also extend transversely, preferably perpendicular to the stacking direction 62, and close by the fact that a cover layer 66 is arranged on each side of each structure layer 64, the flow paths in the stacking direction.
  • cover layers 66 preferably also include openings which allow access to the flow paths in the structural layers 64.
  • the structural layer 64K comprises a chamber 72, which is enclosed on all sides by chamber walls 74 which extend between the structural layer 64K in the stacking direction 62 on both sides
  • covering cover layers 66 and thus the chamber 72 define, which has, for example, a rectangular shape.
  • the chamber 72 can also be formed in any desired shape, wherein the chamber 72 in the plane transverse to the stacking direction 62 has a base GF, which in particular is larger, preferably a multiple greater than the sum of all formed by the structural layer 64K Wall surfaces WF of the chamber 72 enclosing chamber walls 74th
  • the chamber 72 is thus able to form a flow path 76 for the heated and thus heat-emitting refrigerant, which extends from an inlet opening 82 to an outlet opening 84 of the chamber 72.
  • the outlet port 84 is provided in a portion of the chamber 72 which is located at a maximum distance from the inlet port 82.
  • the outlet opening 84 is connected to a refrigerant line 86 passed through the cover layer 66W, the structural layer 64T and the topmost cover layer 66AO, in which an external expansion element 88, for example one on the uppermost cover layer 66AO of the heat exchanger unit 50
  • expansion element 28 which leads to a further chamber 92, which is also surrounded by formed by the structural layer 64K chamber walls 94.
  • the chamber 92 is in a direction transverse to the stacking direction 62 transverse direction at a distance from the chamber 72, so that each of the chambers 72 and 92 is enclosed by its own chamber walls 74 and 94 respectively. Also, the chamber 92 has in the direction transverse to the stacking direction 62, a base GF, which is greater than the sum of all wall surfaces WF of the formed by the structural layer 64K chamber walls 94 extending between the stacking direction 62 opposite cover layers 66.
  • the chamber 92 also forms a flow path 96 which extends from an inlet opening 102, which in this case is also connected to the refrigerant line 86, to an outlet opening 104.
  • the chambers 72 and 92 are thermally decoupled from one another by an insulating chamber 100 located between them and realized in the structural layer 64K.
  • the outlet port 104 of the chamber 92 is connected to the refrigerant piping 52 leading to the refrigerant compressor 22, and the inlet port 82 is connected to the refrigerant piping 54 coming from the refrigerant compressor 22.
  • both the flow path 76 for the heat-emitting compressed refrigerant is realized, and also the flow path 94 for the heat-absorbing refrigerant expanded by the expansion element 88 is realized.
  • a structural layer 64T is arranged, which in FIG. 4 is shown.
  • Each of the structural layers 64T comprises a chamber 112 arranged in the heat exchanger unit 50 with the chamber 72 at least overlapping on a side of the respective cover layer 66W facing away from the chamber 72, which chamber is likewise surrounded by chamber walls 114 extending in the stacking direction 62 between facing cover layers 66 extending, wherein between the chamber 112 and the chamber 72, the cover layers 66W are arranged, which allow a good heat flow between the chamber 72 and the chambers 112.
  • the chambers 112 also have a base area GF corresponding to the extent transverse to the stacking direction 62, which is greater than the sum of all the wall surfaces WF of the chamber walls 114 formed by the structural layer 64T, wherein preferably, as shown in FIG. 2, the base GF of the
  • Chambers 112 is the same size as the base GF of the chamber 72nd
  • the chambers 112 are provided with inlet ports 122 and outlet ports 124 connected to the second heat transport circuit 40 such that the second heat transport medium of the second heat transport circuit 40 can flow through the chamber 112 along a flow path 116 formed by the chamber 112. - -
  • the second heat transport medium in the chambers 112 can absorb heat transferred from the cover sheet 66W from the refrigerant flowing along the flow path 76 and can be transported to the heat exchanger 42 which releases the heat to the environment, for example.
  • the structural layer 64K, the cover layers 66W disposed on both sides thereof, the structural layers 64T and the cover layers 66A closing the structural layers 64T in the region of the chambers 72 and 112 form the heat-emitting heat exchanger 24, which transfers the heat entrained by the refrigerant in the chamber 72 into the chambers 112, from which this heat can be transported by means of the second heat transport medium in the second heat transfer circuit 40 to the heat exchanger 42, which then releases this heat to the environment
  • the second heat transport medium is preferably a liquid that is not environmentally critical and thus in can be performed in a simple manner from the first heat exchanger 24 to the heat exchanger 42.
  • the structural layers 64T comprise a further chamber 132 which is likewise formed by the structural layers 64T
  • Chamber walls 134 are enclosed, wherein the chambers 132 are each preferably arranged on one of the chamber 92 opposite side of the respective cover layer 66W.
  • the chamber 132 also has a base area GF in a direction transverse to the stacking direction 62, which is greater than the sum of all wall surfaces WF of the chamber walls 134 formed by the structural layer 64T. - -
  • the footprint GF of the chamber 132 is approximately equal to or equal to the footprint GF of the chamber 92, and the chambers 132 are overlapped, preferably congruently overlapping, on the opposite sides of the topsheets 66W.
  • the chamber 132 also forms a flow path 136 which leads from an inlet port 142 to an outlet port 144, the chamber 132 being disposed in the first heat transport circuit 30 in which the first heat transport medium is conducted in the chamber 132 as it travels along the path
  • Flow path 136 dissipates heat, which passes through the cover layers 66W through into the chamber 92 and is received there by the refrigerant flowing through the chamber 92 along the flow path 96.
  • the chambers 132 and the chamber 92 lying between them form the heat-absorbing heat exchanger 26 of the heat exchanger unit 50 which extracts heat from the first heat transport medium, which in turn receives the first transport medium via the heat exchanger 32 within the space 12 to be cooled and thus the space to be cooled 12 withdraws.
  • connection of the inlet opening 82 and the outlet opening 104 is made via one of the cover layers 66A, for example the topmost cover layer 66AO and via passages 152 and 154 provided in the structural layers 64T, allowing connections 162 and 164 disposed on the topmost cover layer 66AO proceeding to pass the refrigerant through the feedthroughs 152 and 154 through the structural layer 64T which adjoins the cover layer 66AO up to that in the cover layer 66W
  • the structural layer 64T and the structural layer 64K have an inlet opening 82 and an outlet opening 104.
  • passages 156 and 158 for the refrigerant line 86 having the expansion element 88 are provided in the structural layer 64T in order to pass them through the cover layer 66W and the uppermost cover layer 66 AO.
  • the structural layer 64K is as shown in FIG. 3, are provided with passages 172 and 174 interconnecting the inlet port 122 and the outlet port 124 of the chambers 112 and, moreover, the capping layer 64AO is provided with respective ports 182 and 184 for the second heat transporting circuit 40.
  • the structural layer 64K is provided with passages 192 and 194 connecting the respective inlet port 142 and the outlet port 144 of the chamber 132, and further, ports 202 and 204 for the first heat transport circuit 30 are provided in the cap layer 66AO.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate a second exemplary embodiment of a heat exchanger unit 50 'according to the invention, illustrated in FIGS. 5 and 6 by the illustration of the structural layers 64K and 64T, the chambers 72, 92 as well as 112 and 132 with flow guidance elements 212 and 214 or 222 and 224 or 232 and 242, respectively provided that define the course of the flow paths 76 and 96 or 116 and 136, wherein the flow guide elements 212 and 222, 224 or 232 or 242 parallel
  • Flow paths for the flow paths 76, and 96, respectively Specify - or 116 or 136 and, for example, the flow guide elements 214 pretend a meander-like course with extension of the flow paths.
  • the flow guide elements 212, 214 or 222, 224 or 232 or 242 can be arranged in different orientations in the respective chambers 72, 92, 112 and 132 and be adapted to the desired conditions depending on the design and flow.
  • the flow guide elements 212, 214 or 222, 224 or 232 and 242 also serve to connect the 66 disposed on both sides of the structural layers 64K and 64T cover layers 66 and thus make it possible, the wall thickness of the cover layers 66 despite the pressure conditions, in particular in the chambers 72 and 92 as possible to thereby reduce the heat transfer from the chambers 72 and 92 into the chambers 112 and 132.
  • FIGS. 7 and 8 a third exemplary embodiment of a refrigeration system 10 "according to the invention, illustrated in FIGS. 7 and 8, those parts which are identical to those of the preceding exemplary embodiments are provided with the same reference numerals, so that reference can be made to the statements on these in their entirety , - -
  • the heat exchanger unit 50 "of the refrigerant compressor 22 and the drawing member 28 not shown in FIG. 7 form a designated as a whole with 250 module unit, which represents a replaceable unit, in particular in the first heat transport circuit 30 and second heat transport circuit 40 is detachably einbindbar formed.
  • the module unit 250 also includes the circulation pump 36.
  • the modular unit 250 via detachable connecting elements 252 and 254 and 256 and 258 in the first heat transport circuit 30 and the second heat transfer circuit 40 is einbindbar, wherein the releasable connecting elements 252 to 258 are preferably provided with check valves, the loss of the prevent respective heat transport medium in the respective heat transport circuit 30 and 40 when releasing the connection.
  • the heat exchanger unit 50 " comprises a multiplicity of structural layers 64 and cover layers 66 arranged successively in the stacking direction.
  • the heat exchanger unit 50 "comprises, for example, three structure layers 64K constructed identically and shown in FIG. 9, which likewise each have the chamber 72 surrounded by chamber walls 74 and the chamber 92, likewise surrounded by chamber walls 94.
  • the chambers 72 and 92 also each have a base area GF which is greater than the sum of the wall surfaces WF thereof. - -
  • an internal heat exchanger is integrated between the chambers 72 and 92 in the structural layer 64, which faces the outlet opening 84 "in the chamber walls 74 of the chamber 72 subsequent Abkühlpfad 262, which is separated by a partition wall 264 of a heating path 266 for the refrigerant, wherein the heating path 266 of the provided in the chamber walls 204 outlet opening 104 of the chamber 92 to a terminal 268 for the refrigerant line 52 along the intermediate wall 264th runs.
  • the refrigerant coming from the chamber 72 and flowing in the direction of the chamber 92 undergoes cooling in the cooling path 262 by heat transfer to the refrigerant flowing in the warm-up path 266 from the chamber 92 in the direction of the refrigerant compressor 22 through the intermediate wall 264 wherein, in the warm-up path 266, the refrigerant is further heated by the heat transferred through the baffle 264.
  • EntropieSh in the refrigerant circuit 20 has.
  • the internal heat exchanger 260 allows the enthalpy of the refrigerant to be further increased before the refrigerant is compressed by the refrigerant compressor 22.
  • the enthalpy of the refrigerant is reduced through the flow path 76 in the chamber 72, and additional further enthalpy reduction of the refrigerant prior to expansion thereof by the expansion device 28 occurs through the first cooling path 262 of the internal heat exchanger 260.
  • the inner heat exchanger 260 is arranged so that it lies between the chamber walls 74 of the chamber 72 and the chamber walls 94 of the chamber 92 and thus a thermal barrier between the heat-emitting
  • the first cooling path 262 extends between the intermediate wall 264 and one of the chamber walls 74 of the chamber 72 and, moreover, the warming path 266 extends between the intermediate wall 264 and one of the chamber walls 94 of the chamber 92 such that the chambers 72 and 92 communicate with their chamber walls 74c and 94c also directly represent walls for the first cooling path 262 and the heating path 266, respectively.
  • a further increase in the efficiency of the refrigerant circuit is achieved by providing an additional cooling path 272 following the cooling path 262 of the internal heat exchanger 260 which extends along an outside of at least one or more chamber walls, in this case along the chamber walls 94a and 94b up to the expansion member 28 "extends, so that through the outer walls 94a and 94b also through a heat transfer from the refrigerant in the second Abksselpfad 272 to the refrigerant in the flow path 96 takes place until an expansion of the refrigerant through the expansion element 28" takes place.
  • the expansion element is "formed from such ⁇ that this one in the structure capable 64K" 28 is integrated throttle point, so that in contrast to the first two embodiments, no external expansion element 88 is required.
  • the passages 172 and 174 and in the chamber 92 are provided, which serve to pass the second heat transport medium or the first heat transport medium through the structural element 64K ".
  • the chamber 112 forms the flow path 116 for the second heat transport medium of the second heat transport circuit 40, while the chamber 132 forms the flow path 136 for the first transport medium of the first heat transfer circuit 30, which are formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the insulating chamber 140 is provided, which is either filled with nitrogen or having a vacuum depending on the structure of the heat exchanger unit to thermally separate the chambers 112 and 132 from each other.
  • the insulating chamber 140 is arranged so that the insulating ⁇ chamber 140 and the inner heat exchanger 260 are disposed on opposite sides of the respective cover layer 66 and preferably have the same surface area transverse to the stacking direction 62. - -
  • the passage 152 is provided in the chamber 112 and, in a modification to the first embodiment, the expanded refrigerant passage 154 is disposed in the isolation chamber 140.
  • the structural layer 64K '' 'as modified from the third embodiment is formed so that the inner heat exchanger 260' 'from the outlet opening 84 of the chamber 72, the chamber 92 on several sides, for example three sides, wrapping to the
  • Expansion member 28 extends so that the first Abkühlpfad 262 '' extends to the expansion device and the heating path 266 extends substantially from a side opposite the expansion element side of the intermediate wall 264 from the outlet opening 104, the chamber 92 surrounding a plurality of sides, and the terminal 268 reaches the refrigerant compressor 22 to be supplied refrigerant.
  • a flow guide path 282 is preferably provided subsequent to the expansion member 28, which leads the expanded refrigerant to the wall 94 c of the chamber 92, which separates the chamber 92 from the heating path 266, so that the expanded and partially liquid fractions having refrigerant on one Outlet 268 on the opposite side of the chamber wall 94 c impinges on these and thus strikes the portion 94 on the chamber wall 94 c, which is heated the most, so that the liquid portions evaporate in the expanded refrigerant as quickly as possible.
  • a flow guide member 222 "' is provided, which defines the flow path 96''' for the refrigerant in the form of a U-shaped loop within the chamber 92. - -
  • the structural element 64 T is formed according to the third embodiment, wherein the
  • the inner heat exchanger 260 and the insulating chamber 140 are preferably also arranged on opposite sides of the cover layer 66W lying between them and have the same course in a plane perpendicular to the stacking direction 62.
  • the structural layer 64K '' ' also includes the chambers 72 and 92 as well as the internal heat exchanger 260' '', however, the formation thereof in the transverse or, in particular, perpendicular to the stacking direction 62 in the direction of spacing of the chambers 72 and 92 is stretched to the Heat transfer from the chamber 72 into the chamber 92 to reduce.
  • the heat exchanger 260 "" is formed so that the first Abkühlpfad 262 "" and the Aufmérmpfad 266 "” and the intermediate wall 264 lying between these "” meandering in the region between the chambers 72 and 92, also to the thermal decoupling of the chambers 72 and 92 to improve. - -
  • the structural element 64K "" is formed in the same way as in the fourth embodiment according to FIG. 12, so that reference can be made in full to the explanations given here as well as to the preceding embodiments.
  • the expansion member 28 is not integrated into the structure layer 64K, but the structure layer 64K is formed such that the first cooling path 262 is closed by a terminating wall 292.
  • the structural layer 64K is disposed adjacent the cover layer 66AO so that it is possible to connect a refrigerant line 302 through the cover layer 66AO to the first cooling path 262, which in turn is then connected to the flow guide path 282 through the cover layer 66AO and into which the expansion ⁇ organ 28 is arranged as an external expansion organ.
  • the refrigerant line 302 thus makes it possible to avoid the integrated expansion element 28 in a simple manner.
  • the structure of the structural element 64K still has the advantage that a sensor 89 for the external expansion element 88 can also be arranged in a simple manner near the outlet opening 104 of the chamber 92 through the cover layer 66AO or on the cover layer 66AO in the region of the heating path 266 , - -
  • the first cooling path 262 is guided close to the terminal 268, so that one to the
  • Expansion member 28 leading refrigerant port 312 is located at a small distance adjacent to the port 268 and one of the expansion element 28th
  • Coming refrigerant port 314 of the chamber 92 can be arranged on a side opposite the intermediate wall 264 side, as shown in FIG. 16 shown. - -
  • Connection port 332 is connected to the line leading to the refrigerant compressor 22 line 52, so that the leaving the heating path 266 and flowing to the refrigerant compressor 22 refrigerant flows through the passage 326.
  • a temperature detecting element 334 is connected, which on the one hand actuated in the housing ⁇ block 324 expansion valve unit 336 actuated and on the other hand by an adjustment unit 338 is adjustable.
  • the expansion valve unit 336 is provided with an inlet channel 342 provided in the housing block 324, whose connection opening 344 is preferably arranged so as to overlap the refrigerant connection 312, in particular in alignment with the latter.
  • an outflow channel 346 provided in the housing block 324 leads to a connection opening 348, which is connected to the refrigerant connection 314, for example via a line piece 352.
  • the housing block 324 can also be modified so that the openings 344 and 348 are located on the same side of the housing block 324 and the refrigerant connections 312 and 314 can cross these openings 344, 348. - -
  • Such a block-type expansion element 322 has the advantage that it can be used favorably on a heat exchanger unit 50 having a plurality of structure layers 64K, since detection of the temperature in the refrigerant flow of the combined connections 268 of all the structure layers 64K and thus of the averaged temperature of the refrigerant all structural layers 64K, so that it is not necessary, as for example in the sixth embodiment, to arrange a sensor for the temperature near the outlet opening 104.

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Abstract

The invention relates to a heat exchanger unit for a cooling system guiding a coolant in a coolant circuit, wherein the heat exchanger unit has a heat-emitting heat exchanger with a heat-emitting flow path for the coolant and a heat-receiving flow path for a second heat transportation medium, and a heat-receiving heat exchanger with a heat-receiving flow path for the coolant and a heat-emitting flow path for a first heat exchanger medium, wherein the heat exchanger unit is formed in a stacked construction and has structure layers and cover layers alternating in a stacking direction, wherein the structure layers determine a course of the flow paths for the coolant or the heat transportation medium transverse to the stacking direction and the cover layers cover and limit the flow paths in the stacking direction, and wherein at least one of the flow paths for the coolant runs in at least one of the structure layers and at least one of the flow paths for one of the heat transport media runs in at least one of the other structure layers.

Description

- -  - -
WÄRMETAUSCHEREINHEIT UND KÄLTEANLAGE MIT EINER WÄRMETAUSCHEREINHEIT HEAT EXCHANGE UNIT AND COOLING SYSTEM WITH A HEAT EXCHANGE UNIT
Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinheit für eine ein Kältemittel in einem Kältemittelkreislauf führende Kälteanlage, wobei die Wärmetauschereinheit einen wärmeabgebenden Wärmetauscher mit einem wärmeabgebenden Strömungspfad für das Kältemittel und einen wärmeaufnehmenden Strömungspfad für ein zweites Wärmetransportmedium sowie einen wärmeaufnehmenden Wärmetauscher mit einem wärmeaufnehmenden Strömungspfad für das Kältemittel und einem wärmeabgebenden Strömungs¬ pfad für ein erstes Wärmetauschermedium aufweist. The invention relates to a heat exchanger unit for a refrigeration system which leads a refrigerant in a refrigerant circuit, wherein the heat exchanger unit comprises a heat-emitting heat exchanger with a heat-emitting flow path for the refrigerant and a heat-absorbing flow path for a second heat-transport medium and a heat-absorbing heat exchanger with a heat-absorbing flow path for the refrigerant and a heat-emitting Having flow ¬ path for a first heat exchanger medium.
Derartige Wärmetauschereinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Such heat exchanger units are known from the prior art.
Bei diesen Wärmetauschereinheiten besteht das Problem, diese einerseits möglichst effizient und andererseits möglichst kompakt und kostengünstig zu gestalten. In these heat exchanger units, there is the problem of making these on the one hand as efficient as possible and on the other hand as compact and inexpensive as possible.
Diese Aufgabe wird bei einer Wärmetauschereinheit der eingangs This object is achieved in a heat exchanger unit of the above
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wärmetauscher¬ einheit in Stapelbauweise aufgebaut ist und in einer Stapelrichtung einander abwechselnd Strukturlagen und Decklagen aufweist, dass die Strukturlagen einen Verlauf der Strömungspfade für das Kältemittel beziehungsweise die Wärmetransportmedien quer zur Stapelrichtung festlegen und die Decklagen die Strömungspfade in Stapelrichtung überdecken, begrenzen und dass in mindestens einer der Strukturlagen mindestens einer der Strömungspfade für das Kältemittel und in mindestens einer anderen der Strukturlagen mindestens einer der Strömungspfade für eines der Wärmetransportmedien verläuft. - - described type solved according to the invention that the heat exchanger ¬ unit is constructed in stacked construction and alternately in a stacking structure layers and cover layers, that the structure layers define a profile of the flow paths for the refrigerant or the heat transfer media transversely to the stacking direction and the cover layers, the flow paths in the stacking direction cover, limit and that in at least one of the structural layers at least one of the flow paths for the refrigerant and in at least one other of the structural layers of at least one of the flow paths for one of the heat transfer media. - -
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass aufgrund der Stapelbauweise eine einfache Realisierung der Strömungspfade kombiniert mit einer effizienten Funktion, insbesondere einem effizienten Wärmeübertrag, bei kompakter Bauweise und somit geringem inneren Volumen für das Kältemittel möglich ist. The advantage of the solution according to the invention lies in the fact that due to the stacked construction, a simple realization of the flow paths combined with an efficient function, in particular an efficient heat transfer, with a compact design and thus low internal volume for the refrigerant is possible.
Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass ein für das Kältemittel vorgesehenes inneres Volumen der Wärmetauschereinheit kleiner ist als eintausend Kubikzentimeter. An advantageous solution provides that an intended for the refrigerant internal volume of the heat exchanger unit is less than one thousand cubic centimeters.
Günstiger ist es, wenn das für das Kältemittel vorgesehene innere Volumen der Wärmetauschereinheit kleiner ist als achthundert Kubikzentimeter. It is more favorable if the internal volume of the heat exchanger unit provided for the refrigerant is less than eight hundred cubic centimeters.
Noch besser ist es, wenn das für das Kältemittel vorgesehene innere Volumen der Wärmetauschereinheit kleiner ist als sechshundert Kubikzentimeter. It is even better if the internal volume of the heat exchanger unit provided for the refrigerant is less than six hundred cubic centimeters.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass ein für das Kältemittel vorgesehenes inneres Volumen des wärmeabgebenden Wärmetauschers der Wärmetauschereinheit kleiner ist als fünfhundert Kubikzentimeter. A further advantageous solution provides that an intended for the refrigerant internal volume of the heat-emitting heat exchanger of the heat exchanger unit is less than five hundred cubic centimeters.
Noch günstiger ist es, wenn das für das Kältemittel vorgesehene innere It is even better if the provided for the refrigerant inner
Volumen des wärmeabgebenden Wärmetauschers kleiner ist als vierhundert Kubikzentimeter, noch besser kleiner als dreihundert Kubikzentimeter. Volume of the heat-emitting heat exchanger is less than four hundred cubic centimeters, more preferably less than three hundred cubic centimeters.
Hinsichtlich der Erfassung des für das Kältemittel vorgesehenen inneren Volumens des wärmeabgebenden Wärmetauschers der Wärmetauschereinheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass hierbei das Volumen von dem Anschluss für die vom Kältemittelverdichter kommende Kältemittelleitung bis zu einer zum Expansionsorgan führenden Kältemittelleitung herangezogen wird, wobei das Expansionsorgan vorzugsweise ein externes, nicht in die Wärmetauschereinheit integriertes Expansionsorgan ist. - - With regard to the detection of the intended for the refrigerant inner volume of the heat-emitting heat exchanger of the heat exchanger unit is preferably provided that in this case the volume of the connection for coming from the refrigerant compressor refrigerant line is used to a leading to the expansion element refrigerant line, wherein the expansion element preferably an external, not in the heat exchanger unit integrated expansion element. - -
In diesem Fall wird - so vorhanden - auch das Volumen eines inneren In this case, if so, the volume of an inner
Wärmeübertragers mit einbezogen. Heat exchanger included.
Besonders günstig lässt sich die Funktion des wärmeabgebenden Wärmetauschers in der Wärmetauschereinheit dadurch realisieren, dass der mindestens eine wärmeabgebende Strömungspfad für das Kältemittel und der mindestens eine wärmeaufnehmende Strömungspfad für das zweite Wärmetransportmedium einander überlappend auf einander gegenüberliegenden Seiten mindestens einer der Decklagen verlaufen und dass der Wärmetransport zwischen den Strömungspfaden durch diese Decklage hindurch erfolgt. The function of the heat-emitting heat exchanger in the heat exchanger unit can be realized in a particularly favorable manner in that the at least one heat-emitting flow path for the refrigerant and the at least one heat-absorbing flow path for the second heat-transport medium overlap each other on opposite sides of at least one of the cover layers and the heat transfer between the flow paths through this cover layer is carried out.
Mit dieser konstruktiven Lösung lässt sich insbesondere mit hoher Effizienz ein Wärmetransport zwischen den Strömungspfaden und dem wärmeabgebenden Wärmetauscher realisieren. With this design solution can be realized in particular with high efficiency, a heat transfer between the flow paths and the heat-emitting heat exchanger.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher der mindestens eine wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel und der mindestens eine wärmeabgebende Strömungspfad für das erste Wärmetransportmedium einander überlappend auf einander gegenüberliegenden Seiten mindestens einer der Decklagen verlaufen und dass der Wärmetransport durch diese Decklage hindurch erfolgt. Furthermore, it is preferably provided that in the heat-receiving heat exchanger, the at least one heat-absorbing flow path for the refrigerant and the at least one heat-emitting flow path for the first heat-transport medium overlap each other on opposite sides of at least one of the cover layers and that the heat transfer takes place through this cover layer.
Damit steht auch für den wärmeaufnehmenden Wärmetauscher eine besonders effiziente und kompakte Lösung zur Verfügung. Thus, a particularly efficient and compact solution is also available for the heat-absorbing heat exchanger.
Besonders günstig ist eine Lösung, bei welcher der wärmeabgebende Particularly favorable is a solution in which the heat-emitting
Strömungspfad und der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kälte¬ mittel jeweils in derselben Strukturlage verlaufen, so dass diese Strukturlage speziell für die Strömungspfade für das Kältemittel ausgelegt werden kann. Flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant ¬ each extending in the same structural position, so that this structure layer can be designed specifically for the flow paths for the refrigerant.
Eine weitere Vorteilhafte Lösung sieht vor, dass in einer der Strukturlagen ein innerer Wärmeübertrager vorgesehen ist. - - A further advantageous solution provides that in one of the structural layers an internal heat exchanger is provided. - -
Ein derartiger innerer Wärmeübertrager schafft die Möglichkeit, die Effizienz der erfindungsgemäßen Kälteanlage weiter zu steigern. Such an internal heat exchanger provides the opportunity to further increase the efficiency of the refrigeration system according to the invention.
Insbesondere ist bei einem derartigen inneren Wärmeübertrager vorgesehen, dass dieser in derselben Strukturlage wie der wärmeabgebende Strömungspfad und der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel angeordnet ist, so dass ein und dieselbe Strukturlage optimiert für die Führung des Kältemittels ausgebildet werden kann. In particular, it is provided in such an internal heat exchanger that it is arranged in the same structural position as the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant, so that one and the same structural position can be optimized for the guidance of the refrigerant can be formed.
Hinsichtlich der Funktion des inneren Wärmeübertragers wurden bislang keine detaillierten Angaben gemacht. With regard to the function of the internal heat exchanger, no detailed information has been provided so far.
Besonders günstig ist es, wenn in dem inneren Wärmeübertrager von dem wärmeabgebenden Strömungspfad kommendes und zum Expansionsorgan strömendes Kältemittel vor Erreichen des Expansionsorgans Wärme an das vom wärmeaufnehmenden Strömungspfad kommende Kältemittel abgibt. It is particularly advantageous if, in the inner heat exchanger, refrigerant flowing from the heat-emitting flow path and flowing to the expansion element releases heat to the refrigerant coming from the heat-receiving flow path before reaching the expansion element.
Damit wird einerseits das Kältemittel vor dem Erreichen des Expansionsorgans zusätzlich gekühlt, so dass sich dadurch die Temperatur des Kältemittels nach der Expansion weiter reduzierend lässt und andererseits wird das vom wärmeaufnehmenden Strömungspfad kommende Kältemittel vor der Verdichtung durch den Kältemittelverdichter erwärmt, um sicherzustellen, dass dieses keine Anteile von flüssigem Kältemittel mehr zum Verdichter führt. Thus, on the one hand the refrigerant is additionally cooled before reaching the expansion element, so that thereby the temperature of the refrigerant can be further reduced after expansion and on the other hand, the coming of the heat-receiving flow path refrigerant is heated before compression by the refrigerant compressor to ensure that this no Shares of liquid refrigerant more leads to the compressor.
Eine besonders günstige Konstruktion sieht vor, dass der innere Wärmeübertrager einen ersten Abkühlpfad für das aus dem wärmeabgebenden Strömungspfad kommende Kältemittel aufweist und ein Aufwärmpfad für das aus dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad kommende Kältemittel aufweist. A particularly favorable construction provides that the inner heat exchanger has a first cooling path for the refrigerant coming from the heat-emitting flow path and has a warm-up path for the refrigerant coming from the heat-receiving flow path.
Dabei könnten diese Strömungspfade in beliebiger Weise in dem inneren Wärmeübertrager verlaufen. - - These flow paths could run in any way in the inner heat exchanger. - -
Eine besonders effiziente Form des Aufbaus des inneren Wärmeübertragers sieht vor, dass in diesem der erste Abkühlpfad und der Aufwärmpfad für das Kältemittel durch eine Zwischenwand getrennt sind, durch welche der Wärme¬ übertrag erfolgt, wobei die Zwischenwand so gestaltet werden kann, dass ein möglichst günstiger Wärmeübertrag zwischen dem Abkühlpfad und dem A particularly efficient form of construction of the internal heat exchanger provides that in this the first cooling path and the heating path for the refrigerant are separated by an intermediate wall through which the heat ¬ transfer occurs, wherein the intermediate wall can be designed so that the most favorable Heat transfer between the Abkühlpfad and the
Aufwärmpfad erfolgt. Warm-up path takes place.
Eine weitere günstige Lösung sieht vor, dass sich an den Abkühlpfad des inneren Wärmeübertragers ein Zusatzabkühlpfad anschließt, wobei Another favorable solution provides that adjoins the cooling path of the internal heat exchanger an additional cooling path, wherein
insbesondere in dem Zusatzabkühlpfad ein Übertrag von Wärme aus dem in diesem geführten Kältemittel in das Kältemittel in dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad erfolgt. In particular, in the Zusatzabkühlpfad carried a transfer of heat from the guided in this refrigerant into the refrigerant in the heat-receiving flow path.
Insbesondere ist dabei auch der Zusatzabkühlpfad in dem den wärmeaufnehmenden Strömungspfad bildenden Strukturelement angeordnet. In particular, the additional cooling path is also arranged in the structural element forming the heat-receiving flow path.
Beispielsweise ist der Zusatzabkühlpfad so angeordnet, dass dieser neben dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad verläuft und somit in der Lage ist, Wärme an den wärmeaufnehmenden Strömungspfad abzugeben . For example, the auxiliary cooling path is arranged to extend adjacent to the heat-receiving flow path and thus to be able to release heat to the heat-receiving flow path.
Hinsichtlich der Anordnung des wärmeabgebenden Strömungspfades und des wärmeaufnehmenden Strömungspfades relativ zueinander in der jeweiligen Strukturlage wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the arrangement of the heat-emitting flow path and the heat-receiving flow path relative to each other in the respective structural position, no further details have been given so far.
So sieht eine besonders günstige Lösung vor, dass der wärmeabgebende Strömungspfad und der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel in derselben Strukturlage thermisch getrennt voneinander angeordnet sind, um einen Wärmeübertrag von dem wärmeabgebenden Strömungspfad zu dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad möglichst stark zu unterdrücken oder zu vermeiden. - - Thus, a particularly favorable solution provides that the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant are arranged in the same structural layer thermally separated from each other, as much as possible to suppress or avoid heat transfer from the heat-emitting flow path to the heat-receiving flow path. - -
Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass der wärmeabgebende Strömungspfad und der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel durch eine zwischen diesen angeordnete Isolierkammer voneinander getrennt sind . This can be realized, for example, in that the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant are separated from each other by an insulating chamber arranged between them.
Besonders günstig lässt sich die thermische Trennung des wärmeabgebenden Strömungspfades von dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad dadurch realisieren, dass der wärmeabgebende Strömungspfad und der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel durch einen zwischen diesen angeordneten inneren Wärmeübertrager voneinander getrennt sind . The thermal separation of the heat-emitting flow path from the heat-receiving flow path can be implemented particularly advantageously by separating the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path for the refrigerant from one another by means of an internal heat exchanger arranged between them.
Mit diesem inneren Wärmeübertrager besteht einerseits die Möglichkeit, die Effizienz der Kälteanlage zu steigern und andererseits die Möglichkeit, den wärmeabgebenden Strömungspfad und den wärmeaufnehmenden Strömungspfad in geeigneter Weise thermisch voneinander zu trennen. With this internal heat exchanger on the one hand there is the possibility to increase the efficiency of the refrigeration system and on the other hand the possibility of thermally separating the heat-emitting flow path and the heat-absorbing flow path in a suitable manner.
Hinsichtlich der Ausbildung des wärmeabgebenden Strömungspfades in der jeweiligen Strukturlage wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the formation of the heat-emitting flow path in the respective structural position so far no further details have been made.
So sieht eine besonders günstige Lösung vor, dass der wärmeabgebende Strömungspfad für das Kältemittel in einer Kammer der Strukturlage angeordnet ist. Thus, a particularly favorable solution provides that the heat-emitting flow path for the refrigerant is arranged in a chamber of the structural layer.
Vorzugsweise ist dabei die Kammer so ausgebildet, dass diese eine durch die an die jeweilige Strukturlage anschließende Decklage gebildete Grundfläche umschließt, welche größer ist als die Summe aller durch die Strukturlage gebildeten Wandflächen der Kammer, so dass dadurch die Kammer aufgrund der Grundfläche eine Ausdehnung über die jeweiligen Decklagen aufweist, die größer sind als die durch die Strukturlage gebildeten Wandflächen und somit ein möglichst effizienter Wärmeübertrag durch die jeweilige Decklage hindurch erfolgt. - - Preferably, the chamber is designed such that it encloses a base surface formed by the cover layer adjoining the respective structural layer, which is larger than the sum of all wall surfaces of the chamber formed by the structural layer, thereby causing the chamber to expand over the base surface has respective cover layers which are larger than the wall surfaces formed by the structural layer and thus the most efficient heat transfer through the respective cover layer is carried out. - -
Ferner ist zur Steigerung der Effizienz der Wärmeübertragung vorgesehen, dass in der Kammer Strömungsführungselemente angeordnet sind. Furthermore, it is provided to increase the efficiency of the heat transfer, that flow guide elements are arranged in the chamber.
Derartige Strömungsführungselemente erlauben es, den Strömungspfad für das wärmeabgebende Kältemittel vorzugeben und somit ebenfalls die Wärme¬ übertragung durch die Decklage hindurch zu optimieren und außerdem die Strömungsverhältnisse in der Kammer definiert festzulegen. Such flow guide elements allow to specify the flow path for the heat-emitting refrigerant and thus also to optimize the heat ¬ transmission through the top layer through and also set the flow conditions defined in the chamber.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Strömungsführungselemente mit den beiderseits der Strukturlage angeordneten Decklagen verbunden sind, so dass die Strömungsführungselemente gleichzeitig dazu dienen, die Decklagen miteinander zu verbinden und somit die Druckfestigkeit des Aufbaus der Wärmetauschereinheit zu verbessern, da durch die A further advantageous solution provides that the flow guide elements are connected to the cover layers arranged on both sides of the structure layer, so that the flow guide elements simultaneously serve to connect the cover layers together and thus improve the pressure resistance of the construction of the heat exchanger unit, since
Strömungsführungselemente die die jeweilige Kammer übergreifenden Flow guide elements which cross the respective chamber
Bereiche der Decklagen zusätzlich relativ zueinander stabilisiert werden. Areas of the cover layers are additionally stabilized relative to each other.
Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das Kältemittel in einer Kammer der Strukturlage angeordnet ist. In addition, it is preferably provided that the heat-absorbing flow path for the refrigerant is arranged in a chamber of the structure layer.
Auch bei dieser Kammer ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese über der jeweiligen Decklage eine Grundfläche aufweist, die größer ist als die durch die Strukturlage gebildeten Wandflächen der Kammer, so dass die Kammer in Richtung der Ausdehnung der Decklage eine möglichst große Ausdehnung aufweist, während die Ausdehnung quer zur Decklage signifikant geringer ist. Also in this chamber is preferably provided that this has a base over the respective cover layer, which is greater than the wall surfaces formed by the structural layer of the chamber, so that the chamber in the direction of expansion of the cover layer has the largest possible extent, while the extent is significantly lower across the top layer.
Besonders günstig ist es, wenn in der Kammer Strömungsführungselemente zur Festlegung des wärmeaufnehmenden Strömungspfades vorgesehen sind . It is particularly favorable if flow guidance elements for fixing the heat-receiving flow path are provided in the chamber.
Diese Strömungsführungselemente legen einerseits den Verlauf des wärmeaufnehmenden Strömungspfades zur möglichst optimierten Strömungsführung fest und erlauben andererseits eine Verbesserung des Wärmeübertrages. - - On the one hand, these flow guide elements determine the course of the heat-absorbing flow path for optimally optimized flow guidance and, on the other hand, permit an improvement in the heat transfer. - -
Die Strömungsführungselemente sind ferner noch dann von Vorteil, wenn diese mit den beiderseits der Strukturlage angeordneten Decklagen verbunden sind um somit die Bereiche der Decklagen, die die Kammer übergreifen relativ zueinander zusätzlich zu verbinden und zu stabilisieren, so dass insbesondere dadurch die Druckfestigkeit der erfindungsgemäßen Wärmetauschereinheit im Bereich der jeweiligen Kammer verbessert wird. The flow guide elements are also advantageous when they are connected to the cover layers arranged on both sides of the structural layer, in order to additionally connect and stabilize the regions of the cover layers which engage over the chamber relative to one another, so that in particular the compressive strength of the heat exchanger unit according to the invention Area of the respective chamber is improved.
Bei der Ausbildung von Kammern für die Aufnahme des wärmeabgebenden und des wärmeaufnehmenden Strömungspfades hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die die Strömungspfade für das Kältemittel aufnehmenden Kammern in der Strukturlage durch eine zwischen diesen in der Strukturlage ausgebildete Isolierkammer thermisch getrennt sind. In the formation of chambers for receiving the heat-emitting and the heat-absorbing flow path, it has proved to be useful if the flow paths for the refrigerant receiving chambers in the structural layer are thermally separated by a formed between them in the structural layer insulating chamber.
Alternativ dazu ist vorgesehen, dass die die Strömungspfade aufnehmenden Kammern durch einen zwischen diesen angeordneten inneren Wärmeübertrager thermisch voneinander getrennt sind. Alternatively, it is provided that the chambers receiving the flow paths are thermally separated from one another by an internal heat exchanger arranged between them.
Beim Vorsehen von Kammern für die das Kältemittel führenden Strömungspfade wird insbesondere das für das Kältemittel vorgesehene innere Volumen der Wärmetauschereinheit durch die Summe der Volumina aller Kammern für das Kältemittel mit den Volumina der jeweiligen Durchführungen definiert. In providing chambers for the flow paths carrying the refrigerant, in particular, the internal volume of the heat exchanger unit provided for the refrigerant is defined by the sum of the volumes of all the chambers for the refrigerant with the volumes of the respective feedthroughs.
Vorzugsweise sind außerdem lediglich die Kammer des wärmeaufnehmenden Strömungspfads für das Kältemittel und die Kammer des wärmeabgebenden Strömungspfads für das Kältemittel vorgesehen, jedoch keine zusätzliche Kammer, die als Kältemittelsammler zwischen dem wärmeabgebenden Also preferably only the chamber of the heat-absorbing flow path for the refrigerant and the chamber of the heat-emitting flow path for the refrigerant are provided, but no additional chamber serving as a refrigerant collector between the heat-emitting
Kältemittelpfad und dem wärmeaufnehmenden Kältemittelpfad dient. Refrigerant path and the heat-absorbing refrigerant path is used.
Ferner sind vorzugsweise die Kammern so ausgebildet, dass diese eine Höhe zwischen den Decklagen von 4 mm oder weniger aufweisen. Furthermore, preferably, the chambers are formed so that they have a height between the cover layers of 4 mm or less.
Hinsichtlich der Strömungspfade für die Wärmetransportmedien wurden bislang keine weiteren Angaben gemacht. - - With regard to the flow paths for the heat transfer media, no further details have been given so far. - -
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der wärmeaufnehmende So provides an advantageous solution that the heat-absorbing
Strömungspfad für das zweite Wärmetransportmedium und der wärmeabgebende Strömungspfad für das erste Wärmetransportmedium in derselben Strukturlage angeordnet sind, so dass auch diese Strukturlage hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Ausbildung an die Bedingungen für die Wärmetransportmedien optimal angepasst werden. Flow path for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path for the first heat transport medium are arranged in the same structural layer, so that these structure layer are optimally adapted in terms of their construction and their training to the conditions for the heat transfer media.
Besonders günstig ist es, wenn der wärmeaufnehmende Strömungspfad für das zweite Wärmetransportmedium und der wärmeabgebende Strömungspfad für das erste Wärmetransportmedium durch eine in der Strukturlage angeordnete Zwischenstruktur thermisch voneinander getrennt sind . It is particularly favorable if the heat-absorbing flow path for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path for the first heat transport medium are thermally separated from one another by an intermediate structure arranged in the structure layer.
Eine derartige Zwischenstruktur ist beispielsweise als Isolierkammer ausgebildet. Such an intermediate structure is formed for example as an insulating chamber.
Die Isolierkammer kann dabei entweder ein Vakuum zur Isolation aufweisen oder eine ein isolierendes Gas, beispielsweise Stickstoff aufnehmende The insulating chamber can either have a vacuum for insulation or an insulating gas, such as nitrogen receiving
Kammer. Chamber.
Hinsichtlich der Ausbildung des wärmeaufnehmenden Strömungspfads für das zweite Wärmetransportmedium wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. With regard to the formation of the heat-absorbing flow path for the second heat transport medium, no further details were given.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der wärmeaufnehmende So provides an advantageous solution that the heat-absorbing
Störmungspfad für das zweite Wärmetransportmedium in einer Kammer der Strukturlage angeordnet ist. Storming path for the second heat transport medium is arranged in a chamber of the structural layer.
Vorzugsweise ist dabei die Kammer so ausgebildet, dass sie über der jeweils angrenzenden Decklage eine Grundfläche umschließt, die größer ist als die Summe aller durch die Strukturlage gebildeten Wandflächen der Kammer, - - so dass die Kammer insbesondere eine signifikante Ausdehnung in Richtung der Erstreckung der angrenzenden Decklagen aufweist, um einen möglichst optimalen Wärmeübertrag durch mindestens eine der jeweiligen Decklagen zu erhalten. Preferably, the chamber is designed so that it encloses a base area over the respectively adjacent cover layer which is larger than the sum of all wall surfaces of the chamber formed by the structural layer, In particular, the chamber has a significant extent in the direction of the extension of the adjacent cover layers in order to obtain the best possible heat transfer through at least one of the respective cover layers.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass in der Kammer Strömungsführungs- elemente angeordnet sind, welche den Verlauf des Strömungspfades vorgeben. Furthermore, it is preferably provided that in the chamber Strömungsführungs- elements are arranged, which dictate the course of the flow path.
Insbesondere ergeben sich aus der Verwendung von Strömungsführungs- elementen noch weitere Vorteile, wenn die Strömungsführungselemente mit den beiderseits der Strukturlage angeordneten Decklagen verbunden sind, da dadurch die Strömungsführungselemente die sich über die Kammer In particular, further advantages result from the use of flow-guiding elements when the flow-guiding elements are connected to the cover layers arranged on both sides of the structural layer, since the flow-guiding elements extend over the chamber
erstreckenden Bereiche der Decklagen relativ zueinander stabilisieren. stabilize extending portions of the cover layers relative to each other.
Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Lösung vor, dass der wärmeabgebende Strömungspfad für das erste Wärmetransportmedium in einer Kammer der Strukturlage angeordnet ist, welche insbesondere in der jeweiligen Strukturlage ausgebildet ist. In addition, a further advantageous solution provides that the heat-emitting flow path for the first heat transport medium is arranged in a chamber of the structural layer, which is formed in particular in the respective structural layer.
Auch hinsichtlich der Ausbildung der Kammer für das erste Wärmetransportmedium ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese über den angrenzenden Decklagen eine Grundfläche aufweist, die größer ist als durch die Strukturlage gebildete Wandflächen der Kammer, so dass ebenfalls in dieser Kammer eine effiziente Wärmeübertragung durch die mindestens eine angrenzende Decklage hindurch möglich ist. Also with regard to the formation of the chamber for the first heat transport medium is preferably provided that this has over the adjacent cover layers a base area which is greater than formed by the structural layer wall surfaces of the chamber, so that also in this chamber efficient heat transfer through the at least one adjacent Cover layer is possible through.
Ferner ist es zur Führung der Strömung des ersten Wärmetransportmediums günstig, wenn in der Kammer Strömungsführungselemente vorgesehen sind, welche den Verlauf des Strömungspfades vorgeben. - - Furthermore, it is favorable for guiding the flow of the first heat transport medium when flow guidance elements are provided in the chamber, which predetermine the course of the flow path. - -
Die Strömungsführungselemente lassen sich ebenfalls vorteilhaft noch zusätzlich dazu einsetzen, die Decklagen relativ zueinander zu stabilisieren, wenn die Strömungsführungselemente mit den beiderseits der Strukturlage angeordneten Decklagen verbunden sind. The flow guide elements can also advantageously be additionally used to stabilize the cover layers relative to one another when the flow guide elements are connected to the cover layers arranged on both sides of the structural layer.
Ferner ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die den wärmeaufnehmenden Strömungspfad aufnehmende Kammer thermisch von der den wärmeabgebenden Strömungspfad aufnehmenden Kammer durch eine den Wärmeübertrag unterdrückende Zwischenstruktur thermisch getrennt ist. Further, it is expediently provided that the chamber receiving the heat-receiving flow path is thermally separated from the chamber receiving the heat-emitting flow path by a heat transfer structure suppressing the intermediate structure.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Zwischenstruktur als Isolierkammer ausgebildet ist. In particular, it is provided that the intermediate structure is formed as an insulating chamber.
Hinsichtlich der Kammern für die Wärmetransportmedien wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. With regard to the chambers for the heat transfer media, no further details were given.
Vorzugsweise sind auch die Kammern für die Wärmetransportmedien so ausgebildet, dass diese eine Höhe zwischen den Decklagen von weniger als 4 mm aufweisen. Preferably, the chambers for the heat transfer media are formed so that they have a height between the cover layers of less than 4 mm.
Hinsichtlich der Ausbildung des Expansionsorgans wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the training of the expansion organ so far no further details have been given.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Expansionsorgan ein außerhalb der jeweiligen Strukturlage angeordnetes Expansionselement ist. Thus, an advantageous solution provides that the expansion element is an expansion element arranged outside the respective structural layer.
Vorzugsweise ist das Expansionsorgan auf der obersten Decklage der Preferably, the expansion member on the uppermost cover layer of
Wärmetauschereinheit angeordnet. Heat exchanger unit arranged.
Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, dass das Expansionsorgan auf der obersten Decklage fixiert ist. - - A particularly expedient solution provides that the expansion element is fixed on the uppermost cover layer. - -
Zur einfachen Erfassung einer zur Steuerung des Expansionsorgans For easy detection of one for controlling the expansion organ
erforderlichen Temperatur des expandierten Kältemittels ist vorzugsweise vorgesehen, dass auf einer dem Expansionsorgan gegenüberliegenden Seite der obersten Decklage, an welcher das Expansionsorgan angeordnet ist, die den wärmeaufnehmenden Strömungspfad für das Kältemittel aufweisende Strukturlage angeordnet ist, so dass eine der Temperatur des expandierten Kältemittels entsprechende Temperatur mit einem Fühler einfach erfasst werden kann, beispielsweise in einem an den Strom des expandierten Kältemittels angrenzenden Bereich der Decklage. required temperature of the expanded refrigerant is preferably provided that on a side opposite the expansion member of the top cover layer, on which the expansion element is arranged, which is arranged the heat-absorbing flow path for the refrigerant structure layer, so that the temperature of the expanded refrigerant corresponding temperature a sensor can be easily detected, for example, in an adjacent to the flow of the expanded refrigerant area of the cover layer.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Expansionsorgan ein Gehäuse aufweist, das einen Durchlass aufweist, der von dem zum Kältemittelverdichter geführten Kältemittel durchströmt ist und in dem ein temperaturerfassendes Element angeordnet ist, welches ein Expansionsventilelement steuert, so dass mit dem in dem Gehäuse angeordneten temperaturerfassenden Element die Temperatur des Kältemittels zur Steuerung der Expansionsventileinheit erfasst werden kann, ohne dass die Montage eines Fühlers notwendig ist. A particularly advantageous solution provides that the expansion element has a housing which has a passage through which the refrigerant guided to the refrigerant compressor and in which a temperature-detecting element is arranged, which controls an expansion valve element, so that arranged with the in the housing temperature sensing element, the temperature of the refrigerant for controlling the expansion valve unit can be detected without the installation of a sensor is necessary.
Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Gehäuse insbesondere als An advantageous solution provides that the housing in particular as
Gehäuseblock ausgebildet, und auf der Decklage angeordnet ist und dass mindestens eine Anschlussöffnung des Gehäuseblocks einen Anschluss der Wärmetauschereinheit übergreifend angeordnet ist. Housing block is formed, and disposed on the cover layer and that at least one connection opening of the housing block is arranged a connection of the heat exchanger unit across.
Damit lässt sich die Verbindung zwischen der Wärmetauschereinheit und dem Expansionsorgan besonders einfach herstellen und gleichzeitig eine stabile und kompakt bauende Einheit schaffen. Thus, the connection between the heat exchanger unit and the expansion element can be produced particularly easily and at the same time create a stable and compact unit.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens zwei Anschlussöffnungen des Gehäuseblocks zwei Anschlüsse der Wärmetauschereinheit übergreifend angeordnet sind. - - It is particularly advantageous if at least two connection openings of the housing block two connections of the heat exchanger unit are arranged across. - -
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Expansionsorgan in die Strukturlage integriert ist. Another advantageous solution provides that the expansion element is integrated into the structural layer.
Ferner wurden hinsichtlich der Ausbildung der Strukturlagen und der Furthermore, with regard to the formation of the structural layers and the
Decklagen keine näheren Angaben gemacht. Cover layers no details provided.
Beispielsweise wäre es denkbar, die Strukturlagen und die Decklagen aus den verschiedensten Materialien herzustellen. For example, it would be conceivable to produce the structural layers and the cover layers from a wide variety of materials.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, im Hinblick auf eine möglichst einfache Herstellbarkeit und einen optimalen Wärmeübertrag, wenn die Strukturlagen und die Decklagen aus Metall sind. However, it is particularly advantageous, in terms of ease of manufacture and optimum heat transfer, when the structural layers and the cover layers are made of metal.
Als vorteilhafte Materialien für die Strukturlagen und/oder die Decklagen haben sich Aluminium oder Stahl erwiesen. As advantageous materials for the structural layers and / or the cover layers aluminum or steel have been found.
Ferner wurden hinsichtlich der Verbindung der Strukturlagen und der Decklagen keine näheren Angaben gemacht. Furthermore, no details were given regarding the connection of the structural layers and the cover layers.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Strukturlagen und die Decklagen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. It is particularly expedient if the structural layers and the cover layers are bonded together in a material-locking manner.
Insbesondere ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Strukturlagen und die Decklagen durch Löten miteinander verbunden sind. In particular, it is preferably provided that the structural layers and the cover layers are joined together by soldering.
Alternativ dazu wäre es denkbar, dass die Strukturlagen und die Decklagen durch Kleben miteinander verbunden sind. Alternatively, it would be conceivable that the structural layers and the cover layers are bonded together by gluing.
Darüber hinaus betrifft die erfindungsgemäße Lösung eine Kälteanlage, umfassend einen Kältemittelkreislauf, in welchem eine Wärmetauschereinheit angeordnet ist, die außerdem in einem ersten Wärmetransportkreislauf angeordnet ist, in welchem ein erstes Wärmetransportmedium umläuft, und in einen zweiten Wärmetransportkreislauf angeordnet ist, in welchem ein zweites - - In addition, the inventive solution relates to a refrigeration system, comprising a refrigerant circuit, in which a heat exchanger unit is arranged, which is also arranged in a first heat transport circuit, in which a first heat transport medium circulates, and is arranged in a second heat transport circuit, in which a second - -
Wärmetransportmedium umläuft, wobei sowohl der erste Wärmetransportkreislauf als auch der zweite Wärmetransportkreislauf mittels der Wärmetransportmedien einen phasenübergangsfreien Wärmetransport zu jeweils in diesen angeordneten Wärmeübertragern durchführen und wobei die Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist. Heat transfer medium circulates, wherein both the first heat transport circuit and the second heat transport circuit by means of the heat transfer media perform a phase transition heat transfer to each arranged in these heat exchangers and wherein the heat exchanger unit is formed according to one of the preceding claims.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn sowohl das erste Wärmetransportmedium als auch das zweite Wärmetransportmedium auf Wasser basieren. It is particularly advantageous if both the first heat transport medium and the second heat transport medium are based on water.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kälteanlage sieht vor, dass der Kältemittelkreislauf mit der Wärmetauschereinheit und einem Kältemittelverdichter eine Moduleinheit bildet und dass die Moduleinheit in den ersten Wärmetransportkreislauf und/oder den zweiten Wärmetransportkreislauf lösbar einbindbar ausgebildet ist, das heißt, dass die Wärmetauschereinheit mitsamt dem Kältemittelverdichter als einfach ausbaubare Einheit vorgesehen ist. An advantageous embodiment of the refrigeration system according to the invention provides that the refrigerant circuit with the heat exchanger unit and a refrigerant compressor forms a modular unit and that the module unit is detachably einbindbar in the first heat transport circuit and / or the second heat transport circuit, that is, the heat exchanger unit together with the refrigerant compressor as simply removable unit is provided.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Moduleinheit die Wärmetauschereinheit, den Kältemittelverdichter und das Expansionsorgan umfasst, die zur Bildung der Moduleinheit miteinander verbunden sind und somit eine einheitlich austauschbare Einheit bilden. In this case, it is particularly expedient if the module unit comprises the heat exchanger unit, the refrigerant compressor and the expansion element, which are connected to one another to form the modular unit and thus form a unit which can be exchanged uniformly.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Wärmetauschereinheit über lösbare und insbesondere einen Verlust des jeweiligen Wärmetransportmediums verhindernde Verbindungselemente mit dem ersten und dem zweiten Wärmetransportkreislauf verbunden sind. Furthermore, it is preferably provided that the heat exchanger unit are connected to the first and the second heat transfer circuit by means of detachable and in particular a loss of the respective heat transfer medium preventing connecting elements.
Derartige Verbindungselemente sind beispielsweise Schnellverschlusskupplungen, die gleichzeitig einen Verlust des Wärmetransportmediums durch entsprechende Rückschlagventile verhindern. - - Such fasteners are, for example, quick-release couplings, which simultaneously prevent loss of the heat transfer medium through appropriate check valves. - -
Diese Lösung hat den großen Vorteil, dass damit in einfacher Weise die Modul¬ einheit von dem ersten Wärmetransportkreislauf und/oder dem zweiten Wärmetransportkreislauf gelöst werden kann. This solution has the great advantage that in a simple manner the module ¬ unit can be solved by the first heat transport circuit and / or the second heat transport circuit.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lösung beispielsweise bei einer Kälteanlage, bei welcher der Kältemittelkreislauf und der erste Wärmetransportkreislauf an einem einen zu kühlenden Raum aufweisenden stationären Objekt angeordnet sind. The solution according to the invention is advantageous, for example, in a refrigeration system in which the refrigerant circuit and the first heat transport circuit are arranged on a stationary object having a space to be cooled.
Die erfindungsgemäße Kälteanlage lässt sich insbesondere auch zur The refrigeration system according to the invention can also be used in particular for
Klimatisierung und/oder Heizung im mobilen Sektor, das heißt bei Wohnwagen oder Wohnmobilen oder Wohnabteilen von Fahrzeugen oder Wohncontainern oder mobilen Gebäuden einsetzen. Air conditioning and / or heating in the mobile sector, that is used in caravans or mobile homes or living quarters of vehicles or residential containers or mobile buildings.
Ein weiteres vorteilhaftes Einsatzgebiet sind zu klimatisierende oder zu heizende temperatursensitive Anlagen oder Güter aufnehmende Räume oder Behältnisse, wie beispielsweise Räume oder Behältnisse für elektrische oder mechanische Anlagen oder leicht verderbliche Güter wie biologisches Material oder Lebensmittel. A further advantageous field of use are temperature-sensitive systems or goods receiving spaces or containers to be conditioned or heated, such as, for example, rooms or containers for electrical or mechanical installations or perishable goods such as biological material or foodstuffs.
Weitere Merkmale und Vorteile sind Gegenstand der nachfolgenden Other features and advantages are the subject of the following
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. Description and the drawings of some embodiments.
In der Zeichnung zeigen : In the drawing show:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; Fig. 1 shows a first embodiment of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wärmetauschereinheit des ersten Ausführungsbeispiels längs Linie 2-2 in Fig. 3; - - 2 shows a section through a heat exchanger unit according to the invention of the first embodiment along line 2-2 in Fig. 3. - -
Fig. 3 einen Schnitt durch eine kältemittelführende Strukturlage längs Linie 3 shows a section through a refrigerant-carrying structure layer along the line
3-3 in Fig. 2;  3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine wärmetransportmedienführende Strukturlage längs Linie 4-4 in Fig. 2; 4 shows a section through a heat transport medium-guiding structure layer along line 4-4 in Fig. 2.
Fig. 5 einen Schnitt durch eine kältemittelführende Strukturlage ähnlich Fig. 5 is a section through a refrigerant-carrying structure layer similar
Fig. 3 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit einer erfindungsgemäßen Kälteanlage;  3 in a second embodiment of a heat exchanger unit of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 6 einen Schnitt durch eine wärmetauschermedienführende Strukturlage ähnlich Fig. 4 bei dem zweiten Ausführungsbeispiels einer Wärmetauschereinheit einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; 6 shows a section through a heat exchanger media-guiding structure layer similar to FIG. 4 in the second exemplary embodiment of a heat exchanger unit of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; 7 shows a view similar to FIG. 1 of a third exemplary embodiment of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch eine Wärmetauschereinheit des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kälteanlage; 8 shows a section similar to FIG. 2 through a heat exchanger unit of the third exemplary embodiment of the refrigeration system according to the invention;
Fig. 9 einen Schnitt durch eine kältemittelführende Strukturlage längs Linie 9 shows a section through a refrigerant-carrying structure layer along the line
9-9 in Fig. 8;  9-9 in Fig. 8;
Fig. 10 ein schematisches, den Druck über der Enthalpie darstellendes Fig. 10 is a schematic, the pressure over the enthalpy performing
Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise eines inneren Wärmetauschers bei dem dritten Ausführungsbeispiel;  Diagram for explaining the operation of an internal heat exchanger in the third embodiment;
Fig. 11 einen Schnitt durch eine wärmetauschermedienführende Strukturlage längs Linie 11-11 in Fig. 8; 11 shows a section through a heat exchanger media-guiding structure layer along line 11-11 in FIG. 8;
Fig. 12 einen Schnitt ähnlich Fig . 9 durch eine Strukturlage einer Wärmetauschereinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; - - FIG. 12 is a section similar to FIG. 9 through a structural layer of a heat exchanger unit according to a fourth embodiment of a refrigeration system according to the invention; - -
Fig. 13 einen Schnitt ähnlich Fig. 12 durch eine Strukturlage einer Wärmetauschereinheit eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; 13 shows a section similar to FIG. 12 through a structural layer of a heat exchanger unit of a fifth exemplary embodiment of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 14 einen Schnitt ähnlich Fig . 9 durch eine Strukturlage einer Wärmetauschereinheit eines sechsten Ausführungsbeispiels; 14 is a section similar to FIG. 9 through a structural layer of a heat exchanger unit of a sixth embodiment;
Fig. 15 einen Schnitt längs Linie 15-15 durch Fig . 14; Fig. 15 is a section along line 15-15 of FIG. 14;
Fig. 16 einen Schnitt ähnlich Fig . 12 durch eine Strukturlage einer Wärmetauschereinheit eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kälteanlge; 16 is a section similar to FIG. 12 through a structural layer of a heat exchanger unit of a seventh embodiment of a refrigeration system according to the invention;
Fig. 17 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch ein Expansionsorgan des siebten Ausführungsbeispiels und Fig. 17 is an enlarged sectional view through an expansion element of the seventh embodiment and
Fig. 18 eine perspektivische Darstellung der Wärmetauschereinheit mit dem auf dieser montierten Expansionsorgan. Fig. 18 is a perspective view of the heat exchanger unit with the mounted on this expansion element.
Eine in Fig. 1 dargestellte und als Ganzes mit 10 bezeichnete Kälteanlage ist beispielsweise als stationäre Kälteanlage ausgebildet und einem einen zu kühlenden Raum 12 umfassenden stationären Objekt 14 zugeordnet. An illustrated in Fig. 1 and designated as a whole with 10 refrigeration system is formed for example as a stationary refrigeration system and assigned to a space to be cooled 12 comprehensive stationary object 14.
Beispielsweise ist die Kälteanlage 10 fest an dem Objekt 14 installiert. For example, the refrigeration system 10 is fixedly installed on the object 14.
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Kälteanlage 10 als Modul ausgebildet ist, das austauschbar ist. - - Another advantageous solution provides that the refrigeration system 10 is designed as a module that is interchangeable. - -
Die Kälteanlage 10 umfasst dabei einen Kältemittelkreislauf 20 mit einem Kältemittelverdichter 22, einem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24, welchem vom Kältemittelverdichter 22 verdichtetes Kältemittel zugeführt wird, einen wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26, welchem über ein The refrigeration system 10 includes a refrigerant circuit 20 with a refrigerant compressor 22, a heat-emitting heat exchanger 24, which is supplied from the refrigerant compressor 22 compressed refrigerant, a heat-absorbing heat exchanger 26, which via a
Expansionsorgan 28 Kältemittel von dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 zugeführt wird, das nach Durchströmen des wärmeaufnehmenden Wärmetauschers 26 wiederum durch den Kältemittelkreislauf 20 dem Kältemittelverdichter 22 zugeführt wird. Expansion element 28 is supplied to the refrigerant from the heat-emitting heat exchanger 24, which in turn is supplied to the refrigerant compressor 22 through the refrigerant circuit 20 after flowing through the heat-absorbing heat exchanger 26.
Bei der erfindungsgemäßen Kälteanlage 10 wird der zu kühlende Raum 12 nicht durch den wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 unmittelbar gekühlt, sondern der wärmeaufnehmende Wärmetauscher 26 ist so aufgebaut, dass dieser nicht nur von dem Kältemittel des Kältemitteilkreislaufs 20 durchströmt ist, sondern ebenfalls von einem ersten Wärmetransportmedium, welches in einem ersten Wärmetransportkreislauf 30 geführt ist, wobei der wärmeaufnehmende Wärmetauscher 26 seinerseits nicht nur in dem Kältemittelkreislauf 20 angeordnet ist, sondern ebenfalls in dem ersten Wärmetransportkreislauf 30, in welchem außerdem ein in dem zu kühlenden Raum 12 angeordneter Wärmeübertrager 32 angeordnet ist, dem vorzugsweise noch eine Gebläseeinheit 34 zugeordnet ist, welche ein in dem zu kühlenden Raum 12 angeordnetes Kühlmedium umwälzt, um den Raum 12 gleichmäßig zu kühlen. In the refrigeration system 10 according to the invention, the space 12 to be cooled is not directly cooled by the heat-absorbing heat exchanger 26, but the heat-absorbing heat exchanger 26 is constructed so that it is not only flowed through by the refrigerant of the refrigerant circuit 20, but also by a first heat transport medium is guided in a first heat transport circuit 30, wherein the heat-absorbing heat exchanger 26 in turn is not only disposed in the refrigerant circuit 20, but also in the first heat transport circuit 30, in which also arranged in the space to be cooled 12 heat exchanger 32 is disposed, preferably still a fan unit 34 is associated, which circulates a arranged in the space to be cooled 12 cooling medium to cool the space 12 evenly.
Ferner ist in dem ersten Wärmetransportkreislauf 30 noch eine Umwälzpumpe 36 vorgesehen, welche das erste Wärmetransportmedium im ersten Wärmetransportkreislauf 30 so umwälzt, dass dieses Wärme von dem Wärmeübertrager 32 zu dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 transportiert und in diesem an das im Kältemittelkreislauf 20 umgewälzte Kältemittel abgibt. Furthermore, in the first heat transport circuit 30, a circulation pump 36 is provided, which circulates the first heat transport medium in the first heat transport circuit 30 so that this heat is transported from the heat exchanger 32 to the heat-absorbing heat exchanger 26 and emits in this to the recirculated refrigerant in the refrigerant circuit 20.
Vorzugsweise ist die Umwälzpumpe 36 in das von der Kälteanlage 10 gebildete Modul eingebaut. - - Preferably, the circulation pump 36 is installed in the module formed by the refrigeration system 10. - -
Auch der wärmeabgebende Wärmetauscher 24 gibt die Wärme nicht direkt an die Umgebung ab, sondern ist in einem zweiten Wärmetransportkreislauf 40 angeordnet, in welchem ein zweites Wärmetransportmedium umläuft, wobei der zweite Wärmetransportkreislauf 40 einen Wärmeübertrager 42 aufweist, welcher in geeigneter Entfernung von dem den zu kühlenden Raum 12 umfassenden Objekt 14 angeordnet ist, wobei dem Wärmeübertrager 42 ebenfalls eine Gebläseeinheit 44 zugeordnet ist. The heat-emitting heat exchanger 24 does not release the heat directly to the environment, but is arranged in a second heat transport circuit 40, in which a second heat transport medium circulates, the second heat transport circuit 40 having a heat exchanger 42, which at a suitable distance from that to be cooled Space 12 comprehensive object 14 is arranged, wherein the heat exchanger 42 is also associated with a blower unit 44.
Der Wärmeübertrager 42 gibt dabei die Wärme an ein diese aufnehmendes Medium, beispielsweise Umgebungsluft, ab, die von dem zweiten Wärmetransportkreislauf 40 in dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 des Kältemittelkreislaufs 20 aufgenommen und durch das zweite Wärmetranspottmedium zum Wärmeübertrager 42 transportiert wird. The heat exchanger 42 outputs the heat to a receiving this medium, such as ambient air, from which is received by the second heat transport circuit 40 in the heat-emitting heat exchanger 24 of the refrigerant circuit 20 and transported through the second heat transfer medium to the heat exchanger 42.
Dabei kann in dem zweiten Wärmetransportkreislauf 40 gegebenenfalls eine Umwälzpumpe 46 vorgesehen sein oder es ist vorgesehen, dass in diesem das zweite Wärmetransportmedium 40 aufgrund der Schwerkraft umläuft. In this case, in the second heat transport circuit 40 optionally a circulation pump 46 may be provided or it is provided that in this the second heat transport medium 40 rotates due to gravity.
Bei der erfindungsgemäßen Kälteanlage 10 ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese am Objekt 14 und somit nahe an dem zu kühlenden Raum 12 In the case of the refrigeration system 10 according to the invention, it is preferably provided that these are located on the object 14 and thus close to the space 12 to be cooled
angeordnet ist, so dass der erste Wärmetransportkreislauf 30 in der Lage ist, über möglichst kurze Wege und möglichst effektiv die Wärme von dem is arranged so that the first heat transport circuit 30 is capable of as short as possible and most effective the heat from the
Wärmeübertrager 32 zu dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 zu transportieren, während die Leitungen im zweiten Wärmetransportkreislauf 40 zwischen dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 und dem wärmeabgebenden Wärmeübertrager 42 im Betrieb eine Temperatur aufweisen, die höher ist als eine übliche Umgebungstemperatur, so dass die thermische Isolation derselben für die Leistungsfähigkeit der Kälteanlage 10 unkritisch sind, und folglich die Möglichkeit besteht, den Wärmeübertrager 42 in nahezu beliebiger Entfernung relativ zum wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 anzuordnen und auch die Leitungen zwischen dem wärmeabgebenden - - Heat exchanger 32 to transport the heat-absorbing heat exchanger 26, while the lines in the second heat transport circuit 40 between the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 in operation have a temperature which is higher than a conventional ambient temperature, so that the thermal insulation thereof for the performance the refrigeration system 10 are not critical, and consequently the possibility exists to arrange the heat exchanger 42 in almost any distance relative to the heat-emitting heat exchanger 24 and also the lines between the heat-emitting - -
Wärmetauscher 24 und dem wärmeabgebenden Wärmeübertrager 42 entsprechend der Entfernung zwischen dem Wärmeübertrager 42 und dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 ohne nennenswerte Beeinflussung des Wirkungsgrads des Kältemittelkreislaufs 20 zu verlegen. Heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 according to the distance between the heat exchanger 42 and the heat-emitting heat exchanger 24 without significant influence on the efficiency of the refrigerant circuit 20 to move.
Somit stellt letztlich die Entfernung des Wärmeübertragers 42 von dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 einen im Wesentlichen frei wählbaren Parameter bei der Auslegung der Kälteanlage 10 dar. Thus, ultimately, the removal of the heat exchanger 42 from the heat-emitting heat exchanger 24 is a substantially arbitrary parameter in the design of the refrigeration system 10.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind der wärmeabgebende Wärmetauscher 24 und der wärmeaufnehmende Wärmetauscher 26 in einer als Ganzes mit 50 bezeichneten Wärmetauschereinheit integriert, so dass der Kältemittelkreislauf 20 einerseits die Wärmetauschereinheit 50 und andererseits die von dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 zum Kältemittelverdichter 22 führende Kältemittelleitung 52 und die von dem Kältemittelverdichter 22 zum wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 führende Kältemittelleitung 54 aufweist so dass dadurch der Kältemittelkreislauf 20 eine geringe räumliche In the solution according to the invention, the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26 are integrated in a designated as a whole with 50 heat exchanger unit, so that the refrigerant circuit 20 on the one hand, the heat exchanger unit 50 and on the other hand leading from the heat-absorbing heat exchanger 26 to the refrigerant compressor 22 refrigerant line 52 and the the refrigerant compressor 22 to the heat-emitting heat exchanger 24 leading refrigerant line 54 so that thereby the refrigerant circuit 20 has a low spatial
Ausdehnung aufweist und bedingt dadurch auch ein geringes Kältemittelvolumen benötigt. Die Wege von dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 zu dem Wärmeübertrager 32 in dem zu kühlenden Raum 12 und zwischen dem wärmeabgebenden Wärmetauscher 24 und dem wärmeabgebenden Wärmeübertrager 42, werden durch den ersten Wärmetransportkreislauf 30 beziehungsweise den zweiten Wärmetransportkreislauf 40 realisiert, in denen jeweils das erste Wärmetransportmedium beziehungsweise das zweite Has expansion and therefore requires a small volume of refrigerant needed. The paths from the heat-absorbing heat exchanger 26 to the heat exchanger 32 in the space to be cooled 12 and between the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-emitting heat exchanger 42 are realized by the first heat transport circuit 30 and the second heat transfer circuit 40, in each of which the first heat transport medium or the second
Wärmetransportmedium fließt, das ein einfach zu führendes und nicht unter großem Druck stehendes oder auch nicht umweltrelevantes Medium ist, wie insbesondere ein Medium auf Wasserbasis, zum Beispiel eine Mischung aus Wasser und Glykol oder Wasser und Salz etc. - - Heat transport medium flows, which is an easy-to-lead and not under great pressure or environmentally non-relevant medium, such as in particular a water-based medium, for example a mixture of water and glycol or water and salt, etc. - -
Die erfindungsgemäße Kälteanlage erlaubt somit einerseits eine Minimierung des Volumens des Kältemittels im Kältemittelkreislauf 20 bei gleichzeitiger großer räumlicher Flexibilität hinsichtlich des in dem zu kühlenden Raum 12 angeordneten wärmeaufnehmenden Wärmeübertragers 32 und des wärmeabgebenden Wärmeübertragers 42 bei technisch unaufwändiger Leitungsführung für das erste Wärmetransportmedium und das zweite Wärmetransportmedium. The refrigeration system according to the invention thus permits, on the one hand, a minimization of the volume of the refrigerant in the refrigerant circuit 20 while at the same time providing great spatial flexibility with regard to the heat-absorbing heat exchanger 32 and the heat-emitting heat exchanger 42 arranged in the space 12 to be cooled with technically uncomplicated routing for the first heat transport medium and the second heat transport medium.
Bei einer Ausbildung der Kälteanlage als Modul ist beispielsweise vorgesehen, dass das Modul den Kältemittelkreislauf 20 mit dem Kältemittelverdichter 22 dem wärmeabgebenden Wärmetauschrohr 24 und dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 umfasst, wobei der wärmeabgebende Wärmetauscher 24 und der wärmeaufnehmende Wärmetauscher 26 über lösbare Anschlusselemente, beispielsweise Schnellkupplungen, mit den in dem zweiten Wärmetransportkreislaufs 40 bzw. in dem ersten Wärmetransportkreislaufs 30 vorgesehenen Komponenten, wie Umwälzpumpe und Wärmetauscher, verbindbar sind . In a design of the refrigeration system as a module is provided, for example, that the module includes the refrigerant circuit 20 with the refrigerant compressor 22, the heat-emitting heat exchange tube 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26, wherein the heat-emitting heat exchanger 24 and the heat-absorbing heat exchanger 26 via detachable connection elements, such as quick couplings with the components provided in the second heat transport circuit 40 or in the first heat transport circuit 30, such as the circulation pump and the heat exchanger, can be connected.
Der kompakte Aufbau der Wärmetauschereinheit 50 resultiert daraus, dass diese, wie in Fig. 2 dargestellt, in Stapelbauweise aufgebaut ist, wobei in einer Stapelrichtung 62 Strukturlagen 64 und Decklagen 66 einander abwechseln. The compact construction of the heat exchanger unit 50 results from the fact that these, as shown in Fig. 2, constructed in stacked construction, wherein in a stacking direction 62 structural layers 64 and cover layers 66 alternate with each other.
Durch die Strukturlagen 64 sind zumindest zu einem nennenswerten Teil die Strömungspfade für das Kältemittel, das erste Wärmetransportmedium und das zweite Wärmetransportmedium realisiert, während die Decklagen 66 jede der Strukturlagen 64 in der Stapelrichtung 62 gesehen auf beiden einander gegenüber liegenden Seiten abdecken und verschließen. - - By means of the structural layers 64, the flow paths for the refrigerant, the first heat transport medium and the second heat transport medium are realized at least to a considerable extent, while the cover layers 66 cover and close each of the structural layers 64 in the stacking direction 62 on both opposite sides. - -
Dabei erstrecken sich die Strukturlagen 64 in Richtung quer, vorzugsweise senkrecht zur Stapelrichtung 62 und bilden damit sich in einer Ebene quer, insbesondere senkrecht zur Stapelrichtung 62 erstreckende Strömungspfade, welche die Strukturlagen 64 in Stapelrichtung 62 vollständig durchsetzen, so dass die Strömungspfade in Stapelrichtung 62 gesehen auf der Unterseite und der Oberseite offen sind. In this case, the structural layers 64 extend in the direction transversely, preferably perpendicular to the stacking direction 62 and thus form in a plane transversely, in particular perpendicular to the stacking direction 62 extending flow paths, which completely pass through the structural layers 64 in the stacking direction 62, so that the flow paths seen in the stacking direction 62 on the bottom and the top are open.
Auch die Decklagen 66 erstrecken sich quer, vorzugsweise senkrecht zur Stapelrichtung 62 und verschließen dadurch, dass beiderseits jeder Strukturlage 64 eine Decklage 66 angeordnet ist, die Strömungspfade in Stapelrichtung . The cover layers 66 also extend transversely, preferably perpendicular to the stacking direction 62, and close by the fact that a cover layer 66 is arranged on each side of each structure layer 64, the flow paths in the stacking direction.
Ferner umfassen die Decklagen 66 vorzugsweise noch Öffnungen, welche einen Zugang zu den Strömungspfaden in den Strukturlagen 64 erlauben. Furthermore, the cover layers 66 preferably also include openings which allow access to the flow paths in the structural layers 64.
Wie in Fig . 3 dargestellt, umfasst beispielsweise die Strukturlage 64K eine Kammer 72, welche allseits von Kammerwänden 74 umschlossen ist, die sich zwischen den Strukturlage 64K in der Stapelrichtung 62 beiderseits As shown in FIG. 3, for example, the structural layer 64K comprises a chamber 72, which is enclosed on all sides by chamber walls 74 which extend between the structural layer 64K in the stacking direction 62 on both sides
abdeckenden Decklagen 66 erstrecken und damit die Kammer 72 umgrenzen, welche beispielsweise eine rechteckähnliche Form hat. covering cover layers 66 and thus the chamber 72 define, which has, for example, a rectangular shape.
Die Kammer 72 kann dabei aber auch in jeder beliebigen Form ausgebildet sein, wobei die Kammer 72 in der Ebene quer zur Stapelrichtung 62 eine Grundfläche GF aufweist, die insbesondere größer ist, vorzugsweise ein Vielfaches größer ist, als die Summe aller durch die Strukturlage 64K gebildeten Wandflächen WF der die Kammer 72 umschließenden Kammerwände 74. The chamber 72 can also be formed in any desired shape, wherein the chamber 72 in the plane transverse to the stacking direction 62 has a base GF, which in particular is larger, preferably a multiple greater than the sum of all formed by the structural layer 64K Wall surfaces WF of the chamber 72 enclosing chamber walls 74th
Die Kammer 72 ist somit in der Lage, einen Strömungspfad 76 für das erhitzte und somit wärmeabgebende Kältemittel zu bilden, der von einer Einlassöffnung 82 zu einer Auslassöffnung 84 der Kammer 72 verläuft. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Auslassöffnung 84 in einem Bereich der Kammer 72 vorgesehen, der in einem maximalen Abstand von der Einlassöffnung 82 angeordnet ist. - - The chamber 72 is thus able to form a flow path 76 for the heated and thus heat-emitting refrigerant, which extends from an inlet opening 82 to an outlet opening 84 of the chamber 72. In this first embodiment, the outlet port 84 is provided in a portion of the chamber 72 which is located at a maximum distance from the inlet port 82. - -
Die Auslassöffnung 84 ist verbunden mit einer durch die Decklage 66W, die Strukturlage 64T und die oberste Decklage 66AO hindurchgeführten Kältemittelleitung 86, in welcher ein externes Expansionselement 88, beispielsweise ein auf der obersten Decklage 66AO der Wärmetauschereinheit 50 The outlet opening 84 is connected to a refrigerant line 86 passed through the cover layer 66W, the structural layer 64T and the topmost cover layer 66AO, in which an external expansion element 88, for example one on the uppermost cover layer 66AO of the heat exchanger unit 50
angeordnetes Expansionsorgan 28, angeordnet ist und welche zu einer weiteren Kammer 92 führt, die ebenfalls von von der Strukturlage 64K gebildeten Kammerwänden 94 umgeben ist. arranged expansion element 28, and which leads to a further chamber 92, which is also surrounded by formed by the structural layer 64K chamber walls 94.
Dabei liegt die Kammer 92 in einer quer zur Stapelrichtung 62 verlaufenden Querrichtung im Abstand von der Kammer 72, so dass jede der Kammern 72 und 92 von eigenen Kammerwänden 74 beziehungsweise 94 umschlossen ist. Auch die Kammer 92 weist in Richtung quer zur Stapelrichtung 62 eine Grundfläche GF auf, welche größer ist als die Summe aller Wandflächen WF der durch die Strukturlage 64K gebildeten Kammerwände 94, die sich zwischen den in Stapelrichtung 62 einander gegenüberliegenden Decklagen 66 erstrecken. In this case, the chamber 92 is in a direction transverse to the stacking direction 62 transverse direction at a distance from the chamber 72, so that each of the chambers 72 and 92 is enclosed by its own chamber walls 74 and 94 respectively. Also, the chamber 92 has in the direction transverse to the stacking direction 62, a base GF, which is greater than the sum of all wall surfaces WF of the formed by the structural layer 64K chamber walls 94 extending between the stacking direction 62 opposite cover layers 66.
Somit bildet die Kammer 92 ebenfalls einen Strömungspfad 96, welcher von einer Einlassöffnung 102, die in diesem Fall ebenfalls mit der Kältemittelleitung 86 verbunden ist, bis zu einer Auslassöffnung 104 verläuft. Thus, the chamber 92 also forms a flow path 96 which extends from an inlet opening 102, which in this case is also connected to the refrigerant line 86, to an outlet opening 104.
Insbesondere sind die Kammern 72 und 92 durch eine zwischen diesen liegende und in der Strukturlage 64K realisierte Isolierkammer 100 thermisch voneinander entkoppelt. In particular, the chambers 72 and 92 are thermally decoupled from one another by an insulating chamber 100 located between them and realized in the structural layer 64K.
Zur Einbindung in den Kältemittelkreislauf 20 ist die Auslassöffnung 104 der Kammer 92 mit der Kältemittelleitung 52 verbunden, die zu dem Kältemittelverdichter 22 führt und die Einlassöffnung 82 ist mit der Kältemittelleitung 54 verbunden, welche von dem Kältemittelverdichter 22 kommt. - - For integration into the refrigerant circuit 20, the outlet port 104 of the chamber 92 is connected to the refrigerant piping 52 leading to the refrigerant compressor 22, and the inlet port 82 is connected to the refrigerant piping 54 coming from the refrigerant compressor 22. - -
Somit ist in der Strukturlage 64K sowohl der Strömungspfad 76 für das wärmeabgebende verdichtete Kältemittel realisiert und auch der Strömungspfad 94 für das wärmeaufnehmende und durch das Expansionselement 88 expandierte Kältemittel realisiert. Thus, in the structural layer 64K, both the flow path 76 for the heat-emitting compressed refrigerant is realized, and also the flow path 94 for the heat-absorbing refrigerant expanded by the expansion element 88 is realized.
Beispielsweise ist in der Stapelrichtung 62 beiderseits der Strukturlage 64K die zusätzlich noch durch Decklagen 66W in Stapelrichtung 62 beiderseits abgedeckt ist, eine Strukturlage 64T angeordnet, welche in Fig . 4 dargestellt ist. For example, in the stacking direction 62 on both sides of the structural layer 64K, which is additionally covered on both sides by cover layers 66W in the stacking direction 62, a structural layer 64T is arranged, which in FIG. 4 is shown.
Jede der Strukturlagen 64T umfasst eine in der Wärmetauschereinheit 50 mit der Kammer 72 zumindest überlappend auf einer der Kammer 72 abgewandten Seite der jeweiligen Decklage 66W angeordnete Kammer 112, welche ebenfalls von Kammerwänden 114 umgeben ist, die sich in der Stapelrichtung 62 zwischen einander gegenüberliegenden Decklagen 66 erstrecken, wobei zwischen der Kammer 112 und der Kammer 72 die Decklagen 66W angeordnet sind, die einen guten Wärmefluss zwischen der Kammer 72 und den Kammern 112 zulassen. Each of the structural layers 64T comprises a chamber 112 arranged in the heat exchanger unit 50 with the chamber 72 at least overlapping on a side of the respective cover layer 66W facing away from the chamber 72, which chamber is likewise surrounded by chamber walls 114 extending in the stacking direction 62 between facing cover layers 66 extending, wherein between the chamber 112 and the chamber 72, the cover layers 66W are arranged, which allow a good heat flow between the chamber 72 and the chambers 112.
Auch die Kammern 112 haben eine der Ausdehnung quer zur Stapelrichtung 62 entsprechende Grundfläche GF, die größer ist als die Summe aller Wandflächen WF der durch die Strukturlage 64T gebildeten Kammerwände 114, wobei vorzugsweise, wie in Fig . 2 dargestellt, die Grundfläche GF der The chambers 112 also have a base area GF corresponding to the extent transverse to the stacking direction 62, which is greater than the sum of all the wall surfaces WF of the chamber walls 114 formed by the structural layer 64T, wherein preferably, as shown in FIG. 2, the base GF of the
Kammern 112 gleichgroß ist wie die Grundfläche GF der Kammer 72. Chambers 112 is the same size as the base GF of the chamber 72nd
Die Kammern 112 sind mit Einlassöffnungen 122 und Auslassöffnungen 124 versehen, die mit dem zweiten Wärmetransportkreislauf 40 verbunden sind, so dass das zweite Wärmetransportmedium des zweiten Wärmetransportkreislaufs 40 durch die Kammer 112 entlang eines von der Kammer 112 gebildeten Strömungspfads 116 strömen kann. - - The chambers 112 are provided with inlet ports 122 and outlet ports 124 connected to the second heat transport circuit 40 such that the second heat transport medium of the second heat transport circuit 40 can flow through the chamber 112 along a flow path 116 formed by the chamber 112. - -
Somit besteht die Möglichkeit, dass das zweite Wärmetransportmedium in den Kammern 112 über die Decklagen 66W übertragene Wärme aus dem längs des Strömungspfads 76 strömenden Kältemittel aufnehmen kann und zu dem Wärmeübertrager 42 transportieren kann, welcher die Wärme beispielsweise an die Umgebung abgibt. Thus, there is a possibility that the second heat transport medium in the chambers 112 can absorb heat transferred from the cover sheet 66W from the refrigerant flowing along the flow path 76 and can be transported to the heat exchanger 42 which releases the heat to the environment, for example.
Zum beiderseitigen Abschluss der Strukturlagen 64T sind diese auf ihren den Decklagen 66W abgewandten Seiten mit Decklagen 66A verschlossen. For mutual termination of the structural layers 64T, these are closed on their sides facing away from the cover layers 66W with cover layers 66A.
Somit bilden die Strukturlage 64K, die beiderseits derselben angeordneten Decklagen 66W, die Strukturlagen 64T und die diese Strukturlagen 64T abschließenden Decklagen 66A im Bereich der Kammern 72 und 112 den wärmeabgebenden Wärmetauscher 24, welcher die von dem Kältemittel in der Kammer 72 mitgeführte Wärme in die Kammern 112 transferiert, von welchen aus diese Wärme mittels des zweiten Wärmetransportmediums in dem zweiten Wärmetransportkreislauf 40 zu dem Wärmeübertrager 42 transportiert werden kann, der diese Wärme dann an die Umgebung abgibt, wobei das zweite Wärmetransportmedium vorzugsweise eine Flüssigkeit ist, die nicht umweltkritisch ist und somit in einfacher Weise von dem ersten Wärmetauscher 24 zu dem Wärmeübertrager 42 geführt werden kann. Thus, the structural layer 64K, the cover layers 66W disposed on both sides thereof, the structural layers 64T and the cover layers 66A closing the structural layers 64T in the region of the chambers 72 and 112 form the heat-emitting heat exchanger 24, which transfers the heat entrained by the refrigerant in the chamber 72 into the chambers 112, from which this heat can be transported by means of the second heat transport medium in the second heat transfer circuit 40 to the heat exchanger 42, which then releases this heat to the environment, the second heat transport medium is preferably a liquid that is not environmentally critical and thus in can be performed in a simple manner from the first heat exchanger 24 to the heat exchanger 42.
Die Strukturlagen 64T umfassen, wie in Fig. 4 dargestellt noch eine weitere Kammer 132 die ebenfalls von durch die Strukturlagen 64T gebildeten As shown in FIG. 4, the structural layers 64T comprise a further chamber 132 which is likewise formed by the structural layers 64T
Kammerwänden 134 umschlossen sind, wobei die Kammern 132 jeweils vorzugsweise auf einer der Kammer 92 gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Decklage 66W angeordnet sind. Chamber walls 134 are enclosed, wherein the chambers 132 are each preferably arranged on one of the chamber 92 opposite side of the respective cover layer 66W.
Auch die Kammer 132 weist eine Grundfläche GF in einer Richtung quer zur Stapelrichtung 62 auf, die größer ist als die Summe aller durch die Strukturlage 64T gebildeten Wandflächen WF der Kammerwände 134. - - The chamber 132 also has a base area GF in a direction transverse to the stacking direction 62, which is greater than the sum of all wall surfaces WF of the chamber walls 134 formed by the structural layer 64T. - -
Vorzugsweise ist die Grundfläche GF der Kammer 132 ungefähr gleich groß oder gleich groß wie die Grundfläche GF der Kammer 92 und die Kammern 132 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Decklagen 66W überlappend, vorzugsweise deckungsgleich überlappend, zu der Kammer 92 angeordnet. Preferably, the footprint GF of the chamber 132 is approximately equal to or equal to the footprint GF of the chamber 92, and the chambers 132 are overlapped, preferably congruently overlapping, on the opposite sides of the topsheets 66W.
Die Kammer 132 bildet ebenfalls einen Strömungspfad 136, welcher von einer Einlassöffnung 142 zu einer Auslassöffnung 144 führt, wobei die Kammer 132 in dem ersten Wärmetransportkreislauf 30 angeordnet ist, in welchem das erste Wärmetransportmedium geführt wird, welches in der Kammer 132 auf seinem Weg längs des Strömungspfads 136 Wärme abgibt, die durch die Decklagen 66W hindurch in die Kammer 92 eintritt und dort von dem Kältemittel aufgenommen wird, das die Kammer 92 längs des Strömungspfads 96 durchströmt. The chamber 132 also forms a flow path 136 which leads from an inlet port 142 to an outlet port 144, the chamber 132 being disposed in the first heat transport circuit 30 in which the first heat transport medium is conducted in the chamber 132 as it travels along the path Flow path 136 dissipates heat, which passes through the cover layers 66W through into the chamber 92 and is received there by the refrigerant flowing through the chamber 92 along the flow path 96.
Somit bilden die Kammern 132 und die zwischen diesen liegende Kammer 92 den wärmeaufnehmenden Wärmetauscher 26 der Wärmetauschereinheit 50, welcher dem ersten Wärmetransportmedium Wärme entzieht, die das erste Transportmedium dann wiederum über den Wärmeübertrager 32 innerhalb des zu kühlenden Raums 12 aufnimmt und somit dem zu kühlenden Raum 12 entzieht. Thus, the chambers 132 and the chamber 92 lying between them form the heat-absorbing heat exchanger 26 of the heat exchanger unit 50 which extracts heat from the first heat transport medium, which in turn receives the first transport medium via the heat exchanger 32 within the space 12 to be cooled and thus the space to be cooled 12 withdraws.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels wurde nicht näher dargelegt, wie ein Anschluss der Einlassöffnung 82 und der Auslassöffnung 104 für das Kältemittel erfolgen soll . In connection with the previous explanation of the first exemplary embodiment, it was not explained in detail how a connection of the inlet opening 82 and the outlet opening 104 for the refrigerant should take place.
Vorzugsweise erfolgt der Anschluss der Einlassöffnung 82 und der Auslassöffnung 104 über eine der Decklagen 66A, beispielsweise die oberste Decklage 66AO sowie über in den Strukturlagen 64T vorgesehene Durchführungen 152 und 154, die es erlauben, von Anschlüssen 162 und 164, angeordnet an der obersten Decklage 66AO ausgehend, das Kältemittel über die Durchführungen 152 und 154 durch die Strukturlage 64T, welche an die Decklage 66AO angrenzt, hindurchzuführen und zwar bis zu der in der Decklage 66W zwischen - - der Strukturlage 64T und der Strukturlage 64K liegenden Einlassöffnung 82 und Auslassöffnung 104. Preferably, the connection of the inlet opening 82 and the outlet opening 104 is made via one of the cover layers 66A, for example the topmost cover layer 66AO and via passages 152 and 154 provided in the structural layers 64T, allowing connections 162 and 164 disposed on the topmost cover layer 66AO proceeding to pass the refrigerant through the feedthroughs 152 and 154 through the structural layer 64T which adjoins the cover layer 66AO up to that in the cover layer 66W The structural layer 64T and the structural layer 64K have an inlet opening 82 and an outlet opening 104.
Außerdem sind in der Strukturlage 64T noch Durchführungen 156 und 158 für die das Expansionselement 88 aufweisende Kältemittelleitung 86 vorgesehen, um diese durch die Decklage 66W und die oberste Decklage 66 AO hindurchzuführen. In addition, passages 156 and 158 for the refrigerant line 86 having the expansion element 88 are provided in the structural layer 64T in order to pass them through the cover layer 66W and the uppermost cover layer 66 AO.
In gleicher Weise ist die Strukturlage 64K, wie in Fig . 3 dargestellt, mit Durchführungen 172 und 174 versehen, die die Einlassöffnung 122 und die Auslassöffnung 124 der Kammern 112 miteinander verbinden und außerdem ist die Decklage 64AO mit entsprechenden Anschlüssen 182 und 184 für den zweiten Wärmetransportkreislauf 40 versehen. Likewise, the structural layer 64K is as shown in FIG. 3, are provided with passages 172 and 174 interconnecting the inlet port 122 and the outlet port 124 of the chambers 112 and, moreover, the capping layer 64AO is provided with respective ports 182 and 184 for the second heat transporting circuit 40.
Darüber hinaus ist die Strukturlage 64K mit Durchführungen 192 und 194 versehen, die die jeweilige Einlassöffnung 142 und die Auslassöffnung 144 der Kammer 132 miteinander verbinden und außerdem sind in der Decklage 66AO Anschlüsse 202 und 204 für den ersten Wärmetransportkreislauf 30 vorgesehen. In addition, the structural layer 64K is provided with passages 192 and 194 connecting the respective inlet port 142 and the outlet port 144 of the chamber 132, and further, ports 202 and 204 for the first heat transport circuit 30 are provided in the cap layer 66AO.
Somit besteht die Möglichkeit, ausgehend von einer Decklage, in diesem Fall der Decklage 66AO, die Anschlüsse zu den Kammern 72 und 92 beziehungsweise 112 und 132 zu führen. Thus, it is possible, starting from a cover layer, in this case the cover layer 66AO, to guide the connections to the chambers 72 and 92 or 112 and 132.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmetauschereinheit 50', dargestellt in den Fig. 5 und 6 durch die Darstellung der Strukturlagen 64K und 64T, sind die Kammern 72, 92 sowie 112 und 132 mit Strömungsführungselementen 212 und 214 beziehungsweise 222 und 224 beziehungsweise 232 beziehungsweise 242 versehen, die den Verlauf der Strömungspfade 76 beziehungsweise 96 beziehungsweise 116 beziehungsweise 136 vorgeben, wobei die Strömungsführungselemente 212 beziehungsweise 222, 224 beziehungsweise 232 beziehungsweise 242 parallele In a second exemplary embodiment of a heat exchanger unit 50 'according to the invention, illustrated in FIGS. 5 and 6 by the illustration of the structural layers 64K and 64T, the chambers 72, 92 as well as 112 and 132 with flow guidance elements 212 and 214 or 222 and 224 or 232 and 242, respectively provided that define the course of the flow paths 76 and 96 or 116 and 136, wherein the flow guide elements 212 and 222, 224 or 232 or 242 parallel
Strömungsverläufe für die Strömungspfade 76, beziehungsweise 96, - - beziehungsweise 116 beziehungsweise 136 vorgeben und beispielsweise die Strömungsführungselemente 214 einen mäanderähnlichen Verlauf unter Verlängerung der Strömungspfade vorgeben. Flow paths for the flow paths 76, and 96, respectively, Specify - or 116 or 136 and, for example, the flow guide elements 214 pretend a meander-like course with extension of the flow paths.
Die Strömungsführungselemente 212, 214 beziehungsweise 222, 224 beziehungsweise 232 beziehungsweise 242 können dabei in verschiedenster Ausrichtung in den jeweiligen Kammern 72, 92, 112 und 132 angeordnet werden und je nach konstruktiver Auslegung und Durchströmung an die gewünschten Verhältnisse angepasst sein. The flow guide elements 212, 214 or 222, 224 or 232 or 242 can be arranged in different orientations in the respective chambers 72, 92, 112 and 132 and be adapted to the desired conditions depending on the design and flow.
Die Strömungsführungselemente 212, 214 beziehungsweise 222, 224 beziehungsweise 232 beziehungsweise 242 dienen außerdem noch dazu, die beiderseits der Strukturlagen 64K und 64T angeordneten Decklagen 66 miteinander zu verbinden und ermöglichen es somit, die Wandstärke der Decklagen 66 trotz der Druckverhältnisse insbesondere in den Kammern 72 und 92 möglichst gering zu halten, um dadurch den Wärmeübergang von den Kammern 72 und 92 in die Kammern 112 und 132 zu verbessern. The flow guide elements 212, 214 or 222, 224 or 232 and 242 also serve to connect the 66 disposed on both sides of the structural layers 64K and 64T cover layers 66 and thus make it possible, the wall thickness of the cover layers 66 despite the pressure conditions, in particular in the chambers 72 and 92 as possible to thereby reduce the heat transfer from the chambers 72 and 92 into the chambers 112 and 132.
Darüber hinaus sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel alle diejenigen Elemente, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann. Moreover, in the second embodiment, all those elements which are identical to those of the first embodiment are provided with the same reference numerals, so that reference can be made in this regard to the comments on the first embodiment.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kälteanlage 10", dargestellt in Fig. 7 und Fig. 8, sind diejenigen Teile, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass auf die Ausführungen zu diesen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. - - In a third exemplary embodiment of a refrigeration system 10 "according to the invention, illustrated in FIGS. 7 and 8, those parts which are identical to those of the preceding exemplary embodiments are provided with the same reference numerals, so that reference can be made to the statements on these in their entirety , - -
Insbesondere ist beim dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Wärmetauschereinheit 50" der Kältemittelverdichter 22 und das in Fig. 7 zeichnerisch nicht dargestellte Expansionsorgan 28 eine als Ganzes mit 250 bezeichnete Moduleinheit bilden, welche eine austauschbare Einheit darstellt, die insbesondere in den ersten Wärmetransportkreislauf 30 und den zweiten Wärmetransportkreislauf 40 lösbar einbindbar ausgebildet ist. In particular, it is provided in the third embodiment, that the heat exchanger unit 50 "of the refrigerant compressor 22 and the drawing member 28 not shown in FIG. 7 form a designated as a whole with 250 module unit, which represents a replaceable unit, in particular in the first heat transport circuit 30 and second heat transport circuit 40 is detachably einbindbar formed.
Insbesondere umfasst die Moduleinheit 250 auch die Umwälzpumpe 36. In particular, the module unit 250 also includes the circulation pump 36.
Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Moduleinheit 250 über lösbare Verbindungselemente 252 und 254 sowie 256 und 258 in den ersten Wärmetransportkreislauf 30 bzw. den zweiten Wärmetransportkreislauf 40 einbindbar ist, wobei die lösbaren Verbindungselemente 252 bis 258 vorzugsweise mit Rückschlagventilen versehen sind, die einen Verlust des jeweiligen Wärmetransportmediums in dem jeweiligen Wärmetransportkreislauf 30 bzw. 40 beim Lösen der Verbindung verhindern. For this purpose, it is preferably provided that the modular unit 250 via detachable connecting elements 252 and 254 and 256 and 258 in the first heat transport circuit 30 and the second heat transfer circuit 40 is einbindbar, wherein the releasable connecting elements 252 to 258 are preferably provided with check valves, the loss of the prevent respective heat transport medium in the respective heat transport circuit 30 and 40 when releasing the connection.
Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen umfasst die Wärmetauschereinheit 50", wie in Fig . 7 und Fig . 8 dargestellt, eine Vielzahl von in der Stapelrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Strukturlagen 64 und Decklagen 66. In contrast to the above exemplary embodiments, the heat exchanger unit 50 ", as shown in FIGS. 7 and 8, comprises a multiplicity of structural layers 64 and cover layers 66 arranged successively in the stacking direction.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Wärmetauschereinheit 50" beispielsweise drei identisch aufgebaute und in Fig . 9 dargestellte Strukturlagen 64K die ebenfalls jeweils die Kammer 72, umgeben von Kammerwänden 74 sowie die Kammer 92, ebenfalls umgeben von Kammerwänden 94, aufweisen. In the exemplary embodiment illustrated, the heat exchanger unit 50 "comprises, for example, three structure layers 64K constructed identically and shown in FIG. 9, which likewise each have the chamber 72 surrounded by chamber walls 74 and the chamber 92, likewise surrounded by chamber walls 94.
Im Übrigen haben die Kammern 72 und 92 ebenfalls jeweils eine Grundfläche GF, die größer ist als die Summe der Wandflächen WF derselben. - - Incidentally, the chambers 72 and 92 also each have a base area GF which is greater than the sum of the wall surfaces WF thereof. - -
Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen ist jedoch zwischen den Kammern 72 und 92 - wie in Fig. 9 dargestellt - ein als Ganzes mit 260 bezeichneter innerer Wärmeübertrager in die Strukturlage 64 integriert, welcher einen sich an die Auslassöffnung 84" in den Kammerwänden 74 der Kammer 72 anschließenden Abkühlpfad 262 aufweist, der durch eine Zwischenwand 264 von einem Aufwärmpfad 266 für das Kältemittel getrennt ist, wobei der Aufwärmpfad 266 von der in den Kammerwänden 204 vorgesehenen Auslassöffnung 104 der Kammer 92 bis zu einem Anschluss 268 für die Kältemittelleitung 52 entlang der Zwischenwand 264 verläuft. However, unlike the previous embodiments, as shown in FIG. 9, an internal heat exchanger, generally designated 260, is integrated between the chambers 72 and 92 in the structural layer 64, which faces the outlet opening 84 "in the chamber walls 74 of the chamber 72 subsequent Abkühlpfad 262, which is separated by a partition wall 264 of a heating path 266 for the refrigerant, wherein the heating path 266 of the provided in the chamber walls 204 outlet opening 104 of the chamber 92 to a terminal 268 for the refrigerant line 52 along the intermediate wall 264th runs.
Somit erfährt einerseits das von der Kammer 72 kommende und in Richtung der Kammer 92 strömende Kältemittel in dem Abkühlpfad 262 eine Abkühlung dadurch, dass durch die Zwischenwand 264 ein Wärmeübertrag zu dem in dem Aufwärmpfad 266 von der Kammer 92 in Richtung des Kältemittelverdichters 22 strömenden Kältemittels folgt, wobei in dem Aufwärmpfad 266 das Kältemittel eine weitere Aufwärmung durch die durch die Zwischenwand 264 übertragene Wärme erfolgt. Thus, on the one hand, the refrigerant coming from the chamber 72 and flowing in the direction of the chamber 92 undergoes cooling in the cooling path 262 by heat transfer to the refrigerant flowing in the warm-up path 266 from the chamber 92 in the direction of the refrigerant compressor 22 through the intermediate wall 264 wherein, in the warm-up path 266, the refrigerant is further heated by the heat transferred through the baffle 264.
Der Effekt dieses inneren Wärmeübertragers 260 ist in Fig. 10 in dem The effect of this internal heat exchanger 260 is shown in FIG
Diagramm des Drucks über der Enthalpie dargestellt, wobei aus der Fig. 10 zu erkennen ist, welche Wirkung der Innere Wärmeübertrager 260 durch den ersten Abkühlpfad 262 und den Aufwärmpfad 266 auf die Druck- und Diagram of the pressure over the enthalpy shown, it can be seen from Fig. 10, which effect of the internal heat exchanger 260 through the first Abkühlpfad 262 and the Aufwärmpfad 266 on the pressure and
Entropieverhältnisse im Kältemittelkreislauf 20 hat. Entropieverhältnisse in the refrigerant circuit 20 has.
Insbesondere erlaubt der innere Wärmeübertrager 260 nach der Enthalpiezunahme des Kältemittels längs des Strömungspfads 96 in der Kammer 92 die Enthalpie des Kältemittels weiter zu erhöhen, bevor die Verdichtung des Kältemittels durch den Kältemittelverdichter 22 erfolgt. - - In particular, after the enthalpy increase of the refrigerant along the flow path 96 in the chamber 92, the internal heat exchanger 260 allows the enthalpy of the refrigerant to be further increased before the refrigerant is compressed by the refrigerant compressor 22. - -
Nach dem Verdichten erfolgt die Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels durch den Strömungspfad 76 in der Kammer 72 und eine zusätzliche weitere Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels vor der Expansion desselben durch das Expansionsorgan 28 erfolgt durch den ersten Abkühlpfad 262 des inneren Wärmeübertragers 260. After compression, the enthalpy of the refrigerant is reduced through the flow path 76 in the chamber 72, and additional further enthalpy reduction of the refrigerant prior to expansion thereof by the expansion device 28 occurs through the first cooling path 262 of the internal heat exchanger 260.
Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorzugsweise der innere Wärmeübertrager 260 so angeordnet, dass dieser zwischen den Kammerwänden 74 der Kammer 72 und den Kammerwänden 94 der Kammer 92 liegt und somit eine thermische Barriere zwischen dem wärmeabgebenden In addition, in the solution according to the invention preferably the inner heat exchanger 260 is arranged so that it lies between the chamber walls 74 of the chamber 72 and the chamber walls 94 of the chamber 92 and thus a thermal barrier between the heat-emitting
Strömungspfad 76 für das Kältemittel und dem wärmeaufnehmenden Flow path 76 for the refrigerant and the heat-absorbing
Strömungspfad für das Kältemittel darstellt. Represents flow path for the refrigerant.
Im einfachsten, in Fig . 9 dargestellten Fall verläuft der erste Abkühlpfad 262 zwischen der Zwischenwand 264 und einer der Kammerwände 74 der Kammer 72 und außerdem verläuft der Aufwärmpfad 266 zwischen der Zwischenwand 264 und einer der Kammerwände 94 der Kammer 92, so dass die Kammern 72 und 92 mit ihren Kammerwänden 74c und 94c unmittelbar auch Wände für den ersten Abkühlpfad 262 beziehungsweise den Aufwärmpfad 266 darstellen. In the simplest, in Fig. 9, the first cooling path 262 extends between the intermediate wall 264 and one of the chamber walls 74 of the chamber 72 and, moreover, the warming path 266 extends between the intermediate wall 264 and one of the chamber walls 94 of the chamber 92 such that the chambers 72 and 92 communicate with their chamber walls 74c and 94c also directly represent walls for the first cooling path 262 and the heating path 266, respectively.
Eine weitere Steigerung der Effizienz des Kältemittelkreislaufs erfolgt dadurch, dass im Anschluss an den Abkühlpfad 262 des inneren Wärmeübertragers 260 ein zusätzlicher Abkühlpfad 272 vorgesehen ist, welcher längs einer Außenseite von mindestens einer oder mehreren Kammerwänden, in diesem Fall längs der Kammerwände 94a und 94b bis zu dem Expansionsorgan 28" verläuft, so dass durch die Außenwände 94a und 94b hindurch ebenfalls noch ein Wärmeübertrag von dem Kältemittel im zweiten Abkühlpfad 272 zu dem Kältemittel in dem Strömungspfad 96 erfolgt, bis eine Expansion des Kältemittels durch das Expansionsorgan 28" stattfindet. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Expansionsorgan 28" derart aus¬ gebildet, dass dieses eine in die Strukturlage 64K" integrierte Drosselstelle darstellt, so dass im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen kein externes Expansionselement 88 erforderlich ist. A further increase in the efficiency of the refrigerant circuit is achieved by providing an additional cooling path 272 following the cooling path 262 of the internal heat exchanger 260 which extends along an outside of at least one or more chamber walls, in this case along the chamber walls 94a and 94b up to the expansion member 28 "extends, so that through the outer walls 94a and 94b also through a heat transfer from the refrigerant in the second Abkühlpfad 272 to the refrigerant in the flow path 96 takes place until an expansion of the refrigerant through the expansion element 28" takes place. In the third embodiment, the expansion element is "formed from such ¬ that this one in the structure capable 64K" 28 is integrated throttle point, so that in contrast to the first two embodiments, no external expansion element 88 is required.
Wie außerdem in Fig . 9 dargestellt, sind in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel in der Kammer 72 die Durchführungen 172 und 174 und in der Kammer 92 die Durchführungen 192 und 194 vorgesehen, die dazu dienen, das zweite Wärmetransportmedium beziehungsweise das erste Wärmetransportmedium durch das Strukturelement 64K" hindurchzuführen. As also shown in FIG. 9, in the same way as in the first embodiment in the chamber 72, the passages 172 and 174 and in the chamber 92, the passages 192 and 194 are provided, which serve to pass the second heat transport medium or the first heat transport medium through the structural element 64K ".
Wie ferner in Fig . 11 dargestellt, umfasst das Strukturelement 64T" beim dritten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungs¬ beispiel die Kammer 112, die von Kammerwänden 114 umgeben ist, sowie die Kammer 132 die von Kammerwänden 134 umgeben ist. As further shown in FIG. 11, the structural element 64T "in the third embodiment, in the same way as in the first embodiment ¬ example, the chamber 112, which is surrounded by chamber walls 114, and the chamber 132 which is surrounded by chamber walls 134.
Die Kammer 112 bildet dabei den Strömungspfad 116 für das zweite Wärmetransportmedium des zweiten Wärmetransportkreislaufs 40, während die Kammer 132 den Strömungspfad 136 für das erste Transportmedium des ersten Wärmetransportkreislaufs 30 bildet, die in gleicher weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. The chamber 112 forms the flow path 116 for the second heat transport medium of the second heat transport circuit 40, while the chamber 132 forms the flow path 136 for the first transport medium of the first heat transfer circuit 30, which are formed in the same manner as in the first embodiment.
Ferner ist - genau wie beim ersten Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Kammern 112 und 132 die Isolierkammer 140 vorgesehen, welche je nach Aufbau der Wärmetauschereinheit entweder mit Stickstoff gefüllt ist oder ein Vakuum aufweist, um die Kammern 112 und 132 thermisch voneinander zu trennen. Further, just as in the first embodiment between the two chambers 112 and 132, the insulating chamber 140 is provided, which is either filled with nitrogen or having a vacuum depending on the structure of the heat exchanger unit to thermally separate the chambers 112 and 132 from each other.
Vorzugsweise ist die Isolierkammer 140 so angeordnet, dass die Isolier¬ kammer 140 und der innere Wärmeübertrager 260 auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Decklage 66 angeordnet sind und vorzugsweise dieselbe Flächenausdehnung quer zur Stapelrichtung 62 aufweisen. - - Preferably, the insulating chamber 140 is arranged so that the insulating ¬ chamber 140 and the inner heat exchanger 260 are disposed on opposite sides of the respective cover layer 66 and preferably have the same surface area transverse to the stacking direction 62. - -
Darüber hinaus ist bei diesem Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Durchführung 152 in der Kammer 112 vorgesehen und in Abwandlung zum ersten Ausführungsbeispiel die Durchführung 154 für das expandierte Kältemittel in der Isolierkammer 140 angeordnet. Moreover, in this embodiment, in the same manner as the first embodiment, the passage 152 is provided in the chamber 112 and, in a modification to the first embodiment, the expanded refrigerant passage 154 is disposed in the isolation chamber 140.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kälteanlage 10 ist, wie in Fig . 12 dargestellt, die Strukturlage 64K'" in Abwandlung zum dritten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass der innere Wärmeübertrager 260"' sich von der Auslassöffnung 84 der Kammer 72 die Kammer 92 auf mehreren Seiten, beispielsweise drei Seiten, umschlingend bis zum In a fourth embodiment of the refrigeration system 10 according to the invention, as shown in FIG. 12, the structural layer 64K '' 'as modified from the third embodiment is formed so that the inner heat exchanger 260' 'from the outlet opening 84 of the chamber 72, the chamber 92 on several sides, for example three sides, wrapping to the
Expansionsorgan 28 erstreckt, so dass der erste Abkühlpfad 262"' bis zum Expansionsorgan reicht und sich der Aufwärmpfad 266 im Wesentlichen von einer dem Expansionsorgan gegenüberliegenden Seite der Zwischenwand 264 ausgehend von der Auslassöffnung 104 ebenfalls die Kammer 92 auf mehreren Seiten umgebend erstreckt, und den Anschluss 268 für das dem Kältemittelverdichter 22 zuzuführende Kältemittel erreicht. Expansion member 28 extends so that the first Abkühlpfad 262 '' extends to the expansion device and the heating path 266 extends substantially from a side opposite the expansion element side of the intermediate wall 264 from the outlet opening 104, the chamber 92 surrounding a plurality of sides, and the terminal 268 reaches the refrigerant compressor 22 to be supplied refrigerant.
Zusätzlich ist vorzugsweise im Anschluss an das Expansionsorgan 28 noch ein Strömungsführungspfad 282 vorgesehen, welcher das expandierte Kältemittel zu der Wand 94c der Kammer 92 führt, die die Kammer 92 von dem Aufwärmpfad 266 trennt, so dass das expandierte und teilweise Flüssigkeitsanteile aufweisende Kältemittel auf einer dem Auslass 268 gegenüberliegenden Seite der Kammerwand 94c auf diese auftrifft und somit auf den Abschnitt 94 auf die Kammerwand 94c trifft, die am stärksten erwärmt ist, so dass die Flüssigkeitsanteile in dem expandierten Kältemittel möglichst rasch verdampfen. In addition, a flow guide path 282 is preferably provided subsequent to the expansion member 28, which leads the expanded refrigerant to the wall 94 c of the chamber 92, which separates the chamber 92 from the heating path 266, so that the expanded and partially liquid fractions having refrigerant on one Outlet 268 on the opposite side of the chamber wall 94 c impinges on these and thus strikes the portion 94 on the chamber wall 94 c, which is heated the most, so that the liquid portions evaporate in the expanded refrigerant as quickly as possible.
Darüber hinaus ist in der Kammer 92 noch ein Strömungsführungselement 222"' vorgesehen, welches den Strömungspfad 96"' für das Kältemittel in Form einer U-förmigen Schleife innerhalb der Kammer 92 vorgibt. - - In addition, in the chamber 92, a flow guide member 222 "'is provided, which defines the flow path 96''' for the refrigerant in the form of a U-shaped loop within the chamber 92. - -
Auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist das Strukturelement 64T entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet, wobei die Also in the fourth embodiment, the structural element 64 T is formed according to the third embodiment, wherein the
Kammern 92 und 112 sowie 92 und 132 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der zwischen diesen Strukturelementen 64K'" und 64T liegenden Decklage angeordnet sind und vorzugsweise dieselbe Ausdehnung aufweisen. Chambers 92 and 112 and 92 and 132 are respectively disposed on opposite sides of the cover layer lying between these structural elements 64K '"and 64T and preferably have the same extent.
Ferner sind vorzugsweise auch der innere Wärmeübertrager 260 und die Isolierkammer 140 auf gegenüberliegenden Seiten der zwischen dieser liegenden Decklage 66W angeordnet und weisen den gleichen Verlauf in einer senkrecht zur Stapelrichtung 62 verlaufenden Ebene auf. Furthermore, the inner heat exchanger 260 and the insulating chamber 140 are preferably also arranged on opposite sides of the cover layer 66W lying between them and have the same course in a plane perpendicular to the stacking direction 62.
Im Übrigen sind diejenigen Teile des vierten Ausführungsbeispiels, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Incidentally, those parts of the fourth embodiment, which are identical to those of the preceding embodiments, provided with the same reference numerals, so that the comments on the above embodiments, reference is made in full.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig . 13, umfasst die Strukturlage 64K'" ebenfalls die Kammern 72 und 92 sowie den inneren Wärmeübertrager 260"", allerdings ist die Ausbildung derselben in der quer oder insbesondere senkrecht zur Stapelrichtung 62 verlaufenden Ebene in der Abstandsrichtung der Kammern 72 und 92 gedehnt, um die Wärmeübertragung von der Kammer 72 in die Kammer 92 zu reduzieren. In a fifth embodiment, shown in FIG. 13, the structural layer 64K '' 'also includes the chambers 72 and 92 as well as the internal heat exchanger 260' '', however, the formation thereof in the transverse or, in particular, perpendicular to the stacking direction 62 in the direction of spacing of the chambers 72 and 92 is stretched to the Heat transfer from the chamber 72 into the chamber 92 to reduce.
Ferner ist der Wärmeübertrager 260"" so ausgebildet, dass der erste Abkühlpfad 262"" und der Aufwärmpfad 266"" sowie die zwischen diesen liegende Zwischenwand 264"" mäanderförmig im Bereich zwischen den Kammern 72 und 92 verlaufen, um ebenfalls die thermische Entkopplung der Kammern 72 und 92 zu verbessern. - - Further, the heat exchanger 260 "" is formed so that the first Abkühlpfad 262 "" and the Aufwärmpfad 266 "" and the intermediate wall 264 lying between these "" meandering in the region between the chambers 72 and 92, also to the thermal decoupling of the chambers 72 and 92 to improve. - -
Im Übrigen sind diejenigen Teile des fünften Ausführungsbeispiels, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Incidentally, those parts of the fifth embodiment, which are identical to those of the preceding embodiments, provided with the same reference numerals, so that the comments on the above embodiments, reference may be made in full.
Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig . 14 und 15 ist das Strukturelement 64K"" in gleicher Weise ausgebildet, wie beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, so dass auf die Ausführungen hierzu sowie auf die voranstehenden Ausführungsbeispiele vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. In a sixth embodiment, shown in FIGS. 14 and 15, the structural element 64K "" is formed in the same way as in the fourth embodiment according to FIG. 12, so that reference can be made in full to the explanations given here as well as to the preceding embodiments.
Im Gegensatz zum vierten Ausführungsbeispiel ist allerdings bei dem sechsten Ausführungsbeispiel das Expansionsorgan 28 nicht in die Strukturlage 64K integriert, sondern die Strukturlage 64K ist so ausgebildet, dass der erste Abkühlpfad 262 durch eine Abschlusswand 292 verschlossen ist. In contrast to the fourth embodiment, however, in the sixth embodiment, the expansion member 28 is not integrated into the structure layer 64K, but the structure layer 64K is formed such that the first cooling path 262 is closed by a terminating wall 292.
Ferner ist vorzugsweise die Strukturlage 64K an die Decklage 66AO angrenzend angeordnet, so dass die Möglichkeit besteht, durch die Decklage 66AO eine Kältemittelleitung 302 mit dem ersten Abkühlpfad 262 zu verbinden, die ihrerseits dann wiederum durch die Decklage 66AO mit dem Strömungsführungspfad 282 verbunden ist und in welcher das Expansions¬ organ 28 als externes Expansionsorgan angeordnet ist. Further, preferably, the structural layer 64K is disposed adjacent the cover layer 66AO so that it is possible to connect a refrigerant line 302 through the cover layer 66AO to the first cooling path 262, which in turn is then connected to the flow guide path 282 through the cover layer 66AO and into which the expansion ¬ organ 28 is arranged as an external expansion organ.
Durch die Kältemittelleitung 302 besteht somit die Möglichkeit, in einfacher Weise das integrierte Expansionsorgan 28 zu vermeiden. The refrigerant line 302 thus makes it possible to avoid the integrated expansion element 28 in a simple manner.
Darüber hinaus hat der Aufbau des Strukturelements 64K noch den Vorteil, dass ein Fühler 89 für das externe Expansionselement 88 in einfacher Weise nahe der Auslassöffnung 104 der Kammer 92 ebenfalls durch die Decklage 66AO hindurch oder auf der Decklage 66AO im Bereich des Aufwärmpfades 266 angeordnet werden kann. - - Moreover, the structure of the structural element 64K still has the advantage that a sensor 89 for the external expansion element 88 can also be arranged in a simple manner near the outlet opening 104 of the chamber 92 through the cover layer 66AO or on the cover layer 66AO in the region of the heating path 266 , - -
Ferner ist bei dieser Lösung beispielsweise ein Strukturelement 64T Further, in this solution, for example, a structural element 64T
vorgesehen, welches in gleicher Weise wie beim vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist und auf einer dem externen Expansionselement 88 gegenüberliegenden Seite des Strukturelements 64K , jedoch getrennt durch die Decklage 66W angeordnet ist. provided, which is formed in the same manner as in the fourth embodiment and on a side opposite the external expansion element 88 side of the structural element 64K, but separated by the cover layer 66W is arranged.
Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, eine Vielzahl von einander abwechselnden Strukturlagen 64K , 64T und Decklagen 66T Alternatively, it is also possible, a plurality of alternating structural layers 64K, 64T and cover layers 66T
vorzusehen, bei welchen auf die oberste die Decklage 66AO die Strukturlage 64K folgt, wobei die Temperatur in der an die Decklage 66AO angrenzenden Strukturlage 64K durch den Fühler 89 als für alle weiteren Strukturlagen 64K repräsentative Temperatur für die Steuerung des Expansionselements 88 herangezogen wird und im Übrigen die Kältemittelleitung 302 zu allen Strukturlagen 64K geführt wird. to provide, in which on the top of the cover layer 66AO follows the structural layer 64K, wherein the temperature in the adjacent to the cover layer 66AO structure layer 64K is used by the sensor 89 as representative of all other structural layers 64K representative temperature for the control of the expansion element 88 and the rest the refrigerant line 302 is led to all the structural layers 64K.
Im Übrigen sind bei diesem Ausführungsbeispiel diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Elemente identisch oder funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Incidentally, in this embodiment, those elements which are identical or functionally identical to those of the preceding elements, provided with the same reference numerals, so that in this respect the comments on the preceding embodiments may be fully incorporated by reference.
Bei einem siebten Ausführungsbeispiel, welches auf dem vierten Ausführungsbeispiel basiert und in Fig . 16 bis 19 dargestellt ist, ist der erste Abkühlpfad 262 bis nahe an den Anschluss 268 geführt, so dass ein zu dem In a seventh embodiment based on the fourth embodiment and shown in FIG. 16 to 19, the first cooling path 262 is guided close to the terminal 268, so that one to the
Expansionsorgan 28 führender Kältemittelanschluss 312 in geringem Abstand neben dem Anschluss 268 liegt und ein vom Expansionsorgan 28 Expansion member 28 leading refrigerant port 312 is located at a small distance adjacent to the port 268 and one of the expansion element 28th
kommender Kältemittelanschluss 314 der Kammer 92 auf einer der Zwischenwand 264 gegenüberliegenden Seite angeordnet werden kann, wie in Fig . 16 dargestellt. - - Coming refrigerant port 314 of the chamber 92 can be arranged on a side opposite the intermediate wall 264 side, as shown in FIG. 16 shown. - -
Dies ermöglicht den Einsatz eines in Fig . 17 dargestellten Expansionselements 322 in Blockbauweise, dessen Gehäuseblock 324 einen Durchlass 326 aufweist, dessen eine Anschlussöffnung 328 den Anschluss 268 übergreifend, insbesondere fluchtend mit diesem, angeordnet ist und dessen andere This allows the use of a in Fig. 17 in block construction, whose housing block 324 has a passage 326, whose one terminal opening 328, the terminal 268 cross-over, in particular in alignment with this, is arranged and the other
Anschlussöffnung 332 mit der zum Kältemittelverdichter 22 führenden Leitung 52 verbunden ist, so dass das den Aufwärmpfad 266 verlassende und zum Kältemittelverdichter 22 strömende Kältemittel den Durchlass 326 durchströmt. Connection port 332 is connected to the line leading to the refrigerant compressor 22 line 52, so that the leaving the heating path 266 and flowing to the refrigerant compressor 22 refrigerant flows through the passage 326.
In dem Durchlass 326 und somit im Gehäuseblock 324 ist ein temperaturerfassendes Element 334 angeschlossen, welches einerseits eine im Gehäuse¬ block 324 angeordnete Expansionsventileinheit 336 betätigt und andererseits durch eine Einstelleinheit 338 einstellbar ist. In the passage 326 and thus in the housing block 324, a temperature detecting element 334 is connected, which on the one hand actuated in the housing ¬ block 324 expansion valve unit 336 actuated and on the other hand by an adjustment unit 338 is adjustable.
Zur Expansionsventileinheit 336 führt ein im Gehäuseblock 324 vorgesehener Einströmkanal 342, dessen Anschlussöffnung 344 vorzugsweise den Kälte- mittelanschluss 312 übergreifend, insbesondere fluchtend mit diesen, angeordnet ist. The expansion valve unit 336 is provided with an inlet channel 342 provided in the housing block 324, whose connection opening 344 is preferably arranged so as to overlap the refrigerant connection 312, in particular in alignment with the latter.
Ferner führt von der Expansionsventileinheit 336 ein im Gehäuseblock 324 vorgesehener Ausströmkanal 346 zu einer Anschlussöffnung 348, welche zum Beispiel über ein Leitungsstück 352 mit dem Kältemittelanschluss 314 verbunden ist. Furthermore, from the expansion valve unit 336, an outflow channel 346 provided in the housing block 324 leads to a connection opening 348, which is connected to the refrigerant connection 314, for example via a line piece 352.
Der Gehäuseblock 324 kann aber auch so modifiziert ausgebildet sein, dass die Öffnungen 344 und 348 auf derselben Seite des Gehäuseblocks 324 liegen und die Kältemittelanschlüsse 312 und 314 diese Öffnungen 344, 348 übergreifend angeordnet werden können. - - However, the housing block 324 can also be modified so that the openings 344 and 348 are located on the same side of the housing block 324 and the refrigerant connections 312 and 314 can cross these openings 344, 348. - -
Ein derartiges Expansionselement 322 in Blockbauweise hat den Vorteil, dass es sich günstig bei einer Wärmetauschereinheit 50 mit einer Vielzahl von Strukturlagen 64K einsetzen lässt, da eine Erfassung der Temperatur in dem Kältemittelstrom der zusammengefassten Anschlüsse 268 aller Strukturlagen 64K und somit der gemittelten Temperatur des Kältemittels aus allen Strukturlagen 64K erfolgt, so dass es nicht notwendig ist, wie beispielsweise beim sechsten Ausführungsbeispiel, einen Fühler für die Temperatur nahe der Auslassöffnung 104 anzuordnen. Such a block-type expansion element 322 has the advantage that it can be used favorably on a heat exchanger unit 50 having a plurality of structure layers 64K, since detection of the temperature in the refrigerant flow of the combined connections 268 of all the structure layers 64K and thus of the averaged temperature of the refrigerant all structural layers 64K, so that it is not necessary, as for example in the sixth embodiment, to arrange a sensor for the temperature near the outlet opening 104.
Im Übrigen sind bei diesem Ausführungsbeispiel diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Elemente identisch oder funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Incidentally, in this embodiment, those elements which are identical or functionally identical to those of the preceding elements, provided with the same reference numerals, so that in this respect the comments on the preceding embodiments may be fully incorporated by reference.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Wärmetauschereinheit für eine ein Kältemittel in einem Kältemittelkreislauf (20) führende Kälteanlage (10), wobei die Wärmetauschereinheit (50) einen wärmeabgebenden Wärmetauscher (24) mit einem wärmeabgebenden Strömungspfad (76) für das Kältemittel und einem wärmeaufnehmenden Strömungspfad (116) für ein zweites Wärmetransportmedium sowie einen wärmeaufnehmenden Wärmetauscher (26) mit einem wärmeaufnehmenden Strömungspfad (96) für das Kältemittel und einem wärmeabgebenden Strömungspfad (136) für ein erstes Wärmetauschermedium aufweist, A heat exchanger unit for a refrigeration system (10) leading a refrigerant in a refrigerant circuit (20), the heat exchanger unit (50) comprising a heat-emitting heat exchanger (24) having a heat-emitting refrigerant flow path (76) and a heat-receiving flow path (116) second heat transport medium and a heat-absorbing heat exchanger (26) having a heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant and a heat-emitting flow path (136) for a first heat exchange medium,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wärmetauschereinheit (50) in Stapelbauweise aufgebaut ist und in einer Stapelrichtung (62) einander abwechselnde Strukturlagen (64) und Decklagen (66) aufweist, dass die Strukturlagen (64) einen Verlauf der Strömungspfade (76, 116, 96, 136) für das Kältemittel beziehungsweise die Wärmetransportmedien quer zur Stapelrichtung (62) festlegen und die Decklagen die Strömungspfade (76, 116, 96, 136) in Stapelrichtung (62) überdecken und begrenzen, dass in mindestens einer der Strukturlagen (64K) mindestens einer der Strömungspfade (76, 96) für das Kältemittel und in mindestens einer anderen der Strukturlagen (64T) mindestens einer der Strömungspfade (116, 136) für eines der Wärmetransportmedien verläuft.  characterized in that the heat exchanger unit (50) is constructed in a stacked construction and has in a stacking direction (62) alternating structural layers (64) and cover layers (66) that the structural layers (64) a course of the flow paths (76, 116, 96, 136 ) define the refrigerant or the heat transport media transversely to the stacking direction (62) and the cover layers cover and limit the flow paths (76, 116, 96, 136) in the stacking direction (62) and at least one of the flow paths in at least one of the structural layers (64K) (76, 96) for the refrigerant and in at least one other of the structural layers (64T) of at least one of the flow paths (116, 136) for one of the heat transport media.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein für das Kältemittel vorgesehenes inneres Volumen der Wärmetauschereinheit (50) kleiner ist als eintausend Kubikzentimeter. Heat exchanger unit according to claim 1, characterized in that an intended for the refrigerant internal volume of the heat exchanger unit (50) is smaller than one thousand cubic centimeters.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für das Kältemittel vorgesehenes inneres Volumen des wärmeabgebenden Wärmetauschers (24) kleiner ist als fünfhundert Kubikzentimeter. Heat exchanger unit according to claim 1 or 2, characterized in that an intended for the refrigerant internal volume of the heat-emitting heat exchanger (24) is less than five hundred cubic centimeters.
4. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wärmeabgebenden Wärmetauscher (24) der mindestens eine wärmeabgebende Strömungspfad (76) für das Kältemittel und der mindestens eine wärmeaufnehmende Strömungspfad (116) für das zweite Wärmetransportmedium einander überlappend auf einander gegenüberliegenden Seiten mindestens einer der Decklagen (66W) verlaufen und dass der Wärmetransport durch diese Decklage (66W) hindurch erfolgt. 4. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the heat-emitting heat exchanger (24) of the at least one heat-emitting flow path (76) for the refrigerant and the at least one heat-absorbing flow path (116) for the second heat transport medium overlap each other on opposite sides at least one of the cover layers (66W) run and that the heat transfer through this cover layer (66W) takes place therethrough.
5. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher (26) der mindestens eine wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel und der mindestens eine wärmeabgebende Strömungspfad für das erste Wärmetransportmedium einander überlappend auf einander gegenüberliegenden Seiten mindestens einer der Decklagen (66W) verlaufen und dass der 5. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the heat-absorbing heat exchanger (26) of the at least one heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant and the at least one heat-emitting flow path for the first heat transport medium overlapping each other on opposite sides of at least one of Cover layers (66W) run and that the
Wärmetransport durch diese Decklage (66W) hindurch erfolgt.  Heat transfer through this cover layer (66W) is carried out.
6. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (76) und der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel jeweils in derselben Strukturlage (64K) verlaufen. 6. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-emitting flow path (76) and the heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant in each case in the same structural layer (64K).
7. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Strukturlagen (64K) ein innerer Wärmeübertrager (260) vorgesehen ist. 7. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that in one of the structural layers (64K), an inner heat exchanger (260) is provided.
8. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wärmeübertrager (260) in derselben Strukturlage (64K) wie der wärmeabgebende Strömungspfad (76) und der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel angeordnet ist. 8. Heat exchanger unit according to claim 7, characterized in that the inner heat exchanger (260) in the same structural layer (64K) as the heat-emitting flow path (76) and the heat-absorbing flow path (96) is arranged for the refrigerant.
9. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem inneren Wärmeübertrager (260) von dem wärmeabgebenden Strömungspfad (76) kommendes und zum Expansionsorgan (28) strömendes Kältemittel vor Erreichen des Expansionsorgans (28) Wärme an das vom wärmeaufnehmenden Strömungspfad (96) kommende Kältemittel abgibt. 9. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the inner heat exchanger (260) coming from the heat-emitting flow path (76) and the expansion element (28) flowing refrigerant before reaching the expansion element (28) heat to the heat-absorbing flow path ( 96) emits coming refrigerant.
10. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wärmeübertrager (260) einen ersten Abkühlpfad (262) für das aus dem wärmeabgebenden Strömungspfad (76) kommende Kältemittel aufweist und einen Aufwärmpfad (266) für das aus dem wärmeaufnehmenden Strömungspfad (96) kommende Kältemittel auf¬ weist. 10. Heat exchanger unit according to claim 9, characterized in that the inner heat exchanger (260) has a first Abkühlpfad (262) for coming out of the heat-emitting flow path (76) refrigerant and a warm-up path (266) for the from the heat-receiving flow path (96). coming refrigerant on ¬ points.
11. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmeübertrager (260) der erste Abkühlpfad (262) und der Aufwärmpfad (266) für das Kältemittel durch eine Zwischenwand (264) getrennt sind, durch welche der Wärmeübertrag erfolgt. 11. Heat exchanger unit according to claim 10, characterized in that in the heat exchanger (260) of the first Abkühlpfad (262) and the Aufwärmpfad (266) for the refrigerant by an intermediate wall (264) are separated, through which the heat transfer takes place.
12. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch 12. Heat exchanger unit according to claim 10 or 11, characterized
gekennzeichnet, dass sich an den Abkühlpfad (262) des inneren Wärmeübertragers (260) ein Zusatzabkühlpfad (272) anschließt.  in that an additional cooling path (272) adjoins the cooling path (262) of the internal heat exchanger (260).
13. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzabkühlpfad (272) neben dem Wärmeaufnehmenden Strömungspfad (96) verläuft. 13. Heat exchanger unit according to claim 12, characterized in that the additional cooling path (272) extends adjacent to the heat-receiving flow path (96).
14. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (76) und der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel in derselben Strukturlage (64K) thermisch getrennt voneinander angeordnet sind. 14. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-emitting flow path (76) and the heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant in the same structural layer (64K) are arranged thermally separated from each other.
15. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (76) und der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel durch eine zwischen diesen angeordnete Isolierkammer (100) voneinander getrennt sind . 15. Heat exchanger unit according to claim 14, characterized in that the heat-emitting flow path (76) and the heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant are separated by an insulating chamber (100) arranged between them.
16. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (76) und der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel durch einen zwischen diesen angeordneten inneren Wärmeübertrager (260) voneinander getrennt sind. 16. Heat exchanger unit according to claim 14, characterized in that the heat-emitting flow path (76) and the heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant are separated by an inner heat exchanger (260) arranged between them.
17. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (76) in einer Kammer (72) der Strukturlage (64K) verläuft. 17. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-emitting flow path (76) in a chamber (72) of the structural layer (64K) extends.
18. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (72) Strömungsführungselemente (212, 214) zur Festlegung des wärmeabgebenden Strömungspfades angeordnet sind . 18. Heat exchanger unit according to claim 17, characterized in that in the chamber (72) flow guide elements (212, 214) are arranged for fixing the heat-emitting flow path.
19. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsführungselemente (212, 214) mit den beiderseits der Strukturlage (64K) angeordneten Decklagen (66) verbunden sind . 19. Heat exchanger unit according to claim 18, characterized in that the flow guide elements (212, 214) with the both sides of the structure layer (64K) arranged cover layers (66) are connected.
20. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeaufnehmende Strömungspfad (96) für das Kältemittel in einer Kammer (92) der Strukturlage (64K) verläuft. 20. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing flow path (96) for the refrigerant in a chamber (92) of the structural layer (64K) extends.
21. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (92) Strömungsführungselemente (222, 224) zur Festlegung des wärmeaufnehmenden Strömungspfads (96) vorgesehen sind. 21. Heat exchanger unit according to claim 20, characterized in that in the chamber (92) flow guide elements (222, 224) for fixing the heat-absorbing flow path (96) are provided.
22. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsführungselemente (222, 224) mit den beiderseits der Strukturlage (64K) angeordneten Decklagen (66) verbunden sind . 22. Heat exchanger unit according to claim 21, characterized in that the flow guidance elements (222, 224) are connected to the cover layers (66) arranged on both sides of the structural layer (64K).
23. Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strömungspfade (76, 96) für das Kältemittel aufnehmenden Kammern (72, 92) in der Strukturlage (64K) durch eine zwischen diesen in der Strukturlage (64K) ausgebildete Isolierkammer ( 100) thermisch getrennt sind. 23. Heat exchanger unit according to one of claims 17 to 22, characterized in that the flow paths (76, 96) for the refrigerant receiving chambers (72, 92) in the structural layer (64K) formed by a between these in the structural layer (64K) Insulating chamber (100) are thermally separated.
24. Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strömungspfade (76, 96) aufnehmenden Kammern (72) durch einen zwischen diesen angeordneten inneren Wärmeübertrager (260) thermisch voneinander getrennt sind. 24. Heat exchanger unit according to one of claims 17 to 22, characterized in that the flow paths (76, 96) receiving chambers (72) are thermally separated from each other by an arranged between these inner heat exchanger (260).
25. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeaufnehmende Strömungspfad ( 116) für das zweite Wärmetransportmedium und der wärmeabgebende Strömungspfad (136) für das erste Wärmetransportmedium in derselben Strukturlage (64T) angeordnet sind. 25. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing flow path (116) for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path (136) for the first heat transport medium in the same structural layer (64T) are arranged.
26. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeaufnehmende Strömungspfad (116) für das zweite Wärmetransportmedium und der wärmeabgebende Strömungspfad (136) für das erste Wärmetransportmedium durch eine in der 26. Heat exchanger unit according to claim 25, characterized in that the heat-absorbing flow path (116) for the second heat transport medium and the heat-emitting flow path (136) for the first heat transport medium by a in the
Strukturlage (64K) angeordnete Zwischenstruktur (140) thermisch voneinander getrennt sind.  Structure layer (64K) arranged intermediate structure (140) are thermally separated from each other.
27. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstruktur als Isolierkammer ( 140) ausgebildet ist. 27. Heat exchanger unit according to claim 26, characterized in that the intermediate structure is formed as an insulating chamber (140).
28. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeaufnehmende Strömungspfad (116) für das zweite Wärmetransportmedium in einer Kammer (112) der Strukturlage (64T) angeordnet ist. 28. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing flow path (116) for the second heat transport medium in a chamber (112) of the structure layer (64 T) is arranged.
29. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (112) Strömungsführungselemente (232) angeordnet sind, welche den Verlauf des Strömungspfades (116) vorgeben. 29. Heat exchanger unit according to claim 28, characterized in that in the chamber (112) flow guide elements (232) are arranged, which predetermine the course of the flow path (116).
30. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsführungselemente (232) mit den beiderseits der Strukturlage angeordneten Decklagen (66) verbunden sind . 30. Heat exchanger unit according to claim 29, characterized in that the flow guiding elements (232) are connected to the cover layers (66) arranged on both sides of the structural layer.
31. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeabgebende Strömungspfad (136) für das erste Wärmetransportmedium in einer Kammer (132) der Strukturlage (64T) angeordnet ist. 31. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-emitting flow path (136) for the first heat transport medium in a chamber (132) of the structural layer (64 T) is arranged.
32. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (132) Strömungsführungselemente (242) vorgesehen sind, welche den Verlauf des Strömungspfades ( 136) vorgeben. 32. Heat exchanger unit according to claim 31, characterized in that in the chamber (132) flow guidance elements (242) are provided, which predetermine the course of the flow path (136).
33. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsführungselemente (242) mit den beiderseits der Strukturlage (64T) angeordneten Decklagen (66) verbunden sind. 33. Heat exchanger unit according to claim 32, characterized in that the flow guide elements (242) are connected to the cover layers (66) arranged on both sides of the structure layer (64T).
34. Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die den wärmeaufnehmenden Strömungspfad (116) aufnehmende Kammer (112) thermisch von der den wärmeabgebenden Strömungspfad (136) aufnehmenden Kammer (132) durch eine den Wärmeaustausch unterdrückende Zwischenstruktur (140) thermisch getrennt ist. 34. Heat exchanger unit according to one of claims 28 to 33, characterized in that the chamber (112) receiving the heat-receiving flow path (116) is thermally insulated from the heat-emitting flow path (136) receiving chamber (132) by a heat exchange suppressing intermediate structure (140). is thermally separated.
35. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsorgan (28) ein außerhalb der Strukturlage (64K) angeordnetes Expansionselement (88) ist. 35. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion element (28) is an expansion element (88) arranged outside the structural layer (64K).
36. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsorgan (28) auf der obersten Decklage (66AO) der Wärmetauschereinheit (50) angeordnet ist. 36. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion member (28) on the uppermost cover layer (66AO) of the heat exchanger unit (50) is arranged.
37. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsorgan (28) ein Gehäuse (329) mit einem Durchlass (326) aufweist, der von dem zum Kältemittelverdichter (22) geführten Kältemittel durchströmt ist und in dem ein temperaturerfassendes Element (324) angeordnet ist, welches eine Expansionsventileinheit (336) steuert. 37. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion element (28) has a housing (329) with a passage (326) through which the refrigerant compressor (22) guided through the refrigerant and in which a temperature sensing element (32) 324) which controls an expansion valve unit (336).
38. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (324) auf der obersten Decklage (66AO) angeordnet ist und dass mindestens eine Anschluss¬ öffnung (328, 344) des Gehäuses (324) einen Anschluss der Wärmetauschereinheit (50) übergreifend angeordnet ist. 38. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (324) on the uppermost cover layer (66AO) is arranged and that at least one connection ¬ opening (328, 344) of the housing (324) has a connection of the heat exchanger unit (50 ) is arranged across.
39. Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsorgan (28) für das Kältemittel in die Strukturlage (64K) integriert ist. 39. Heat exchanger unit according to one of claims 1 to 34, characterized in that the expansion member (28) for the refrigerant in the structure layer (64K) is integrated.
40. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturlagen (64) und die Decklagen (66) aus Metall sind. 40. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the structural layers (64) and the cover layers (66) are made of metal.
41. Wärmetauschereinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturlagen (64) und die Decklagen (66) stoffschlüssig miteinander verbunden sind. 41. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that the structural layers (64) and the cover layers (66) are materially interconnected.
42. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturlage (64) und die Decklagen (66) durch Löten miteinander verbunden sind. 42. Heat exchanger unit according to claim 39, characterized in that the structural layer (64) and the cover layers (66) are connected to one another by soldering.
43. Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturlagen (64) und die Decklagen (66) durch Kleben miteinander verbunden sind. 43. Heat exchanger unit according to one of claims 1 to 41, characterized in that the structural layers (64) and the cover layers (66) are joined together by gluing.
44. Kälteanlage umfassend einen Kältemittelkreislauf (20), in welchem eine Wärmetauschereinheit (50) angeordnet ist, die außerdem in einem ersten Wärmetransportkreislauf (30) angeordnet ist in welchem ein erstes Wärmetransportmedium umläuft, und in einem zweiten Wärmetransportkreislauf (40) angeordnet ist, in welchem ein zweites Wärmetransportmedium umläuft, wobei sowohl der erste Wärmetransportkreislauf (30) als auch der zweite Wärmetransportkreislauf (40) mittels der Wärmetransportmedien einen phasenübergangsfreien Wärmetransport zu jeweils in diesen angeordneten Wärmeübertragern (32, 42) durchführen und wobei die Wärmetauschereinheit (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist. 44. refrigeration system comprising a refrigerant circuit (20) in which a heat exchanger unit (50) is arranged, which is also arranged in a first heat transport circuit (30) in which a first heat transport medium circulates, and in a second heat transport circuit (40) is arranged in which circulates a second heat transport medium, wherein both the first heat transport circuit (30) and the second heat transport circuit (40) by means of the heat transfer media perform a phase transition heat transfer to each arranged in these heat exchangers (32, 42) and wherein the heat exchanger unit (50) according to one of preceding claims is formed.
45. Kälteanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wärmetransportmedium und das zweite Wärmetransportmedium auf Wasser basieren. 45. Refrigeration system according to claim 44, characterized in that the first heat transport medium and the second heat transport medium are based on water.
46. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (20) mit der Wärmetauschereinheit (50) und einem Kältemittelverdichter (22) eine Moduleinheit bildet und dass die Moduleinheit in den ersten Wärmetransportkreislauf (30) und/oder den zweiten Wärmetransportkreislauf (40) lösbar einbindbar ausgebildet ist. 46. Refrigeration system according to one of claims 44 or 45, characterized in that the refrigerant circuit (20) with the heat exchanger unit (50) and a refrigerant compressor (22) forms a modular unit and in that the module unit in the first heat transport circuit (30) and / or the second heat transport circuit (40) is detachably einbindbar formed.
47. Kälteanlage nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die 47. Refrigeration system according to claim 46, characterized in that the
Moduleinheit die Wärmetauschereinheit (50) den Kältemittelverdichter (22) und das Expansionsorgan (28) umfasst, die zur Bildung der Moduleinheit miteinander verbunden sind.  Module unit, the heat exchanger unit (50) the refrigerant compressor (22) and the expansion device (28), which are interconnected to form the module unit.
48. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 44 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (50) über lösbare und insbesondere einen Verlust des jeweiligen Wärmetransportmediums verhindernde Verbindungselemente (252, 254, 256, 258) mit dem ersten (30) und/oder dem zweiten (40) Wärmetransportkreislauf verbunden ist. 48. Refrigeration system according to one of claims 44 to 47, characterized in that the heat exchanger unit (50) via detachable and in particular a loss of the respective heat transport medium preventing connecting elements (252, 254, 256, 258) with the first (30) and / or the second (40) heat transfer circuit is connected.
49. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 44 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (20) und der erste Wärmetransportkreislauf (30) an einem einen zu kühlenden Raum ( 12) aufweisenden stationären Objekt (14) angeordnet sind. 49. Refrigeration system according to one of claims 44 to 48, characterized in that the refrigerant circuit (20) and the first heat transport circuit (30) on a space to be cooled (12) having stationary object (14) are arranged.
50. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 44 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Einsatz im mobilen Sektor ausgebildet ist. 50. Refrigeration system according to one of claims 44 to 48, characterized in that it is designed for use in the mobile sector.
51. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 44 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Einsatz bei temperatursensitiven Anlagen oder Gütern aufnehmenden Räumen oder Behältnissen ausgebildet ist. 51. Refrigeration system according to one of claims 44 to 50, characterized in that it is designed for use in temperature-sensitive systems or goods receiving spaces or containers.
PCT/EP2016/055205 2016-03-10 2016-03-10 Heat exchanger unit and cooling system having a heat exchanger unit WO2017152986A1 (en)

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WO2009068547A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Valeo Systemes Thermiques Air-conditioning circuit condenser with an undercooling part
US20100015483A1 (en) * 2004-09-03 2010-01-21 Yang Jefferson Ys Reaction gas temperature and humidity regulating module for fuel cell stack
WO2015140034A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 Mahle International Gmbh Heating/cooling module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100015483A1 (en) * 2004-09-03 2010-01-21 Yang Jefferson Ys Reaction gas temperature and humidity regulating module for fuel cell stack
WO2009068547A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Valeo Systemes Thermiques Air-conditioning circuit condenser with an undercooling part
WO2015140034A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 Mahle International Gmbh Heating/cooling module

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