DE102011085810A1 - Plate evaporator for subcooling an air flow and intercooler - Google Patents
Plate evaporator for subcooling an air flow and intercooler Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011085810A1 DE102011085810A1 DE102011085810A DE102011085810A DE102011085810A1 DE 102011085810 A1 DE102011085810 A1 DE 102011085810A1 DE 102011085810 A DE102011085810 A DE 102011085810A DE 102011085810 A DE102011085810 A DE 102011085810A DE 102011085810 A1 DE102011085810 A1 DE 102011085810A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- evaporator
- plate
- channel
- refrigerant
- evaporator channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0031—Heat-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 the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-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 the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
- F02B29/0462—Liquid cooled heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0031—Heat-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 the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-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 the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D9/0056—Heat-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 the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenverdampfer (200) zum Unterkühlen eines Luftstroms (112) durch einen Ladeluftkühler (100) eines Fahrzeugs. Der Plattenverdampfer (200) weist einen fluiddichten Verdampferkanal (202) zum Verdampfen von Kältemittel auf. Der Verdampferkanal ist zwischen einer ersten Platte (208) und einer zweiten Platte (500) ausgebildet. Weiterhin weist der Plattenverdampfer (200) zumindest eine Rippe (602) zum Führen des Luftstroms (112) und zur Wärmeübertragung von dem Luftstrom auf zumindest die erste Platte (208) auf. Die zumindest eine Rippe (602) ist auf einer dem Verdampferkanal (202) gegenüberliegenden Seite der ersten Platte (208) mit der ersten Platte (208) wärmeleitend verbunden. Weiterhin weist der Plattenverdampfer (200) einen Kältemittelzulauf (204) zu dem Verdampferkanal (202), und einen Kältemittelablauf (206) aus dem Verdampferkanal (202) auf, der quer zu einer Haupterstreckungsebene der ersten Platte (208) und/oder der zweiten Platte (500) ausgerichtet ist, und an einem ersten Ende des Verdampferkanals (202) angeordnet ist.The present invention relates to a plate evaporator (200) for subcooling an airflow (112) through a charge air cooler (100) of a vehicle. The plate evaporator (200) has a fluid-tight evaporator channel (202) for evaporating refrigerant. The evaporator channel is formed between a first plate (208) and a second plate (500). Furthermore, the plate evaporator (200) has at least one rib (602) for guiding the air flow (112) and for transferring heat from the air flow to at least the first plate (208). The at least one rib (602) is thermally conductively connected to the first plate (208) on a side of the first plate (208) opposite the evaporator channel (202). Furthermore, the plate evaporator (200) has a refrigerant inlet (204) to the evaporator channel (202), and a refrigerant outlet (206) from the evaporator channel (202) transversely to a main extension plane of the first plate (208) and / or the second plate (500) is aligned and disposed at a first end of the evaporator channel (202).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Plattenverdampfer zum Unterkühlen eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler eines Fahrzeugs sowie auf einen Ladeluftkühler zum Kühlen eines Luftstroms.The present invention relates to a plate evaporator for subcooling an air flow through a charge air cooler of a vehicle and to a charge air cooler for cooling an air flow.
Um in einem Fahrzeug kurze Rohrleitungen von einem Abgasturbolader zu einem Ansaugtrakt zu erreichen werden Ladeluftkühler indirekt betrieben. Dabei durchströmt Kühlwasser des Motors als Wärmetransportmedium durch einen kompakten Wärmetauscher im Ladeluftkanal. Aufgrund der kompakten Maße des indirekten Ladeluftkühlers kann der Ladeluftkühler nahe am Motor verbaut werden. Mit Kühlwasser lassen sich Ladelufttemperaturen im Bereich der Kühlwassertemperatur erreichen.To achieve short pipes in a vehicle from an exhaust gas turbocharger to an intake manifold, intercoolers are operated indirectly. In this case, cooling water flows through the engine as a heat transport medium through a compact heat exchanger in the charge air duct. Due to the compact dimensions of the indirect intercooler, the intercooler can be installed close to the engine. With cooling water, charge air temperatures in the range of the cooling water temperature can be achieved.
Ein ”HVAC”-Verdampfer und konkret ein Flachrohrverdampfer sind für eine Integration in einen Luftansaugbereich eines Motor weniger geeignet. Beispielsweise ist eine Luftdurchströmung im Kreuzstrom mit 90 Grad Versatz zur Kältemitteldurchströmung geführt. Im indirekten Ladeluftkühler strömen Luft und Kühlmittel (Wasser) gleich gerichtet in Gegenstrom (180°) oder im Gleichstrom (0°), wodurch eine Integration und Anpassung aufwändig und voluminös ist, weil die Luftströmung stark umzulenken ist. Eine Zwei-Tank-Ausführung ist nicht bevorzugt, weil der zweite Tank Bauraum braucht und auch luftseitig abzudichten ist. Ein Überstand des Sammlers über das Netz erschwert die Integration bei einem seitlichem Einschub, zumindest bei der Zwei-Tank-Ausführung.An "HVAC" evaporator, and specifically a flat tube evaporator, are less suitable for integration into an air intake region of an engine. For example, an air flow is performed in cross flow with 90 degrees offset to the refrigerant flow. In the indirect charge air cooler, air and coolant (water) flow in the same direction in countercurrent (180 °) or in direct current (0 °), whereby integration and adaptation is complex and voluminous, because the air flow is strongly deflected. A two-tank design is not preferred because the second tank needs space and is also sealed air side. A supernatant of the collector over the network complicates the integration with a side slot, at least in the two-tank version.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Ladeluftkühler zum Kühlen eines Luftstroms sowie einen Plattenverdampfer zum Unterkühlen eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler eines Fahrzeugs zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved charge air cooler for cooling an air flow and a plate evaporator for subcooling an air flow through a charge air cooler of a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch einen Plattenverdampfer zum Unterkühlen eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler eines Fahrzeugs sowie einen Ladeluftkühler zum Kühlen eines Luftstroms gemäß den Hauptansprüchen gelöst.This object is achieved by a plate evaporator for subcooling an air flow through a charge air cooler of a vehicle and a charge air cooler for cooling an air flow according to the main claims.
Ein CAS Verdampfer (Charge-Air Subcooling-Verdampfer) kann auf einem Flachrohrverdampfer basieren. Dabei kann ein CAS-Verdampfer konstruktiv so gestaltet werden, dass die Integration des Verdampfers in den Luftansaugbereich des Motors bezüglich der Fluidströme und Ihrer Anschlusspunkte dem klassischen indirekten Ladeluftkühler (Kühlmittel-Luft) ähnelt. Die heutige Anordnung hat sich bewährt und die Bauräume sind insofern vorhanden bzw. generell für die Ladeluftkühlung reserviert.A CAS evaporator (batch-air subcooling evaporator) can be based on a flat-tube evaporator. In this case, a CAS evaporator can be structurally designed so that the integration of the evaporator in the air intake of the engine with respect to the fluid flows and their connection points similar to the classic indirect intercooler (coolant-air). The current arrangement has proven itself and the installation spaces are available in this respect or generally reserved for intercooling.
Vorteilhafterweise kann ein CAS-Verdampfer in Scheibenbauweise einfach in ein Saugrohr oder einen Luftansaugkanal integriert und abgedichtet werden. Insbesondere bei einer Ausgestaltung als ”Einschublösung”, ist eine einfache Montage und Wartung möglich. Mittels der Scheibenbauweise ist es möglich über die Anzahl der Scheiben eine Abstufung der Leistungsfähigkeit zu realisieren (Baukasten), ohne dass wie beim Flachrohrverdampfer-Prinzip je Breite neue Werkzeuge notwendig sind, die hohe Kosten verursachen würden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung als separate Komponente mit eigenem Gehäuse kann der CAS-Verdampfer in einer Plattenbauweise leicht umgesetzt werden. Indem z. B. Blechteile mit angelötet werden, welche die Platten ein- bzw. umschließen und eine luftseitige Adaption bereitstellen.Advantageously, a disk-type CAS evaporator can be easily integrated and sealed in a suction pipe or air intake duct. In particular, in a configuration as a "insertion solution", a simple installation and maintenance is possible. By means of the disc design, it is possible on the number of discs to realize a gradation of performance (kit), without the new flat-tube evaporator principle as new tools are needed, which would cause high costs. In another possible embodiment as a separate component with its own housing, the CAS evaporator can be easily implemented in a slab design. By z. As sheet metal parts are soldered, which surround the plates and provide an air-side adaptation.
Eine Verdampfer-Scheibenbauweise kann mit wenig Materialaufwand in einer notwendigen Stabilität für ein Berstdruckniveau eines Verdampfers ausgeführt werden.An evaporator disc design can be performed with little material cost in a necessary stability for a bursting pressure level of an evaporator.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Plattenverdampfer zum Unterkühlen eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler eines Fahrzeugs, wobei der Plattenverdampfer die folgenden Merkmale aufweist:
einen fluiddichten Verdampferkanal zum Verdampfen von Kältemittel, wobei der Verdampferkanal zwischen einer ersten Platte und einer zweiten Platte ausgebildet ist;
zumindest eine Rippe zum Führen des Luftstroms und zur Wärmeübertragung von dem Luftstrom auf zumindest die erste Platte, wobei die zumindest eine Rippe auf einer dem Verdampferkanal gegenüberliegenden Seite der ersten Platte mit der ersten Platte wärmeleitend verbunden ist;
einen Kältemittelzulauf zu dem Verdampferkanal, der quer zu einer Haupterstreckungsebene der ersten Platte und/oder der zweiten Platte ausgerichtet ist, und an einem ersten Ende des Verdampferkanals angeordnet ist; und
einen Kältemittelablauf aus dem Verdampferkanal, der quer zu der Haupterstreckungsebene der ersten Platte und/oder der zweiten Platte ausgerichtet ist, und an einem, dem ersten Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende des Verdampferkanals angeordnet ist.The present invention provides a plate evaporator for subcooling an airflow through a charge air cooler of a vehicle, the plate evaporator having the following features:
a fluid-tight evaporator channel for evaporating refrigerant, wherein the evaporator channel is formed between a first plate and a second plate;
at least one rib for guiding the air flow and for transmitting heat from the air flow to at least the first plate, wherein the at least one rib is thermally conductively connected to the first plate on a side of the first plate opposite to the evaporator channel;
a refrigerant inlet to the evaporator channel, which is aligned transversely to a main extension plane of the first plate and / or the second plate, and disposed at a first end of the evaporator channel; and
a refrigerant outlet from the evaporator channel, which is aligned transversely to the main extension plane of the first plate and / or the second plate, and disposed at a, opposite the first end, the second end of the evaporator channel.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Unter einem Ladeluftkühler kann eine Wärmeübertragungsvorrichtung verstanden werden, die dazu ausgebildet ist, komprimierte, erhitzte Frischluft für den Verbrennungsmotor vor einer Befüllung zumindest eines Brennraums des Verbrennungsmotors mit der Frischluft abzukühlen. Die Dichte der Frischluft nimmt beim Abkühlen zu. Damit steht mehr Sauerstoff zum Verbrennen im Brennraum zur Verfügung. Beispielsweise kann die Frischluft mittels eines Abgasturboladers oder einem Kompressor verdichtet werden. Die Wärme aus der komprimierten Frischluft kann von einem Kältemittel aufgenommen werden. Besonders vorteilhaft kann die Wärme bei einem Phasenwechsel des Kältemittels aufgenommen werden. Bei einem Übergang von einer flüssigen Phase in eine gasförmige Phase kann das Kältemittel besonders viel Energie aufnehmen und dadurch ein besonders tiefe Temperatur erzeugen. Solange Kältemittel in beiden Phasen vorhanden ist, ist eine Temperatur des Kältemittels konstant. Unter einem Plattenwärmetauscher kann ein Wärmeübertrager verstanden werden, der vorwiegend ebene Flächen für den Wärmeübergang zwischen einem zu kühlenden Medium und einem zu erwärmenden Medium aufweist. Beide Medien sind jeweils durch eine Platte getrennt. Dabei wechseln die Medien ab. Zwischen den Platten können Kanäle für die Medien angeordnet sein. Ein Verdampferkanal kann ein Kanal für das Kältemittel sein. Eine Rippe, beispielsweise eine Wellrippe kann einen oder mehrere Kanäle für das zu kühlende Medium ausbilden. Die Rippe kann die Fläche zur Wärmeübertragung vergrößern. Das zu kühlende Medium im Ladeluftkühler kann komprimierte, erhitze Luft sein. Die Rippe kann Luftkanäle ausbilden. Der Verdampferkanal kann Seitenwände aufweisen, beispielsweise in Form einer Stanzkontur einer weiteren Platte. Der Verdampferkanal kann durch geprägte Strukturen der Platten ausgebildet sein. Die Rippe und die Platten können miteinander verlötet sein. Die Platten können Durchbrüche zur Führung des Kältemittels aufweisen. Ein Durchbruch kann als Kältemittelzulauf mit einer Kältemittelquelle, wie beispielsweise ein Reservoir oder eine Druckseite eines Kältemittelverdichters, verbunden sein. Zwischen der Kältemittelquelle und dem Kältemittelzulauf kann eine Drossel angeordnet sein. Die Drossel kann beispielsweise ein Expansionsventil sein. Ein weiterer Durchbruch kann als Kältemittelablauf mit einer Kältemittelsenke, wie beispielsweise ein weiteres Reservoir oder eine Saugseite eines Kältemittelverdichters, verbunden sein. Der Kältemittelzulauf und der Kältemittelablauf können senkrecht zu dem Luftstrom in den Luftkanälen ausgerichtet sein. Beispielsweise kann der Kältemittelzulauf in einer oberen der Platten angeordnet sein. Beispielsweise kann der Kältemittelablauf in einer unteren der Platten angeordnet sein, um Reste von flüssigem Kältemittel schwerkraftunterstützt abführen zu können. Eine Flussrichtung in dem Kältemittelzulauf und/oder dem Kältemittelablauf kann quer zu den Luftkanälen in den Luftkanälen ausgerichtet sein.The vehicle may be a motor vehicle having an internal combustion engine, for example a passenger car or a lorry. An intercooler may be understood to mean a heat transfer device which is designed to cool compressed, heated fresh air for the internal combustion engine prior to filling at least one combustion chamber of the internal combustion engine with the fresh air. The density of fresh air increases during cooling. This provides more oxygen for burning in the combustion chamber. For example, the fresh air can be compressed by means of an exhaust gas turbocharger or a compressor. The heat from the compressed fresh air can be absorbed by a refrigerant. Particularly advantageously, the heat can be absorbed during a phase change of the refrigerant. In a transition from a liquid phase to a gaseous phase, the refrigerant can absorb a lot of energy and thereby generate a particularly low temperature. As long as refrigerant is present in both phases, a temperature of the refrigerant is constant. A plate heat exchanger can be understood to mean a heat exchanger which has predominantly flat surfaces for the heat transfer between a medium to be cooled and a medium to be heated. Both media are separated by a plate. The media change. Channels for the media can be arranged between the plates. An evaporator channel may be a channel for the refrigerant. A rib, for example a corrugated fin, can form one or more channels for the medium to be cooled. The rib can increase the area for heat transfer. The medium to be cooled in the intercooler can be compressed, heated air. The rib can form air channels. The evaporator channel may have side walls, for example in the form of a punched contour of another plate. The evaporator channel may be formed by embossed structures of the plates. The rib and the plates can be soldered together. The plates may have openings for guiding the refrigerant. A breakthrough may be connected as a refrigerant feed with a refrigerant source, such as a reservoir or a pressure side of a refrigerant compressor. Between the refrigerant source and the refrigerant inlet, a throttle may be arranged. The throttle may be, for example, an expansion valve. Another breakthrough can be connected as a refrigerant outlet with a refrigerant sink, such as another reservoir or a suction side of a refrigerant compressor. The refrigerant inlet and the refrigerant outlet may be aligned perpendicular to the air flow in the air channels. For example, the refrigerant feed may be disposed in an upper one of the plates. For example, the refrigerant outlet may be arranged in a lower of the plates in order to be able to dissipate residues of liquid refrigerant with gravity assistance. A flow direction in the refrigerant inlet and / or the refrigerant outlet may be aligned transversely to the air channels in the air channels.
Die zumindest eine Rippe kann quer zu einer Haupterstreckungsrichtung des Verdampferkanals ausgerichtet sein. Durch eine querstehende Rippe kann der Luftstrom im Kreuzstromprinzip zu einem Kältemittelstrom geführt werden. Durch den Kreuzstrom kann der Plattenwärmetauscher einfach ausgeführt werden, da der Kältemittelzulauf und der Kältemittelablauf den Luftstrom nicht behindern, da sie seitlich dazu angeordnet sind.The at least one rib may be aligned transversely to a main extension direction of the evaporator channel. By means of a transverse rib, the air flow can be conducted in a cross-flow principle to a refrigerant flow. Due to the cross flow of the plate heat exchanger can be easily performed, since the refrigerant inlet and the refrigerant outlet does not hinder the air flow, since they are arranged laterally thereto.
Die zumindest eine Rippe kann in der Haupterstreckungsrichtung des Verdampferkanals ausgerichtet sein. Durch eine gleiche Ausrichtung von Luftstrom und Kältemittelstrom kann das Kältemittel nach dem Verdampfen über die Verdampfungstemperatur erhitzt werden, um zusätzliche Energie aus dem Luftstrom aufzunehmen. Damit kann der Plattenwärmetauscher im Gleichstromprinzip oder dem Gegenstromprinzip betrieben werden.The at least one rib may be aligned in the main direction of extension of the evaporator channel. By aligning airflow and refrigerant flow equally, the refrigerant may be heated above the vaporization temperature after evaporation to receive additional energy from the airflow. Thus, the plate heat exchanger can be operated in the DC principle or the countercurrent principle.
Der Verdampferkanal kann zumindest einmal gefaltet sein, so dass ein erster Teilkanal des Verdampferkanals neben einem zweiten Teilkanal des Verdampferkanals angeordnet ist. Unter einer Faltung kann eine Richtungsumkehr für den Kühlmittelstrom verstanden werden. Dabei kann der Verdampferkanal seine Richtung um 180 Grad verändern. Der erste Teilkanal kann parallel zu dem zweiten Teilkanal verlaufen. Durch die Faltung kann der Verdampferkanal zumindest doppelt so lang werden, wie eine Baulänge des Plattenwärmetauschers. Dadurch kann das Kältemittel eine größere Verweildauer im Verdampferkanal aufweisen und mehr Energie aufnehmen.The evaporator channel can be folded at least once, so that a first sub-channel of the evaporator channel is arranged next to a second sub-channel of the evaporator channel. A convolution can be understood as a reversal of the direction of the coolant flow. The evaporator channel can change its direction by 180 degrees. The first sub-channel can run parallel to the second sub-channel. By folding the evaporator channel can be at least twice as long as a length of the plate heat exchanger. As a result, the refrigerant can have a longer residence time in the evaporator channel and absorb more energy.
Der Verdampferkanal kann am ersten Ende und/oder am zweiten Ende einen Knick quer zu der Haupterstreckungsrichtung des Verdampferkanals aufweisen. Der Knick kann an dem ersten Ende oder dem zweiten Ende angeordnet sein. Ebenso kann je ein Knick an dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet sein. Die Knicke können in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein. Bevorzugt kann der Knick am ersten Ende des Verdampferkanals in der gleichen Richtung ausgerichtet sein, wie der Knick am zweiten Ende des Verdampferkanals. Unter einem Knick kann eine Biegung um 90 Grad verstanden werden. Durch den Knick kann das jeweilige Ende zu einem Randbereich des Plattenwärmetauschers verschoben werden. Dann können der Kältemittelzulauf und der Kältemittelablauf einen geringeren Strömungswiderstand im Luftstrom verursachen.The evaporator channel may have at the first end and / or at the second end a bend transverse to the main extension direction of the evaporator channel. The kink may be located at the first end or the second end. Likewise, depending on a kink can be arranged at the first and the second end. The kinks can be oriented in different directions. Preferably, the kink at the first end of the evaporator channel may be aligned in the same direction as the kink at the second end of the evaporator channel. A kink can be understood as a 90 degree bend. Due to the kink, the respective end can be moved to an edge region of the plate heat exchanger. Then, the refrigerant inlet and the refrigerant outlet may cause less flow resistance in the airflow.
Der Plattenverdampfer kann einen Zulaufbereich am ersten Ende des Verdampferkanals und/oder einem Ablaufbereich am zweiten Ende des Verdampferkanals aufweisen, wobei der Zulaufbereich und/oder der Ablaufbereich über einen Grundkörper der ersten Platte und/oder der zweiten Platte überstehen, wobei der Kältemittelzulauf in dem Zulaufbereich und/oder der Kältemittelablauf in dem Ablaufbereich angeordnet sind. Unter einem Zulaufbereich und/oder einem Ablaufbereich kann eine Verlängerung des Verdampferkanals über den eigentlichen Plattenwärmetauscher hinaus verstanden werden. Dadurch können der Kältemittelzulauf und der Kältemittelablauf außerhalb des Luftstroms angeordnet sein. Durch den Zulaufbereich und/oder den Ablaufbereich kann ein Strömungsquerschnitt des Luftstroms über den ganzen Plattenwärmetauscher konstant bleiben.The plate evaporator may have an inlet region at the first end of the evaporator channel and / or a drainage region at the second end of the evaporator channel, the inlet region and / or the drainage region projecting beyond a base body of the first plate and / or the second plate, the refrigerant inlet being in the inlet region and / or the refrigerant drain are arranged in the drain region. Under an inlet area and / or a drain area, an extension of the evaporator channel over the actual plate heat exchanger also be understood. As a result, the refrigerant inlet and the refrigerant outlet can be arranged outside the air flow. Through the inlet area and / or the outlet area, a flow cross-section of the air flow over the entire plate heat exchanger can remain constant.
Plattenverdampfer gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zumindest einem weiteren Verdampferkanal zum Verdampfen von Kältemittel, mit einem weiteren Kühlmitteleinlauf und einem weiteren Kühlmittelauslauf, wobei der weitere Verdampferkanal auf einer dem Verdampferkanal gegenüberliegenden Seite der zumindest einen Rippe angeordnet ist, und der weitere Verdampferkanal deckungsgleich zu dem Verdampferkanal ausgerichtet ist. Die Verdampferkanäle können übereinander gestapelt sein. Durch das Stapeln können auf einer festgelegten Grundfläche unterschiedliche Größen von Plattenwärmetauschern hergestellt werden, ohne verschiedene Einzelteile zu benötigen. Mehrere Verdampferkanäle können zu einem Plattenwärmetauscherstapel verbunden werden. Die Verdampferkanäle können jeweils mittels einer oder mehrerer Rippen verbunden sein, um zwischen den Verdampferkanälen Platz für den Luftstrom zu erhalten.Plate evaporator according to one of the preceding claims, with at least one further evaporator channel for evaporating refrigerant, with a further coolant inlet and a further coolant outlet, wherein the further evaporator channel is disposed on a side of the at least one rib opposite the evaporator channel, and the further evaporator channel congruent to the Evaporator channel is aligned. The evaporator channels can be stacked on top of each other. By stacking, different sizes of plate heat exchangers can be produced on a fixed footprint without the need for different parts. Multiple evaporator channels can be connected to a plate heat exchanger stack. The evaporator channels may each be connected by means of one or more ribs in order to obtain space between the evaporator channels for the air flow.
Der Kältemittelablauf aus dem Verdampferkanal kann in den weiteren Kältemittelzulauf des weiteren Verdampferkanals münden. Aus dem Kältemittelablauf kann unverdampftes, flüssiges Kältemittel aus dem einen Verdampferkanal in den Kältemittelzulauf des anderen Verdampferkanal fließen. Dadurch kann das Kältemittel vollständig verdampfen und so die maximal mögliche Energiemenge Absorbieren.The refrigerant outlet from the evaporator channel can open into the further refrigerant inlet of the further evaporator channel. From the refrigerant outlet can flow unevaporated, liquid refrigerant from one evaporator channel in the refrigerant inlet of the other evaporator channel. This allows the refrigerant to evaporate completely, thus absorbing the maximum possible amount of energy.
Der Plattenverdampfer kann ein internes Einspritzrohr aufweisen, das dazu ausgebildet ist, zumindest in den einen weiteren Verdampferkanal flüssiges Kältemittel, zuzuführen. Ein Einspritzrohr kann ein zusätzlicher Zulauf für Kältemittel sein. Damit kann in den weiteren Verdampferkanal zusätzliches Kältemittel eingebracht werden, um auch im weiteren Verdampferkanal eine hohe Kälteleistung zu erhalten. Das Einspritzrohr kann beispielsweise direkt aus dem ersten Ende des Verdampferkanals zu dem Anfang des weiteren Verdampferkanals führen, um aus dem ersten Verdampferkanal flüssiges Kältemittel abzuziehen. Das Einspritzrohr kann ebenso unmittelbar von der Drossel kommen. Das Einspritzrohr kann koaxial zu dem Kältemittelzulauf oder dem Kältemittelablauf angeordnet sein. Ebenso kann das Einspritzrohr durch eigene Durchbrüche in den Platten des Plattenwärmetauschers geführt werden.The plate evaporator may have an internal injection pipe, which is designed to supply liquid refrigerant to at least one further evaporator channel. An injection pipe can be an additional feed for refrigerants. Thus, additional refrigerant can be introduced into the further evaporator channel in order to obtain a high cooling capacity in the further evaporator channel. The injection tube may, for example, lead directly from the first end of the evaporator channel to the beginning of the further evaporator channel in order to withdraw liquid refrigerant from the first evaporator channel. The injection tube can also come directly from the throttle. The injection pipe may be arranged coaxially with the refrigerant inlet or the refrigerant outlet. Likewise, the injection pipe can be guided by their own breakthroughs in the plates of the plate heat exchanger.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Ladeluftkühler zum Kühlen eines Luftstroms, mit folgenden Merkmalen:
einem Gehäuse mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass, sowie zumindest einer Öffnung zum Einschieben eines Wärmeübertragers; und
einem Plattenverdampfer gemäß dem hier vorgestellten Ansatz, der als Wärmeübertrager in die Öffnung des Gehäuses eingeschoben ist, wobei der Kältemittelzulauf und der Kältemittelablauf außerhalb des Gehäuses angeordnet sind.The present invention further provides a charge air cooler for cooling an air flow, comprising:
a housing having an air inlet and an air outlet, and at least one opening for inserting a heat exchanger; and
a plate evaporator according to the approach presented here, which is inserted as a heat exchanger in the opening of the housing, wherein the refrigerant inlet and the refrigerant outlet are arranged outside the housing.
Unter einem Lufteinlass kann ein Lufteintritt verstanden werden. Der Lufteinlass kann beispielsweise mit einem Turbolader verbunden werden. Ein Luftauslass kann ein Luftaustritt sein. Der Luftauslass kann mit einer Saugseite eines Motors verbunden werden. Die Öffnung kann Aufnahmeeinrichtungen für den Wärmeübertrager, wie beispielsweise Führungsschienen oder Halteelemente aufweisen. Ferner kann die Öffnung eine Dichtung aufweisen, um an dem Wärmeübertrager abzudichten. Der Plattenverdampfer kann in der Öffnung angeordnet sein, so dass der Luftstrom durch die Luftkanäle fließen kann. Die Anschlüsse für das Kältemittel können insbesondere auf einer Seite aus dem Gehäuse herausragen, um eine vereinfachte Herstellung zu ermöglichen. Dadurch kann der Plattenwärmetauscher zu einem hohen Grad vorgefertigt werden und schnell in den Ladeluftkühler integriert werden. Der Ladeluftkühler kann weiter Öffnungen aufweisen, in die weitere Wärmetauscher einschiebbar sind, um beispielsweise den Luftstrom vor dem Plattenverdampfer bereits mit Kühlwasser vorzukühlen, um den Energieaufwand bei der Kühlung zu reduzieren.Under an air inlet, an air intake can be understood. The air inlet can be connected to a turbocharger, for example. An air outlet can be an air outlet. The air outlet can be connected to a suction side of an engine. The opening may have receiving means for the heat exchanger, such as guide rails or holding elements. Further, the opening may include a seal to seal on the heat exchanger. The plate evaporator can be arranged in the opening so that the air flow can flow through the air channels. The connections for the refrigerant may protrude out of the housing, in particular on one side, in order to allow a simplified production. As a result, the plate heat exchanger can be prefabricated to a high degree and quickly integrated into the intercooler. The intercooler may further have openings into which further heat exchangers can be inserted in order, for example, to pre-cool the air flow in front of the plate evaporator with cooling water in order to reduce the energy expenditure during cooling.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various drawings and similar, and a repeated description of these elements will be omitted.
Die
Die
Mit anderen Worten zeigt
Auch in
Ergänzend zu allen Ausführungsbeispielen kann die Lufströmung
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.The described embodiments are chosen only by way of example and can be combined with each other.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- LadeluftkühlerIntercooler
- 102102
- Lufteinlassair intake
- 104104
- Diffusordiffuser
- 106106
- WärmeübertragerHeat exchanger
- 108108
- Düsejet
- 110110
- Luftaustrittair outlet
- 112112
- Luftstromairflow
- 200200
- Plattenverdampferplate evaporator
- 202202
- Verdampferkanalevaporator channel
- 204204
- KältemittelzulaufRefrigerant inlet
- 206206
- KältemittelablaufRefrigerant flow
- 208208
- erste Plattefirst plate
- 210210
- KältemittelstromRefrigerant flow
- 500500
- zweite Plattesecond plate
- 502502
- internes Einspritzrohrinternal injection pipe
- 600600
- Dichtflächensealing surfaces
- 602602
- Rippe(n)Rib (s)
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011085810A DE102011085810A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Plate evaporator for subcooling an air flow and intercooler |
| PCT/EP2012/071549 WO2013064533A1 (en) | 2011-11-04 | 2012-10-31 | Plate evaporator for subcooling a stream of air and intercooler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011085810A DE102011085810A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Plate evaporator for subcooling an air flow and intercooler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102011085810A1 true DE102011085810A1 (en) | 2013-05-08 |
Family
ID=47178607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102011085810A Withdrawn DE102011085810A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Plate evaporator for subcooling an air flow and intercooler |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011085810A1 (en) |
| WO (1) | WO2013064533A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013218587A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | heat exchangers |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07280484A (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Calsonic Corp | Stacked type heat exchanger |
| DE19746772A1 (en) * | 1996-10-28 | 1998-04-30 | Valeo Climatisation | Evaporator for air conditioner esp. for vehicle |
| CA2451424A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-05-28 | Dana Canada Corporation | Low profile heat exchanger with notched turbulizer |
| DE19821095B4 (en) * | 1998-05-12 | 2006-08-31 | Behr Gmbh & Co. Kg | disc evaporator |
| DE102005053924A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-16 | Modine Mfg Co | Plate-type heat exchangers, in particular intercoolers |
| DE102006011062A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Compressor for turbocharging vehicle engine, includes segments with cooling channels and optional heat exchanger, to reduce temperature of air charged to engine |
| JP2008082647A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat exchanger |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8985198B2 (en) * | 2006-08-18 | 2015-03-24 | Modine Manufacturing Company | Stacked/bar plate charge air cooler including inlet and outlet tanks |
| DE102006048667A1 (en) * | 2006-10-14 | 2008-04-17 | Modine Manufacturing Co., Racine | Heat exchanger arrangement and method for heat transfer |
| EP2228615B1 (en) * | 2009-03-12 | 2018-04-25 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Plate heat exchanger, in particular for heat recovery from exhaust gases of a motor vehicle |
| FR2958389B1 (en) * | 2010-03-31 | 2012-07-13 | Valeo Systemes Thermiques | HEAT EXCHANGER AND BLADE FOR THE EXCHANGER |
-
2011
- 2011-11-04 DE DE102011085810A patent/DE102011085810A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-10-31 WO PCT/EP2012/071549 patent/WO2013064533A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07280484A (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Calsonic Corp | Stacked type heat exchanger |
| DE19746772A1 (en) * | 1996-10-28 | 1998-04-30 | Valeo Climatisation | Evaporator for air conditioner esp. for vehicle |
| DE19821095B4 (en) * | 1998-05-12 | 2006-08-31 | Behr Gmbh & Co. Kg | disc evaporator |
| CA2451424A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-05-28 | Dana Canada Corporation | Low profile heat exchanger with notched turbulizer |
| DE102005053924A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-16 | Modine Mfg Co | Plate-type heat exchangers, in particular intercoolers |
| DE102006011062A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Compressor for turbocharging vehicle engine, includes segments with cooling channels and optional heat exchanger, to reduce temperature of air charged to engine |
| JP2008082647A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat exchanger |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013218587A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | heat exchangers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013064533A1 (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1911946B1 (en) | Device for charge air cooling for a combustion motor, system with a device for charge air cooling | |
| DE102012108886B4 (en) | Heat exchanger arrangement and air conditioning system of a motor vehicle | |
| DE102016006127B4 (en) | Intercooler and method | |
| DE102011015838B4 (en) | evaporator unit | |
| EP1985953B1 (en) | Heat exchanger, in particular exhaust gas cooler, method for operating such a heat exchanger, system with an exhaust gas cooler | |
| DE102012006346B4 (en) | heat exchangers | |
| DE112013000832B4 (en) | Heat exchanger | |
| EP2652285B1 (en) | Device for cooling charge air, system for conditioning charge air and intake modul for combustion engine | |
| DE60011196T2 (en) | Combined heat exchanger with evaporator, accumulator and suction line | |
| DE102008036277A1 (en) | Cooling system with insulated cooling circuits | |
| DE112012005008T5 (en) | heat exchangers | |
| DE102008048920A1 (en) | evaporator unit | |
| DE112012005066T5 (en) | Heat exchange system | |
| DE102012205322A1 (en) | Air conditioning for one vehicle | |
| DE112013006239T5 (en) | heat exchangers | |
| DE112012004988T5 (en) | heat exchangers | |
| DE112011104486T5 (en) | Heat exchange system | |
| DE112012005002T5 (en) | heat exchangers | |
| DE10001628A1 (en) | Heat exchanger for vehicle air conditioning system has a double construction with the coolant flow and air flow directions selected for maximum efficiency for heat transfer | |
| DE112013001164T5 (en) | Method and system for cooling charge air for a fuel cell and three fluid charge air cooler | |
| WO2008006604A1 (en) | Device for cooling a gas flow of an internal combustion engine | |
| DE112015000465T5 (en) | Vehicle air conditioning system | |
| EP1281545B1 (en) | Air cooled heat exchanger arrangement comprising a CO2 gas cooler | |
| DE102007061495A1 (en) | Explosion internal combustion engine for motor vehicle, has cooler arrangement including low temperature cooling circuit with air heat exchanger that cools compressed combustion air and condenser heat exchanger | |
| DE102010015331A1 (en) | Cooler arrangement for vehicle i.e. motor vehicle, has two cooling circuits, where cooling agents integrated with one of cooling circuits flow through heat-transfer parts that are provided to exhaust heat over cooling agents |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAHLE INTERNATIONAL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BEHR GMBH & CO. KG, 70469 STUTTGART, DE Effective date: 20150309 |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE Effective date: 20150309 |
|
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |