用于冷卻劑的冷凝器組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的冷凝器組件。
【背景技術(shù)】
[0002]通過應(yīng)用冷卻劑R1234yf代替至今為止的冷卻劑R134a，在機(jī)動車輛空調(diào)設(shè)施中在冷卻劑循環(huán)的范圍中得到不能忽略的功率降低。為了提高冷卻劑循環(huán)的功率，已經(jīng)液化的冷卻劑的更大程度的過冷例如是可能的，即將冷卻劑在過冷區(qū)域中冷卻到低于冷卻劑的冷凝溫度的溫度。
[0003]機(jī)動車輛空調(diào)設(shè)施的用于冷卻劑的具有這種用于提高功率的附件的冷凝器組件例如從DE 10 2010 039 511 Al中已知。所述已知的冷凝器組件提出在冷卻劑冷凝器組件的第一長邊上的收集容器、兩個(gè)收集管、在過熱區(qū)域中的換熱管以冷卻蒸汽狀的冷卻劑、用于冷凝冷卻劑的冷凝區(qū)域和過冷區(qū)域，其中過冷區(qū)域構(gòu)成為具有三個(gè)冷卻部段，其中至少兩個(gè)換熱管作為第一過冷并聯(lián)部段以傳導(dǎo)流體的方式并聯(lián)地加載有冷卻劑，從第一過冷并聯(lián)部段流出的冷卻劑通到第一過冷中間流動通道中。所述第一過冷中間流動通道通到作為第二過冷并聯(lián)部段的至少兩個(gè)換熱管中。所述第二過冷并聯(lián)部段通到第二過冷中間流動通道中。第二過冷中間流動通道通到作為第三過冷并聯(lián)部段的至少兩個(gè)換熱管中，其中出口設(shè)置在冷卻劑冷凝器組件的第二長邊上。
[0004]通過增大的、由三個(gè)串聯(lián)連接的區(qū)域形成的過冷路段一一在冷凝器組件的總大小類似的情況下一一得到減小的冷凝區(qū)域，由此冷卻劑循環(huán)中的高壓增大。因此，這種冷凝器組件還未實(shí)現(xiàn)在冷卻功率和效率方面的期望。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供一種冷凝器組件，所述冷凝器組件具有更好的冷卻功率和更高的效率。
[0006]所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的冷凝器組件來實(shí)現(xiàn)。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]通過冷凝器組件的下述設(shè)計(jì)方案，其中第一組的換熱管的百分比計(jì)的份額從26.1621n (S/dm2)-40.746 ^ P ^ 25.491n (S/dm2) -27.842 得出，其中端面(S)具有寬度與高度的在0.5至1.0的范圍中的比值，端面在1dm2至30dm 2的范圍中并且端面的面積以dm2為單位(以自然對數(shù)的自變量)說明，得出相對于下述冷凝器組件的優(yōu)化的冷卻功率，所述冷凝器組件具有第一組件的換熱管的關(guān)于上述關(guān)系更大或更小的百分比計(jì)的份額。
[0008]尤其優(yōu)選地，第一組的換熱管的百分比計(jì)的份額從26.1621n (S/dm2) -35.746 ^ P ^ 25.491n (S/dm2) -32.842 得出。
[0009]這種設(shè)計(jì)方案尤其能應(yīng)用于具有過冷區(qū)域的冷凝器，所述過冷區(qū)域在每個(gè)冷卻部段中具有分別帶有至少兩個(gè)管的三個(gè)冷卻部段。
[0010]作為冷卻劑能夠使用R134、R1234yf，但是也能夠使用其他的近似具有與R134或R1234yf類似的特性的冷卻劑。
[0011]在Lh與Lv的比值為0.5時(shí)，百分比計(jì)的份額優(yōu)選通過26.1621n(S/dm2)-40.746 ^ P ^ 26.1621η(S/dm2)-30得出，并且在Lh與Lv的比值為1.0時(shí)，百分比計(jì)的份額優(yōu)選通過 25.491n (S/dm2)-35 ^ P ^ 25.491n (S/dm2) -27.842 得出。
[0012]優(yōu)選地，冷凝器組件具有至少四個(gè)串聯(lián)連接的區(qū)域，其中串聯(lián)連接的區(qū)域中的第一區(qū)域占據(jù)總端面的所述百分比計(jì)的份額。在此，串聯(lián)連接的區(qū)域的百分比計(jì)的份額能夠沿冷卻劑的從第一區(qū)域到第二區(qū)域的正常的流動方向減少。此外，串聯(lián)連接的區(qū)域的百分比計(jì)的份額能夠沿冷卻劑的從第二區(qū)域到第三區(qū)域的正常的流動方向減少。
[0013]優(yōu)選地，串聯(lián)連接的區(qū)域的百分比計(jì)的份額沿冷卻劑的正常的流動方向在串聯(lián)開始時(shí)減少并且在串聯(lián)結(jié)束時(shí)恒定。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選的冷凝器組件中，沿冷卻劑的正常的流動方向串聯(lián)連接的六個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域的百分比計(jì)的份額大于第二區(qū)域的百分比計(jì)的份額，并且第三區(qū)域的百分比計(jì)的份額優(yōu)選分別與第四區(qū)域的、第五區(qū)域的和第六區(qū)域的百分比計(jì)的份額同樣大。
[0015]在端面的正方形的設(shè)計(jì)方案中，沿冷卻劑的正常的流動方向串聯(lián)連接的六個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域的百分比計(jì)的份額優(yōu)選是第二區(qū)域的百分比計(jì)的份額的兩倍大，并且第三區(qū)域的百分比計(jì)的份額優(yōu)選分別與第四區(qū)域的、第五區(qū)域的和第六區(qū)域的百分比計(jì)的份額同樣大，其中第三、第四、第五和第六區(qū)域的百分比計(jì)的份額的總和與第二區(qū)域的百分比計(jì)的份額同樣大，并且第一區(qū)域的百分比計(jì)的份額與其余區(qū)域的百分比計(jì)的份額的總和同樣大。
[0016]轉(zhuǎn)向區(qū)域優(yōu)選設(shè)置在收集管之內(nèi)，其中收集管的容納冷卻劑的體積沿冷卻劑的正常的流動方向在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的第一轉(zhuǎn)向區(qū)域中優(yōu)選大于在第二區(qū)域和第三區(qū)域之間的第二轉(zhuǎn)向區(qū)域中，其中在第三區(qū)域之后優(yōu)選設(shè)置有收集容器。
[0017]本發(fā)明特別適合于具有分別帶有至少兩個(gè)換熱管的三流道的過冷區(qū)域的冷凝器組件，然而也能夠用于其他的冷凝器組件，例如具有單流道的過冷區(qū)域和三流道的冷凝區(qū)域的冷凝器組件。
[0018]其他有利的設(shè)計(jì)方案通過下述附圖描述并且通過從屬權(quán)利要求來描述。
【附圖說明】
[0019]在下文中，基于至少一個(gè)實(shí)施例根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0020]圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的具有三個(gè)冷卻部段的冷凝器組件的示意圖；
[0021]圖2示出圖1的冷凝器組件的換熱面的局部示意圖；
[0022]圖3示出根據(jù)第二實(shí)施例的具有三個(gè)冷卻部段的冷凝器組件的示意圖；以及
[0023]圖4示出第一區(qū)域的換熱管的百分比計(jì)的份額關(guān)于換熱的端面積的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0024]冷凝器組件I是具有在冷卻劑循環(huán)中設(shè)置的蒸發(fā)器和壓縮器的汽車空調(diào)設(shè)施(未詳細(xì)示出)的一部分，所述冷凝器組件以側(cè)向設(shè)置的方式具有第一長邊和第二長邊LI或L2。冷凝器組件I通常裝入汽車中，使得兩個(gè)長邊L1、L2基本上沿豎直方向(y方向)延伸并且沿z方向彼此間隔開地設(shè)置。冷凝器組件I的深度沿X方向延伸，其中X方向?qū)?yīng)于穿過冷凝器組件I的空氣流動方向，即與車輛的正常的行駛方向相反地伸展。在下文中，相應(yīng)的方向說明用于描述冷凝器組件I。
[0025]在第一長邊LI上在冷凝器組件I上方設(shè)置有入口 2，穿過所述入口，在冷卻劑循環(huán)中循環(huán)的冷卻劑、在此為R1234yf到達(dá)冷凝器組件I中。在冷凝器組件I的每個(gè)長邊L1、L2上設(shè)置有當(dāng)前連續(xù)的收集管3。收集管3經(jīng)由通過扁平管形成的換熱管4以本身已知的方式彼此連接。在收集管3中設(shè)置有導(dǎo)向板，以便預(yù)設(shè)冷卻劑穿過換熱管4的流動路徑(在附圖中示意地通過箭頭表示)并且將各個(gè)轉(zhuǎn)向區(qū)域彼此分開。在換熱管4之間以已知的方式設(shè)置有波形肋片5，所述波形肋片與換熱管4熱連接并且機(jī)械連接，并且換熱管4的進(jìn)而冷凝器組件I的換熱面增大。
[0026]冷凝器組件I的換熱區(qū)域當(dāng)前在明顯更大的上部區(qū)域中被z形地穿流，其中在冷卻劑在所述上部區(qū)域的下部端部上傾斜地與入口 2相對置地流動到平行于設(shè)置在第二長邊L2上的收集管3以常規(guī)方式構(gòu)成的收集容器6中之前，平行設(shè)置的、沿一個(gè)方向由冷卻劑穿流的換熱管4的高度進(jìn)而數(shù)量向下大幅減小，其中在所述收集容器中設(shè)置有干燥器和過濾器(未示出)。在此，將所述上部區(qū)域的平行地沿一個(gè)方向被穿流的換熱管4的上部的組稱作為第一流動路徑(第一區(qū)域A)，將所述上部區(qū)域的平行地并且反向于上部的組被穿流的換熱管A的中間的組稱作為第二流動路徑(第二區(qū)域B)并且將所述上部區(qū)域的平行地并且反向于中間的組被穿流的換熱管4的下部的組稱作為第三流動路徑(第三區(qū)域C)。所述各個(gè)區(qū)域A-C分別經(jīng)由所述轉(zhuǎn)向區(qū)域串聯(lián)連接。由于下述功能:在冷凝器組件I的相應(yīng)的上部區(qū)域中將過熱的、氣態(tài)的冷卻劑冷卻到飽和溫度，所以第一區(qū)域A也稱作過熱區(qū)域。第二和第三區(qū)域B和C整體上稱作冷凝區(qū)域，因?yàn)樵谠搮^(qū)域中，冷卻到飽和溫度的冷卻劑冷凝并且隨后作為液體到達(dá)收集容器6中。
[0027]在收集容器6之后，作為較小的下部區(qū)域設(shè)有過冷區(qū)域7以作為冷凝器組件I的另一部分，在冷凝區(qū)域中液化的冷卻劑輸送給所述過冷區(qū)域。從收集容器6的下部的端部區(qū)域開始，所述過冷區(qū)域7在此同樣被z形地穿流。過冷區(qū)域7根據(jù)DE 10 2010 039 511Al通過分別由兩個(gè)彼此平行伸展的換熱管構(gòu)成的三個(gè)冷卻部段以及在其之間設(shè)置在收集管3中的轉(zhuǎn)向區(qū)域形成，其中在結(jié)束時(shí)，冷卻劑經(jīng)由設(shè)置在第一長邊LI上的收集管3到達(dá)出口 8。相應(yīng)于較大的上部區(qū)域A-C的區(qū)域的名稱，以由冷卻劑正常穿流的順序?qū)⑺鰮Q熱管稱作為區(qū)域D、E和F。冷卻劑在過冷區(qū)域7中在各個(gè)冷卻部段之間的轉(zhuǎn)向在此在收集管3中通過導(dǎo)向板、相應(yīng)于在較大的上部區(qū)域中的轉(zhuǎn)向進(jìn)行，所述轉(zhuǎn)向然而也能夠以任意其他方式進(jìn)行，即收集管3例如也能夠在過冷區(qū)域7之上終止并且轉(zhuǎn)向能夠通過分開地構(gòu)成的轉(zhuǎn)向區(qū)域進(jìn)行。
[0028]收集管3、換熱管2、波形肋片5和可能的轉(zhuǎn)向區(qū)域通常由金屬、在此由鋁構(gòu)成。各個(gè)構(gòu)件在此以材料配合的方式作為焊接連接彼此連接，然而也可考慮其他具有相應(yīng)構(gòu)造的制造。
[0029]在下文中，詳細(xì)闡述用于冷凝器組件I的優(yōu)化的冷卻功率的流動路徑的設(shè)計(jì)方案。在此，在下文中將位于yz平面中并且沿z方向通過換熱管4在收集管3之間的(自由的)長度Lh限定并且沿y方向通過相應(yīng)的最上部的或最下部的波形肋片的上棱邊和下棱邊的間距Lv限定的面稱作為端面S，即端面S由LhXLv得出。在下文中，也將Lh稱作為寬度，也將Lv稱作為高度。各個(gè)換熱管4在端面S的區(qū)域中的(自由的)長度Lh在所描述的實(shí)施方案中分別相等。然而，在替選的實(shí)施方案中，所述長度也能夠是不同的。此外，所有換熱管4構(gòu)成為具有彼此相對應(yīng)的并且在換熱管4的長度之上恒定的自由流動橫截面，并且所有換熱管4在冷凝器組件I的高度之上等距地設(shè)置。
[0030]冷卻劑在換熱區(qū)域A-C之內(nèi)以及根據(jù)過冷區(qū)域D-E的整個(gè)流動路徑由于轉(zhuǎn)向分別近似作為3XLh得出，其中在各個(gè)區(qū)域A-F之內(nèi)，分別設(shè)有多個(gè)平行伸展的換熱管4，并