换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换热器，该换热器具有用于制冷剂的第一流动通道、用于制冷剂的第二流动通道以及用于冷却剂的第三流动通道，其中，第一流动通道具有用于使制冷剂首先冷却的第一区域和用于使制冷剂进一步冷却的第二区域，其中，制冷剂在第一流动通道中能够在高压相下流动并且在制冷剂第二流动通道中能够在低压相下流动。
【背景技术】
[0002]在用于机动车辆的空调设备的制冷剂回路中，冷凝器被用来使制冷剂冷却到冷凝温度并且紧接着使制冷剂冷凝。这特别是发生在采用在制冷剂回路内发生至少一次从气态到液态的相变的制冷剂的情况下。通常，冷凝器具有收集器，在该收集器中可以储备一定数量的制冷剂，以便对在制冷剂回路中的数量波动进行补偿。因此可以实现制冷剂的稳定过冷。
[0003]常常是，在收集器中设有用于对制冷剂进行干燥和/或过滤的附加装置。收集器在通常情况下设置在冷凝器上。收集器被已经流经冷凝器的一部分的制冷剂流过。在流过收集器之后，制冷剂被返回到冷凝器中并且在过冷区段中被过冷至低于冷凝温度。
[0004]制冷剂没有发生相变的冷凝器也是已知的。这些冷凝器通常只具有一个冷却区段，制冷剂在该冷却区段中被置于与冷却剂处于热接触。
[0005]此外还已知这样的换热器，在冷凝区段和过冷区段之后在这些换热器之后连接有内部换热器。收集器在这里优选设置在冷凝器区段与过冷区段之间。在冷凝区段和过冷区段内，在制冷剂与冷却剂之间进行热传递，而在内部换热器中在处于两种不同状态，即在高压相和低压相下的制冷剂之间进行热传递。
[0006]由现有技术已知的装置的缺点特别是在将CO2(R744)用作制冷剂的情况下在制冷剂回路内产生使目前已知的换热器承受的负荷超过其负荷极限的高压。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是提供一种换热器，该换热器可以被施加比如在使用CO2(R744)的情况下产生的高压。此外，该换热器的特征是紧凑的结构方式和成本低廉的制造。
[0008]本发明的目的通过一种具有如权利要求1所述的特征的换热器得以解决。
[0009]本发明的一种实施例涉及一种换热器，该换热器具有用于制冷剂的第一流动通道、用于制冷剂的第二流动通道以及用于冷却剂的第三流动通道，其中，第一流动通道具有用于使制冷剂首先冷却的第一区域和用于使制冷剂进一步冷却的第二区域，其中，在第一流动通道中制冷剂能够在高压相下流动并且在第二流动通道中制冷剂能够在低压相下流动，其中，在位于第一流动通道的第一区域中的制冷剂与位于第三流动通道中的冷却剂之间进行第一热传递并且在位于第一流动通道的第二区域中的制冷剂与位于第二流动通道中的制冷剂之间进行第二热传递。
[0010]通过在处于其高压相下的制冷剂与处于其低压相的制冷剂之间的附加的热传递，还可以进一步降低处于高压相下的制冷剂的温度。因此总体上可以提高在制冷剂回路中的冷却功率。
[0011]在本发明的另一种设计方案中可以规定，第一流动通道的第二区域和第二流动通道构成第一单元以及第一流动通道的第一区域和第三流动通道构成第二单元，其中，第一单元和第二单元能够连接成结构单元。
[0012]在本发明的一种有利设计方案中可以规定，换热器具有储蓄器，该储蓄器具有用于储存制冷剂的储存容积和/或用于对制冷剂进行过滤的装置和/或用于对制冷剂进行干燥的装置。
[0013]储蓄器用作制冷剂的储存媒体。它有利地对处于低压相的制冷剂进行中间储存。这用于使制冷剂的数量波动得到平衡或者对例如可能由于泄漏而产生的制冷剂损失进行补偿。此外，储蓄器可以有利地具有用于对制冷剂进行干燥和/或过滤的装置。这对制冷剂的品质进而对制冷剂回路的效率产生有利影响。
[0014]也可以是有利的是，储蓄器被分配给换热器。
[0015]通过将附加的储蓄器分配给换热器，可以是特别有利的是，换热器本身必须被实施为尽可能紧凑。储蓄器在这里可以与换热器相独立地安装在车辆中。
[0016]根据另一种根据本发明的实施例可以规定，从第一流动通道的第二区域进入第二流动通道的制冷剂转移经过储蓄器。
[0017]通过经过储蓄器的制冷剂转移可以确保，可以在任何时候使制冷剂的数量波动得到完全平衡。总体上提高制冷剂回路的效率。
[0018]此外还可以是适宜的是，第一流动通道的第一区域与第三流动通道相邻并且第一流动通道的第二区域与第二流动通道相邻。
[0019]通过以这种方式设置流动通道，有利于在位于第一流动通道的第一区域中的制冷剂与位于第三流动通道中的冷却剂之间的热传递而且还有利于在位于第一流动通道的第二区域中的制冷剂与第二流动通道中的制冷剂之间的热传递。
[0020]此外还可以是有利的是，第一单元和/或第二单元采用叠片结构形式构成。
[0021]采用叠片结构形式的结构是特别简单且由于不同元件的数量很少而成本特别低廉。
[0022]也可以优选的是，第一单元和/或第二单元采用管子翅片结构形式构成。
[0023]在本发明的另一实施方式中可以规定，第一单元和/或第二单元由多根管子构成，其中，这些管子彼此相邻设置并且至少部分相互处于热接触，其中，这些管子分别能够被制冷剂和/或冷却剂流过。
[0024]制冷剂和冷却剂在管子中的流动特别是在换热器的抗压强度方面是特别有利的。通过使用管子可以实现特别高的抗压强度。
[0025]此外还可以是有利的是，第一单元和/或第二单元由多根管子构成，其中，在管子之间设置紊流衬垫，其中，由管子和紊流衬垫组成的装置被壳体包覆，其中，这些管子能够被冷却剂和/或制冷剂流过并且能够被冷却剂和/或制冷剂绕流。
[0026]一部分管子被第一流体流过且同时被第二流体绕流的结构是特别有利的，因为以这种方式可以实现特别高效的热传递。
[0027]特别是通过由采用叠片结构形式构成的单元和采用管子翅片结构形式构成的单元组成的混合结构形式可以将这两种结构形式的优点相结合。
[0028]本发明的一种优选实施例的特征是，换热器采用叠片结构形式构成，其中，通过将各个薄片元件相互堆叠而形成换热器组件并且在薄片元件之间形成通道，其中，第一部分通道被分配给第一流动通道，第二部分通道被分配给第二流动通道以及第三部分通道被分配给第三流动通道。
[0029]采用叠片结构形式的结构是特别有利的，因为可以使用大量相同部件。根据换热器的实施方式，只需要两个分别位于外部的薄片元件与其它薄片元件不同。因此可以明显降低成本和制造费用。
[0030]此外还可以是有利的是，一个或多个流动通道的流动方向发生一次或多次转向，由此流体流在流动通道中能够相对顺流式和/或逆流式和/或叉流式地流动。
[0031]通过在换热器内部中的转向处可以使流体流有利地转向。因此可以明显增强热传递并且提尚制冷剂回路的效率。
[0032]根据一种优选的实施方式，有利的是，储蓄器具有第一流动通道的第二区域和第二流动通道，其中，在储蓄器内在第一流动通道的第二区域与第二流动通道之间进行热传递。
[0033]这样的设计是有利的，因为换热器因此可被构造成更加紧凑，这特别是在可提供的结构空间方面是有利的。
[0034]另一种优选的实施例的特征是，储蓄器和换热器被实施为结构单元。
[0035]由储蓄器和换热器组成的结构单元是有利的，因为可以总体上减少所需的安装空间。此外，在车辆中的更加简单的装配是可能的，因为在换热器与储蓄器之间不需要设置附加的管件。
[0036]此外还有利的是，制冷剂是CO2 (R744)。
[0037]也可以是适宜的是，换热器的抗压强度允许存在大于10bar的内压。
[0038]特别是在C02(R744)被用作制冷剂的情况下，有利的是，换热器可以承受高的内压。在利用C02(R744)作为制冷剂的工作中会产生10bar以上的压力。
[0039]10bar以上的抗压强度特别是对于被高压制冷剂流过的区域是有利的。对于被低压制冷剂和冷却剂流过的区域，该抗压强度也可以是有利的。
[0040]本发明的有利改进方案在从属权利要求和后面的附图描述中得到描述。
【附图说明】
[0041]下面借助于实施例参照附图对本发明进行详细说明。在附图中:
[0042]图1示出了换热器的立体图，该换热器具有内部冷却区段和内部换热器；
[0043]图2示出了如图1的换热器的立体图以及附加的储蓄器；
[0044]图3示出了换热器的剖视图，该换热器具有用于低压制冷剂、高压制冷剂和冷却剂的多个流动通道；以及
[0045]图4示出了具有冷却区段和储蓄器的换热器的立体图，在该储蓄器内集成有内部换热器。
【具体实施方式】
[0046]图1示出了换热器I的示意图。换热器I被划分成冷却区段6和内部换热器5。在冷却区段6内，处于高压相下的制冷剂(高压制冷剂)2被置于与冷却剂3处于热接触，从而产生从高压制冷剂2到冷却剂3的热传递。在内部换热器5中，高压制冷剂2被置于与相同的但处于低压相下的制冷剂(低压制冷剂)4处于热接触。因此，高压制冷剂2在内部换热器5中被进一步冷却。
[0047]高压制冷剂2通过流体入口 7流入冷却区段6中。在冷却区段6内部设有多个流动通道，这些流动通道部分被高压制冷剂2流过，并且部分被冷却剂3流过。在内部换热器5内同样设有多个流动通道，其中，这些流动通道的一部分被分配给低压制冷剂4，并且这些通道的另一部分被分配给高压制冷剂2。在内部换热器5中和在冷却区段6中的流动通道都是为了清楚而未示出。
[0048]用于高压制冷剂2、冷却剂3和低压制冷剂4的流动通道可以在换热器内按照任意顺序设置。在这里，不同流体的流动通道例如可以交替设置。替代地，也可以规定一种设置，在该设置中，用于相同流体的多个流动通道彼此相邻设置。
[0049]高压制冷剂2流经换热器I的走向是沿着流体入口 7经过在冷却区段6内部的流动通道、沿着在内部换热器5中的流动通道流动并且最后从流体出口 8从换热器I中流出。冷却剂3通过流体入口 9流入换热器I的冷却区段6中并且在那里沿着在冷却区段6内的流动通道流向流体出口 10。在那里冷却剂从换热器I中流出。
[0050]低压制冷剂4通过流体入口 11流入内部换热器5中并且在那里沿着分配给它的流动通道流经内部换热器5。低压制冷剂最后通过流体出口 12从内部换热器5中流出。
[0051]在换热器I内部可以设置转向处，由此使各个流体的流动方向转向。在这里可以产生两种流体相对顺流式或者逆流式地流动的区域。通过流动通道和转向处在换热器I内部的巧妙设置，也可实现的是，两种流体相对叉流式地流动。
[0052]高压制冷剂2在未在图1中示出的制冷剂回路内通过同样未示出的膨胀阀被转变成低压相并且因此被转变成低压制冷剂4。
[0053]图2示出了如已在图1中示出的换热器I的另一示意图。换热器I的与图1相同的特征用相同的附图标记表示