用于空调系统的热交换器技术方案

本发明专利技术涉及用于空调系统，特别是机动车辆中的空调系统的内部热交换器(10)，其具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行中流经低压侧。根据本发明专利技术，热交换器(10)在其高压侧和/或低压侧空间上和物理上以下述方式设计，即流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或几种预定的频率上被显著地抑制。

【技术实现步骤摘要】
用于空调系统的热交换器
本专利技术涉及用于空调系统，特别是机动车辆中的空调系统的内部热交换器，其具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行过程中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行过程中流经低压侧。
技术介绍
DE102005033019A1号德国专利文献公开了这样一种作为机动车辆空调系统的组件的内部热交换器。热交换器在高压侧与低压侧之间交换热量，其中高压侧从压缩机的输出端经过冷凝器和热交换器延伸至膨胀元件的输入端，低压侧从膨胀元件的输出端经过蒸发器、贮液器以及热交换器延伸至压缩机的输入端。公知的空调系统还含有储气罐，其具有通向低压侧的流动连接件并且还可以集成到热交换器中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于以不复杂、节省空间并且节约的方式设计一种空调系统，特别是在运行中特别安静的用于机动车辆的空调系统。该目的通过根据以下技术方案的热交换器以及空调系统来实现。本专利技术提供了一种用于空调系统，特别是机动车辆中的空调系统的内部热交换器10，具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行中流经低压侧，热交换器10在其高压侧和/或低压侧空间上和物理上以下述方式设计，即流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或几种预定的频率上被显著地抑制。本专利技术还提供了一种空调系统，特别是用于机动车辆的空调系统，具有压缩机2、冷凝器4、膨胀元件6、蒸发器8以及内部热交换器10，根据上述方案来设计内部热交换器10。本专利技术的有益改进在以下技术方案中公开。在上述内部热交换器10中，热交换器10在其高压侧和/或低压侧上具有经过连接管18；18’通向亥姆霍兹共振器16的流动连接件，其中流经由亥姆霍兹共振器16和连接管18；18’构成的共振器的冷却剂的一种固有频率或多种固有频率对应于一种预定的频率或多种预定的频率。进一步地，热交换器10在其高压侧和/或低压侧上设有改变冷却剂的流动特性，特别是冷却剂的流动速度和/或流动方向的结构20、22、24；26、28、30、32、34，其中该冷却剂以以下方式流过，即该流过的冷却剂的脉动在一种预定的频率或多种预定的频率上被抑制。进一步地，所述结构20、22、24；26、28、30、32、34由安装在热交换器10中的固定壁构成，该固定壁在高压侧和/或低压侧上局部或部分地改变冷却剂的流动横截面。进一步地，所述结构至少部分地构成透气隔断36，40，该透气隔断将热交换器10的高压侧和/或低压侧与至少一个谐振腔38，42在相对较大的区域上隔开，该谐振腔调谐为流经的冷却剂的脉动。进一步地，至少一个谐振腔38，42含有多孔吸声材料。进一步地，内部热交换器10为同轴管热交换器。在上述空调系统中，所述一种预定的频率为压缩机2的一种脉动频率，或者所述多种预定的频率为压缩机2的多种脉动频率。本专利技术的构思基于这样的知识：热交换器中或热交换器上的具体结构，如那些可以由储气罐，但是也可用另一种方式提供的结构，给定适当的空间-物理设计可以抑制流经的冷却剂的脉动，该脉动特别会由常用在机动车辆空调系统中的压缩机产生。因为根据本专利技术，热交换器在它的高压侧和/或它的低压侧空间上和物理上以下述方式设计，即流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或几种预定的频率上被显著地抑制，因此这种噪声抑制结构在热交换器自身中或其自身上形成。也就是说，在空调系统的装配过程中，不需要将单独的隔音组件安装在机动车辆中。此外，根据本专利技术的吸声结构可以以特别节省空间的方式实现。并且因为这种吸声机构可以在热交换器的制造过程中已然形成，所以这些结构可以特别经济地生产。其总体上足以抑制常用在机动车辆空调系统中的压缩机中的仅仅一种预定的频率或多种预定的频率也促进了这些优势的获得，其中压缩机在该频率上显著地激发冷却剂形成脉动，该频率在下文中称为压缩机的一种脉动频率或多种脉动频率。另一方面，传统隔音是宽频带的，这是因为频率调谐很困难并且如果可能的话也不是非常有效。此外，这种宽频带隔音还需要大量的空间和材料。在本专利技术优选的实施例中，热交换器在其高压侧和/或低压侧具有经过连接管通向亥姆霍兹共振器(Helmholtz-Resonator)的流动连接件，其中由亥姆霍兹共振器和连接管构成的共振器的一种固有频率或多种固有频率对应于一种预定的频率或多种预定的频率。已知亥姆霍兹共振器由具有狭窄开口的几何体积构成并形成具有明显的固有共振的机械质量弹簧系统，该固有共振可以由亥姆霍兹共振器的几何结构来计算。球形亥姆霍兹共振器只具有一种共振频率。如瓶状、圆柱形或立方体形的其他亥姆霍兹共振器形成多种共振。在本专利技术的优选实施例中，热交换器在其高压侧和/或低压侧上设有结构，该结构通过以下方式改变流经的冷却剂的流动特性，特别是流动速度和/或流动方向，即，流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或多种预定的频率上被抑制。这些结构可以由构建在热交换器中的固定壁构成，其在高压侧和/或低压侧上局部或部分地改变冷却剂的流动横截面，如采取反射板、挡板、叶片、隔板以及类似物形式的共振壁或隔音壁，当然，这些壁还可以由除了金属薄板以外的其他材料构成。已知结构还可以至少部分地由多孔隔断形成，其将热交换器的高压侧和/或低压侧与至少一个谐振腔在相对较大的区域上隔开，对于谐振腔的一种谐振频率或多种谐振频率，其调谐为流经的冷却剂的脉动。该谐振腔还可以含有多孔隔音材料。如果内部热交换器为同轴管热交换器，则所述结构可以以特别简单且成本效益高的方式实现。附图说明本专利技术利用以附图表示的示例性实施例来详细说明。其中：图1为机动车辆-空调系统的原理的示意图；并且图2至6为具有同轴管和集成隔音器的多种热交换器的示意截面图。具体实施方式图1中所示的机动车辆-空调系统含有脉动压缩机2、冷凝器4、膨胀元件6(阀门或类似物)、蒸发器8以及内部热交换器10。如具有带箭头的线的图1中所示，压缩的冷却剂在高压侧从压缩机2的输出端经过冷凝器4和热交换器10流至膨胀元件6的输入端，并且由膨胀元件6膨胀的冷却剂在低压侧经过蒸发器8和热交换器10流回压缩机2的输入端。图2至6示出了图1的内部热交换器10的示例性实施例的示意截面图，其中每个实施例都采用同轴管热交换器的形式。也就是说，热交换器10包含内管12以及同轴围绕内管12的外管14，其中压缩的冷却剂以纵向方向流经内管，未加压的冷却剂以相反的方向流经外管。压缩和未加压的冷却剂进入热交换器10的方向分别用空心箭头表示，并且管12、14内的冷却剂的流动分别用单箭头表示。图2至6中相同或类似的组件用相同或相互对应的附图标记来表示。对于所示的所有实施例来说，经过热交换器的冷却剂的流动还可以通过使压缩的冷却剂流经外管并且使未加压的冷却剂流经内管来换向。在图2的示例性实施例中，亥姆霍兹共振器16具有经过短连接管18通向外管14的内部(并且通向内管12的外部)的流动连接件。在图3的示例性实施例中，亥姆霍兹共振器16具有经过短连接管18’通向内管12的内部的流动连接件。亥姆霍兹共振器16和连接管18或18’的尺寸制成使得由亥姆霍兹共振器16以及连接管18或18’构成的共振器的一种固有频率或多种固有频率对应于图1的压缩机2的一种脉动频率或多种脉动频率。因此它们使得由脉动的冷却剂所引起的空调系统的噪声得到有效抑制。在图2和3的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空调系统，特别是机动车辆中的空调系统的内部热交换器(10)，具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行中流经低压侧，其特征在于，热交换器(10)在其高压侧和/或低压侧空间上和物理上以下述方式设计，即流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或几种预定的频率上被显著地抑制。

【技术特征摘要】
2012.02.23 DE 102012202752.11.一种用于空调系统的内部热交换器(10)，具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行中流经低压侧，其特征在于，热交换器(10)在其高压侧和/或低压侧空间上和物理上配置为使流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或多种预定的频率上被显著地抑制，从而抑制噪声，所述一种预定的频率为压缩机(2)的一种脉动频率，或者所述多种预定的频率为压缩机(2)的多种脉动频率，其中，所述高压侧和/或低压侧上设有共振器，所述共振器由亥姆霍兹共振器(16)以及连接管(18；18’)构成并配置为具有对应于所述一种预定的频率或多种预定的频率的一种固有频率或多种固有频率。2.根据权利要求1所述的内部热交换器(10)，其特征在于，热交换器(10)在其高压侧和/或低压侧上具有经过连接管(18；18’)通向亥姆霍兹共振器(16)的流动连接件。3.一种用于空调系统的内部热交换器(10)，具有高压侧和低压侧，其中高压下的冷却剂在运行中流经高压侧，低压下的冷却剂在运行中流经低压侧，其特征在于，热交换器(10)在其高压侧和/或低压侧空间上和物理上配置为使流经的冷却剂的脉动在一种预定的频率或多种预定的频率上被显著地抑制，从而抑制噪声，所述一种预定的频率为压缩机(2)的一种脉动频率，或者所述多种预定的频率为压缩机(2)的多种脉动频率，其中，所述高压侧和/或低压侧上设有结构(20、22、24；26、28、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·马科维茨，迪特玛·费舍尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：