DE202017007574U1

DE202017007574U1 - evaporator device

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Publication number: DE202017007574U1
Application number: DE202017007574.1U
Authority: DE
Original assignee: Coolar Ug (haftungsbeschrankt); Coolar Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Coolar Ug (haftungsbeschrankt); Coolar Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: DE102016123512A1; EP3333507A1

Abstract

Verdampfervorrichtung (13) umfassend mindestens ein Flüssigkeitsreservoir (1) und mindestens zwei im Wesentlichen parallel geschaltete Verdampferrohre (2) dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferrohre (2) eine Kapillarstruktur (6) aufweisen und das Flüssigkeitsreservoir (1) unterhalb der Verdampferrohre (2) angeordnet vorliegt und mit den Verdampferrohren (2) flüssigkeits- und/oder dampfleitend in Verbindung steht.Evaporator device (13) comprising at least one liquid reservoir (1) and at least two evaporator tubes (2) connected essentially in parallel, characterized in that the evaporator tubes (2) have a capillary structure (6) and the liquid reservoir (1) is arranged below the evaporator tubes (2). is present and is connected to the evaporator tubes (2) to conduct liquid and/or vapor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdampfervorrichtung umfassend mindestens ein Flüssigkeitsreservoir und mindestens zwei parallel geschaltete Verdampferrohre. Die Verdampfervorrichtung ist insbesondere für den Einsatz in Kältemaschinen gedacht, welche vorzugsweise direkt einen mit Gas gefüllten Raum kühlen.The invention relates to an evaporator device comprising at least one liquid reservoir and at least two evaporator tubes connected in parallel. The evaporator device is intended in particular for use in refrigerating machines, which preferably directly cool a space filled with gas.

Für die Verdampfung von Kältemitteln werden in der Kompressionskältetechnik typischerweise Rohr- oder Rohrbündelwärmeübertrager oder Plattenwärmeübertrager verwendet. Plattenwärmeübertrager sind zumeist als überflutete Verdampfer ausgeführt, in welchen sich die Dampfblasen durch deren Auftriebskraft und meist unterstützt durch eine erzwungene Strömung durch den Wärmeübertrager bewegen. Kälteanlagen mit überflutetem Verdampfer besitzen auf der Niederdruckseite üblicherweise einen Behälter, in dem flüssiges Kältemittel mit einer Gas- oder Dampfüberlagerung unter Sattdampfbedingungen vorgehalten wird. Der Druck in diesem Behälter wird typischerweise auf einem bestimmten Wert gehalten, der durch die erforderlichen Temperaturen in dem zu kühlenden Raum festgelegt wird.In compression refrigeration technology, tube or tube bundle heat exchangers or plate heat exchangers are typically used for the evaporation of refrigerants. Plate heat exchangers are usually designed as flooded evaporators, in which the vapor bubbles move through the heat exchanger due to their buoyancy and usually supported by a forced flow. Refrigeration systems with a flooded evaporator usually have a container on the low-pressure side in which liquid refrigerant is stored with a gas or vapor layer under saturated steam conditions. The pressure in this container is typically kept at a certain value, which is determined by the required temperatures in the space to be cooled.

Bei Rohr- oder Rohrbündelverdampfern wird das Kältemittel zumeist mithilfe eines Aufgabesystems von außen auf ein Rohr verrieselt oder sie werden ebenfalls als überflutete Verdampfer ausgeführt. Es sind auch Rohrwärmeübertrager bekannt, bei denen das Kältemittel in einem horizontalen oder nahezu horizontalen beziehungsweise leicht geneigten Rohr innerhalb einer erzwungenen Strömung verdampft, wobei die Rohrwärmeübertrager aus mehreren nebeneinanderliegenden, verbundenen und seriell durchströmten Rohren gebildet sein können. Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus der WO 2007 115 877 bekannt. Wärmerohre besitzen üblicherweise einen geringen Strömungswiderstand und einen guten Wärmetransport, liegen allerdings als geschlossene Vorrichtung mit typischerweise geringer Ausdehnung vor.In the case of tube or tube bundle evaporators, the refrigerant is usually trickled onto a tube from the outside using a feed system, or they are also designed as flooded evaporators. Tube heat exchangers are also known in which the refrigerant evaporates in a horizontal or almost horizontal or slightly inclined tube within a forced flow, with the tube heat exchangers being able to be formed from several adjacent, connected tubes with serial flow. Such a device is, for example, from WO 2007 115 877 known. Heat pipes usually have a low flow resistance and good heat transport, but are present as a closed device with typically low expansion.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass überflutete Verdampfer oder Rohr- oder Rohrbündelverdampfer, bei denen die Verdampfung innerhalb des Rohres stattfindet, eine sehr kleine Querschnittsfläche für den strömenden verdampften Dampfstrom aufweisen, wodurch die Druckverluste sehr hoch ausfallen beziehungsweise eine Dampfbewegung durch freie Konvektion stark gehemmt wird. Außerdem ist die zu verdampfende Flüssigkeitsschicht auf der wärmeübertragenden Oberfläche relativ dick, wodurch nachteilhafterweise der Wärmewiderstand vergrößert wird.The disadvantage of the devices known from the prior art is that flooded evaporators or tube or tube bundle evaporators, in which the evaporation takes place inside the tube, have a very small cross-sectional area for the flowing vaporized stream, which means that the pressure losses are very high or vapor movement is strongly inhibited by free convection. In addition, the layer of liquid to be evaporated on the heat-transferring surface is relatively thick, which disadvantageously increases the thermal resistance.

Berieselte Rohrbündelwärmeübertrager haben zwar den Vorteil einer großen freien Querschnittsfläche für den Dampfstrom und dünner Flüssigkeitsschichten, benötigen allerdings eine Druckerhöhungseinrichtung, um nicht verdampfte Flüssigkeit über das Rohrbündel zu befördern und erneut zu verrieseln. Beide Systeme weisen daher ohne Druckerhöhungseinrichtungen zur Strömungserzeugung eine geringe Leistungsdichte auf.Irrigated tube bundle heat exchangers have the advantage of a large free cross-sectional area for the vapor flow and thin liquid layers, but they require a pressure boosting device in order to transport non-evaporated liquid over the tube bundle and to trickle again. Both systems therefore have a low power density without pressure-increasing devices for flow generation.

Bei Wärmerohren kann das Kältemittel nicht aus den Wärmerohren herausströmen, da dies sofort zur Austrocknung führen würde. Somit kann das Kältemittel nicht am Kältemittelkreislauf in einer Kälteanlage teilnehmen. Außerdem ist ihre kleine wärmeübertragende Oberfläche durch die geringe räumliche Ausdehnung nicht ausreichend für die Wärmeaufnahme in einer Kälteanlage. Insbesondere bei Kälteanlagen, welche direkt ein Gas kühlen, wird eine große Fläche wegen des großen Wärmewiderstandes im Gas benötigt. Daher sind Wärmerohre nicht für den Einsatz als Verdampfer in Kälteanlagen geeignet.With heat pipes, the refrigerant cannot flow out of the heat pipes as this would immediately lead to dehydration. This means that the refrigerant cannot participate in the refrigerant cycle in a refrigeration system. In addition, their small heat-transferring surface is not sufficient for heat absorption in a refrigeration system due to the small spatial expansion. In particular in the case of refrigeration systems which cool a gas directly, a large area is required because of the high thermal resistance in the gas. Therefore, heat pipes are not suitable for use as evaporators in refrigeration systems.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verdampfervorrichtung bereitzustellen, die nicht die Nachteile und Mängel des Standes der Technik aufweist, die Druckverluste innerhalb einer Kälteanlage reduziert und den Wärmewiderstand vermindert, so dass die Leistungsdichte der Kälteanlage erhöht wird, wobei der Betrieb einer solchen Vorrichtung insbesondere ohne Druckerhöhungseinrichtung, wie beispielsweise einer Pumpe, möglich sein soll.Accordingly, the invention is based on the object of providing an evaporator device that does not have the disadvantages and shortcomings of the prior art, that reduces pressure losses within a refrigeration system and reduces thermal resistance, so that the power density of the refrigeration system is increased, with the operation of such a device should be possible in particular without a pressure-increasing device, such as a pump.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe eine Verdampfervorrichtung vorgesehen umfassend mindestens ein Flüssigkeitsreservoir und mindestens zwei im Wesentlichen parallel geschaltete Verdampferrohre, wobei die Verdampferrohre eine Kapillarstruktur aufweisen und das Flüssigkeitsreservoir unterhalb der Verdampferrohre angeordnet vorliegt und mit den Verdampferrohren flüssigkeits- und/oder dampfleitend in Verbindung steht.According to the invention, to achieve the object, an evaporator device is provided comprising at least one liquid reservoir and at least two evaporator tubes connected essentially in parallel, the evaporator tubes having a capillary structure and the liquid reservoir being arranged below the evaporator tubes and being connected to the evaporator tubes for liquid and/or vapor conduction.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Verdampferrohr bevorzugt synonym als vertikales Rohr bezeichnet wird. Weiter wird die Verdampfervorrichtung bevorzugt auch als Verdampfer bezeichnet. Der Begriff „parallel geschaltet“ kann bevorzugt auch als „strömungstechnisch parallel“ verstanden werden und bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Strömung vorrangig im Wesentlichen gleichzeitig durch die mindestens zwei Verdampferrohre strömt. Insbesondere unterscheidet sich eine strömungstechnische Parallelität von einem hintereinander Durchfließen zweier Rohre. Der Begriff „im Wesentlichen“ ist für den Fachmann nicht unklar, da der Fachmann weiß, dass eine strömungstechnische Parallelität keine strenge geometrische Parallelität voraussetzt, sondern vorzugsweise bedeutet, dass die Strömung im Wesentlichen gleichzeitig durch die Verdampferrohre strömt. Diese sind im Sinne der Erfindung parallelgeschaltet, wobei der Begriff der Parallelschaltung dem Fachmann aus der Elektrotechnik bekannt ist. Im Gegensatz zur Elektrotechnik muss in der Erfindung keine strenge Parallelität vorliegen, da der Stoffstrom in den parallel geschalteten Rohren durchaus unterschiedlich groß sein kann. Die Parallelschaltung der Verdampferrohre kann vorzugsweise ebenfalls bedeuten, dass die Rohre auch geometrisch im Wesentlichen parallel vorliegen, allerdings ist diese geometrische Parallelität keine Voraussetzung für die strömungstechnische Parallelschaltung der Verdampferrohre.It is preferred within the meaning of the invention that the evaporator tube is preferably synonymously referred to as a vertical tube. Furthermore, the evaporator device is preferably also referred to as an evaporator. The term “connected in parallel” can preferably also be understood as “parallel in terms of flow” and preferably means in the context of the invention that a flow primarily flows essentially simultaneously through the at least two evaporator tubes. In particular, fluidic parallelism differs from two pipes flowing through one after the other. The term "substantially" is not unclear for the person skilled in the art, since the person skilled in the art knows that fluidic parallelism does not imply strict geometrical parallelism, but preferably means that the flow is substantially simultaneous through the evaporator tubes. These are connected in parallel within the meaning of the invention, the concept of parallel connection being known to those skilled in the art of electrical engineering. In contrast to electrical engineering, strict parallelism does not have to be present in the invention, since the material flow in the tubes connected in parallel can certainly be of different sizes. The parallel connection of the evaporator tubes can preferably also mean that the tubes are also geometrically essentially parallel, although this geometric parallelism is not a prerequisite for the fluidic parallel connection of the evaporator tubes.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Verdampfer aus mindestens einem Flüssigkeitsreservoir und mindestens zwei strömungstechnisch parallel geschalteten vertikalen Rohren besteht, welche an das Flüssigkeitsreservoir anschließen. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass das Flüssigkeitsreservoir mit den Verdampferrohren so in Verbindung steht, dass Flüssigkeiten, Gase oder Dampf die Verbindung zwischen Verdampferrohr und Flüssigkeitsreservoir passieren können.It is preferred within the meaning of the invention that the evaporator consists of at least one liquid reservoir and at least two vertical tubes connected in parallel in terms of flow, which connect to the liquid reservoir. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the liquid reservoir is connected to the evaporator tubes in such a way that liquids, gases or vapor can pass through the connection between the evaporator tube and the liquid reservoir.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verdampfervorrichtung eine Dampfgasse zum Durchlass einer Dampfströmung im Inneren der Verdampferrohre. Es ist bevorzugt, dass die Dampfgasse im Inneren der Verdampferrohre gebildet wird, wobei der Begriff „Dampfgasse“ im Sinne der Erfindung bevorzugt einen Bereich im Inneren der Verdampferrohre beschreibt, durch den Gas oder Dampf hindurchströmen und/oder hindurchgeleitet werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the evaporator device comprises a vapor path for the passage of a vapor flow inside the evaporator tubes. It is preferred that the vapor path is formed inside the evaporator tubes, with the term “steam path” in the sense of the invention preferably describing an area inside the evaporator tubes through which gas or vapor can flow and/or be passed.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Flüssigkeitsreservoir vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit einer Flüssigkeit befüllbar, wobei der durchschnittliche Fachmann weiß, dass eine im Wesentlichen vollständige Befüllung technisch dieselbe Wirkung hervorruft wie eine vollständige Befüllung und dass sich eine im Wesentlichen vollständige Befüllung aufgrund von Umwelteinflüssen, beispielsweise durch Verdampfen oder Flüssigkeitsverlust, aus einer vollständigen Befüllung ergeben kann.In a preferred embodiment of the invention, the liquid reservoir can be filled completely or essentially completely with a liquid, with the person skilled in the art knowing that essentially complete filling technically produces the same effect as complete filling and that essentially complete filling is due to environmental influences , such as evaporation or loss of liquid, may result from a full fill.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Flüssigkeit ein Kältemittel, bevorzugt Wasser, Ethanol oder Ammoniak ist. Der durchschnittliche Fachmann weiß, dass es sich bei Wasser um die chemische Verbindung mit der Summenformel H20, bei Ethanol um den einwertigen Alkohol mit der Summenformel C2H6O und bei Ammoniak um die chemische Verbindung mit der Summenformel NH3 handelt, wobei diese Verbindungen als natürliche Kältemittel in der Natur vorkommen. Es ist bevorzugt, dass das Kältemittel in der Lage ist, Wärmeenergie zu transportieren, wobei vorzugsweise bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufgenommen und bei höherer Temperatur und höherem Druck Wärme abgegeben wird. Vorteilhaft an der Verwendung von natürlichen Kältemitteln ist, dass diese bei ihrem Einsatz als Arbeitsmedium keine Fluorchlorkohlenwasserstoffe freisetzen und damit nicht zum Abbau der Ozonschicht und zur Förderung des Treibhauseffekts beitragen.It is particularly preferred that the liquid is a refrigerant, preferably water, ethanol or ammonia. The average expert knows that water is the chemical compound with the molecular formula H20, ethanol is the monohydric alcohol with the molecular formula C2H6O and ammonia is the chemical compound with the molecular formula NH3, these compounds being natural refrigerants in the occur in nature. It is preferred that the refrigerant is capable of transporting thermal energy, preferably absorbing heat at low temperature and pressure and releasing heat at higher temperature and pressure. The advantage of using natural refrigerants is that they do not release any chlorofluorocarbons when used as a working medium and therefore do not contribute to the depletion of the ozone layer and the promotion of the greenhouse effect.

Ein bevorzugt besonders guter Transport von Flüssigkeiten, Gasen oder Dampf vom Flüssigkeitsreservoir in die Verdampferrohre hinauf kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, dass mindestens ein Verdampferrohr in das Flüssigkeitsreservoir hineinragt. Der Begriff „hineinragen“ bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein unteres Ende eines Verdampferrohrs in die Flüssigkeit, die sich in dem Flüssigkeitsreservoir befindet, eintaucht. Dieses Eintauchen kann so erfolgen, dass eine Öffnung des Verdampferrohres, das bevorzugt den unteren Abschluss des Rohres bildet, vorzugsweise ganz oder teilweise von der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir bedeckt ist, wobei es insbesondere bevorzugt ist, wenn die Öffnung des Verdampferrohrs so in die Flüssigkeit eintaucht, dass sich die Öffnung vollständig in der Flüssigkeit befindet. Insbesondere wird dadurch die flüssigkeits- und/oder dampfleitende Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsreservoir beziehungsweise der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsreservoir und dem Verdampferrohr gebildet. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, wenn ein Teil der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir in den Verdampferrohren zu stehen kommt, d.h. dass insbesondere ein unterer Bereich des Verdampferrohrs mit Flüssigkeit gefüllt ist. Diese Situation wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als teilüberflutetes Verdampferrohr bezeichnet. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Verdampferrohre, die vorzugsweise eine Kapillarstruktur aufweisen, in das Flüssigkeitsreservoir hinein verlängert werden können.A preferably particularly good transport of liquids, gases or vapor from the liquid reservoir up into the evaporator tubes can be achieved in a preferred embodiment of the invention in that at least one evaporator tube protrudes into the liquid reservoir. The term “protruding” in the context of the invention preferably means that a lower end of an evaporator tube is immersed in the liquid that is in the liquid reservoir. This immersion can take place in such a way that an opening of the evaporator tube, which preferably forms the lower end of the tube, is preferably completely or partially covered by the liquid in the liquid reservoir, it being particularly preferred if the opening of the evaporator tube is immersed in the liquid in such a way that the orifice is completely immersed in the liquid. In particular, this forms the liquid- and/or vapor-conducting connection between the liquid reservoir or the liquid in the liquid reservoir and the evaporator tube. It is particularly preferred within the meaning of the invention if part of the liquid in the liquid reservoir comes to rest in the evaporator tubes, i.e. that in particular a lower region of the evaporator tube is filled with liquid. In the context of the invention, this situation is preferably referred to as a partially flooded evaporator tube. In terms of the invention, it is particularly preferred that the evaporator tubes, which preferably have a capillary structure, can be extended into the liquid reservoir.

Das Flüssigkeitsreservoir ist vorzugsweise horizontal oder nahezu horizontal ausgebildet. Dies bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass seine Bodenfläche auf einer im Wesentlichen geraden Ebene steht, so dass die Oberfläche des im Flüssigkeitsreservoir befindlichen Kältemittels oder die Oberfläche der im Flüssigkeitsreservoir befindlichen Flüssigkeit die gerade Ebene, auf der die Vorrichtung steht, bevorzugt wiederspiegelt. Der Begriff „im Wesentlichen“ ist für den Fachmann nicht unklar, weil der Fachmann weiß, dass Kälteanlagen vorteilhafterweise auf ebenen Untergründe aufzustellen sind. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die Verdampfung von der Flüssigkeitsoberfläche her erfolgt, d.h. dass die Verdampfungswirkung in einem oberen Bereich der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir umfassend die Oberfläche der Flüssigkeit, besonders stark ausgebildet ist.The liquid reservoir is preferably designed horizontally or almost horizontally. For the purposes of the invention, this preferably means that its base surface is on an essentially straight plane, so that the surface of the refrigerant in the liquid reservoir or the surface of the liquid in the liquid reservoir preferably reflects the straight plane on which the device stands. The term "essentially" is not unclear for the person skilled in the art, because the person skilled in the art knows that refrigeration systems are advantageously installed on level surfaces are. According to the invention, it is particularly preferred that the evaporation takes place from the surface of the liquid, ie that the evaporation effect is particularly strong in an upper region of the liquid in the liquid reservoir, comprising the surface of the liquid.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Verdampferrohre im Wesentlichen senkrecht zu dem Flüssigkeitsreservoir angeordnet vor. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Verdampferrohre mit dem Flüssigkeitsreservoir einen Winkel α einschließt, wobei der Winkel α im Bereich von 30 bis 90° liegt, besonders bevorzugt bei 45° oder 90°. Diese bevorzugte Anordnung der vertikalen Rohre gegenüber dem Flüssigkeitsreservoir stellt eine erhebliche Abkehr vom Stand der Technik dar, wonach bei Kompressionskühlschränken ein Neigungswinkel beispielsweise kleiner als 5° ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Winkel zwischen einem oberen Abschluss des Flüssigkeitsreservoirs, bei dem es sich zum Beispiel um eine obere gedachte bevorzugt plane Abschlussebene des Reservoirs handeln kann, und den Seitenwänden der Verdampferrohre gebildet wird. Dann bilden beispielsweise eine in der Abschlussebene liegende Gerade und eine bevorzugt in Dampfrichtung angeordnete und zu dieser parallel, innerhalb einer Seitenwand des Verdampferrohres liegende Gerade die Schenkel des Winkels a. Besonders für große Verdampfervorrichtungen kann es vorteilhaft sein, die Verdampferrohre nicht vertikal, sondern in einem Neigungswinkel α zum Flüssigkeitsreservoir anzuordnen, um durch die bevorzugt schräge Anordnung den Kapillareffekt zu unterstützen.In a preferred embodiment of the invention, the evaporator tubes are arranged essentially perpendicular to the liquid reservoir. It can also be preferred within the meaning of the invention that the evaporator tubes enclose an angle α with the liquid reservoir, the angle α being in the range from 30 to 90°, particularly preferably at 45° or 90°. This preferred arrangement of the vertical tubes in relation to the liquid reservoir represents a significant departure from the prior art, according to which an angle of inclination is less than 5° in compression refrigerators, for example. It is preferred within the meaning of the invention that the angle is formed between an upper end of the liquid reservoir, which can be, for example, an imaginary, preferably planar end plane of the reservoir, and the side walls of the evaporator tubes. Then, for example, a straight line lying in the closing plane and a straight line preferably arranged in the vapor direction and lying parallel thereto and inside a side wall of the evaporator tube form the legs of the angle a. Particularly for large evaporator devices, it can be advantageous not to arrange the evaporator tubes vertically, but rather at an angle of inclination α to the liquid reservoir, in order to support the capillary effect through the preferably inclined arrangement.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kapillarstruktur von einer strukturierten Oberfläche und/oder einem Kapillarmaterial gebildet, wobei die Kapillarstruktur Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend aufgesinterte Partikel und/oder Späne, vorzugsweise aus Metall, Glasfasergewebe, Strukturen aufweisend enge Strömungshohlräume, wie Metallschwämme, eingeritzte, aufgepresste, aufgelötete und/oder aufgeschweißte Kanäle und/oder eine Kombination daraus. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Verdampferrohre bevorzugt innen mit einer strukturierten Oberfläche überzogen sind, die vorteilhafterweise Kapillareffekte hervorruft, wodurch die im Flüssigkeitsreservoir befindliche Flüssigkeit die Wände hinaufgezogen wird und einen dünnen Film mit einer großen Verdampfungsoberfläche bildet.In a preferred embodiment of the invention, the capillary structure is formed by a structured surface and/or a capillary material, the capillary structure comprising materials selected from a group comprising sintered particles and/or chips, preferably made of metal, glass fiber fabric, structures having narrow flow cavities , such as metal sponges, scribed, pressed, soldered and/or welded channels and/or a combination thereof. According to the invention, it is particularly preferred that the evaporator tubes are preferably coated on the inside with a structured surface that advantageously causes capillary effects, as a result of which the liquid in the liquid reservoir is drawn up the walls and forms a thin film with a large evaporation surface.

Der Begriff „Kapillareffekt“ bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt das Verhalten von Flüssigkeiten in engen Röhren, Spalten oder Hohlräumen in Feststoffen, die bevorzugt als Kapillaren bezeichnet werden. Kapillareffekte basieren auf der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten und der Grenzflächenspannung, die sich zwischen einer Flüssigkeit und einer festen Oberfläche bildet, wobei sich vorteilhafterweise bedingt durch Kapillareffekte Flüssigkeitssäulen auch entgegen der Schwerkraft in Kapillaren ausbilden können. Tests haben gezeigt, dass vor allem Kapillarstrukturen, die von strukturierten Oberflächen innerhalb von vertikalen Verdampferrohren gebildet werden, gute Kapillarwirkungseigenschaften aufweisen, vor allem dann, wenn sie durch aufgesinterte Partikel oder Späne, vorzugsweise aus Metall, eingeritzte, aufgepresste, aufgelötete oder aufgeschweißte kleine Kanäle sowie Glasfasergewebe oder andere Strukturen mit engen Strömungshohlräumen wie Metallschwämmen hergestellt werden. Weiche Strukturen, wie Glasfasergewebe, können beispielsweise über eine unter Spannung stehende Spirale an die Innenseite eines Verdampferrohres angedrückt werden oder im Inneren der Verdampferrohre vorliegen.For the purposes of the invention, the term “capillary effect” preferably denotes the behavior of liquids in narrow tubes, gaps or cavities in solids, which are preferably referred to as capillaries. Capillary effects are based on the surface tension of liquids and the interfacial tension that forms between a liquid and a solid surface, with liquid columns advantageously also being able to form in capillaries against the force of gravity as a result of capillary effects. Tests have shown that capillary structures, which are formed by structured surfaces within vertical evaporator tubes in particular, have good capillary action properties, especially when they are made of sintered particles or chips, preferably made of metal, scratched, pressed, soldered or welded small channels and Glass fiber fabrics or other structures with narrow flow cavities such as metal sponges can be produced. Soft structures, such as glass fiber fabrics, can be pressed against the inside of an evaporator tube, for example, via a tensioned spiral, or can be present inside the evaporator tubes.

Durch die Kapillarwirkung der Kapillarstruktur, insbesondere der strukturierten Oberfläche und/oder des Kapillarmaterials, die bevorzugt in den Verdampferrohren angeordnet vorliegt, wird das Kältemittel in einem dünnen Film nach oben in das Verdampferrohr transportiert. Die Raumrichtung „nach oben“ beschreibt im Sinne der Erfindung bevorzugt die von dem Flüssigkeitsreservoir wegzeigende Raumrichtung, die in Richtung eines Dampfabzugs zeigt. Durch den Transport der Flüssigkeit beziehungsweise des Kältemittels aus dem Flüssigkeitsreservoir entsteht innerhalb der Verdampferrohre ein bevorzugt großflächig ausgebildeter, dünner Film, der ähnlich zu einem Film ist, der bei der aktiven äußeren Berieselung von Rohren entsteht. Durch die Ausbildung des dünnen Films aus dem Kältemittel verbleibt vorteilhafterweise ein genügend großer Querschnitt innerhalb der Verdampferrohre für die Dampfströmung im Rohrinneren frei. Darüber hinaus wird vorteilhafterweise der Wärmetransportwiderstand durch den dünnen Film minimiert. Ein dünner Film ist im Sinne der Erfindung bevorzugt ein Film, dessen Querschnitt den überwiegenden Strömungsquerschnitt des Rohres frei lässt. Der für die Dampfströmung verbleibende Querschnitt des Verdampferrohres wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als „Dampfgasse“ bezeichnet. Nicht verdampftes Kältemittel wird vorteilhafterweise über die Kapillarwirkung der Rohroberfläche neu über die Oberfläche verteilt. Hierzu wird im Gegensatz zu bekannten Systemen und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik keine zusätzliche Energie benötigt. Durch die Verdampfung innerhalb der Rohre wird eine direkte Wärmeaufnahme aus der Umgebung um die Rohre herum ermöglicht, ohne dass zusätzliche Energie zugeführt werden muss oder eine Weiterverteilung erforderlich ist. Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Abkehr vom bekannten Stand der Technik dar, bei dem die Fachwelt davon ausgegangen war, dass eine Neuverteilung des nicht benötigten Kältemittels ohne eine weitere Energiezufuhr nicht möglich ist.Due to the capillary effect of the capillary structure, in particular the structured surface and/or the capillary material, which is preferably present in the evaporator tubes, the refrigerant is transported upwards in a thin film into the evaporator tube. For the purposes of the invention, the “upward” spatial direction preferably describes the spatial direction pointing away from the liquid reservoir and pointing in the direction of a vapor outlet. As a result of the transport of the liquid or the refrigerant from the liquid reservoir, a preferably large-area, thin film is formed inside the evaporator tubes, which is similar to a film that is formed when the tubes are actively sprayed on the outside. The formation of the thin film from the refrigerant advantageously leaves a sufficiently large cross section within the evaporator tubes for the vapor flow inside the tube. In addition, the heat transport resistance is advantageously minimized by the thin film. According to the invention, a thin film is preferably a film whose cross section leaves most of the flow cross section of the pipe free. The cross-section of the evaporator tube that remains for the flow of vapor is preferably referred to as “steam path” within the meaning of the invention. Advantageously, unevaporated refrigerant is redistributed over the surface via capillary action of the tube surface. In contrast to known systems and devices from the prior art, no additional energy is required for this. Evaporation within the tubes enables direct heat absorption from the environment around the tubes without the need for additional energy or further distribution. Thus, the The present invention represents a departure from the known prior art, in which experts had assumed that a redistribution of the refrigerant that is not required is not possible without a further supply of energy.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass die strukturierte Oberfläche fest mit den Verdampferrohren verbindbar ist. Dies bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die strukturierte Oberfläche mit den Verdampferrohren verbunden werden kann und dass eine im Normalbetrieb der Verdampfervorrichtung nicht lösbare Verbindung zwischen der Innenseite des Verdampferrohres und dem Material der strukturierten Oberfläche besteht. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, wenn diese im Normalbetrieb nicht lösbare Verbindung durch die Verbindungsverfahren Sintern, Einritzen, Aufpressen, Auflöten und/oder Aufschweißen gebildet wird, wobei auch andere Verbindungsverfahren, die der Fachmann kennt, denkbar sind.In a further embodiment of the invention, it is preferred that the structured surface can be firmly connected to the evaporator tubes. For the purposes of the invention, this means that the structured surface can be connected to the evaporator tubes and that there is a non-detachable connection between the inside of the evaporator tube and the material of the structured surface during normal operation of the evaporator device. It is preferred within the meaning of the invention if this connection, which cannot be separated during normal operation, is formed by the connection methods sintering, scoring, pressing on, soldering and/or welding, with other connection methods known to those skilled in the art also being conceivable.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kapillarmaterial lösbar mit den Verdampferrohren verbindbar. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Kapillarstruktur von dem Kapillarmaterial gebildet wird. Im Fall von nicht fest mit den Verdampferrohren verbundenen Kapillarstrukturen, wie beispielsweise Glasfasergewebe, kann eine Verlängerung des Verdampferrohres in das Flüssigkeitsreservoir hinein auch ohne ein gleichzeitiges Hineinreichen des Verdampferrohres dorthin realisiert werden, indem beispielsweise ein Teil des Kapillarmaterials in die Flüssigkeit, die sich im Flüssigkeitsreservoir befindet, hineinreicht beziehungsweise in sie eintaucht. Durch diese Art der Verlängerung kann beispielsweise ein Teil der Kapillarstruktur auch dann benetzt werden, wenn das Flüssigkeitsreservoir nicht vollständig gefüllt ist, wodurch vorteilhafterweise trotzdem ein guter Kältemitteltransport in die Verdampferrohre hinauf ermöglicht wird.In an alternative preferred embodiment of the invention, the capillary material can be detachably connected to the evaporator tubes. This is particularly the case when the capillary structure is formed by the capillary material. In the case of capillary structures that are not firmly connected to the evaporator tubes, such as fiberglass fabric, the evaporator tube can be extended into the liquid reservoir without the evaporator tube reaching there at the same time, for example by inserting part of the capillary material into the liquid that is in the liquid reservoir , reaches into it or dips into it. As a result of this type of extension, for example, a part of the capillary structure can also be wetted when the liquid reservoir is not completely full, which advantageously nevertheless enables good refrigerant transport up into the evaporator tubes.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Verdampferrohre Messing und/oder Kupfer. Tests haben gezeigt, dass sich Kupferrohre besonders gut als Verdampferrohre im Sinne der Erfindung eignen, da diese eine hohe Wärmeleitfähigkeit für den Wärmetransport besitzen. Außerdem lassen sich diese gut verarbeiten, insbesondere miteinander verlöten. Messingrohre haben den Vorteil einer starken Korrosionsbeständigkeit und lassen sich gemeinsam mit Kupferteilen besonders einfach, beispielsweise durch Verlöten, verbinden. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Verdampferrohre Aluminium umfassen. Aluminium besitzt ähnliche Vorteile, lässt sich allerdings schwieriger langfristig stabil mit den vorgenannten Materialien verbinden. Eine Ausführung der Erfindung, bei der die Verdampfervorrichtung Aluminium umfasst, ist daher besonders bevorzugt, wenn im Wesentlichen die gesamte Kälteanlage oder Teilkomponenten im Wesentlichen ganz aus Aluminium gefertigt sind.In a preferred embodiment of the invention, the evaporator tubes comprise brass and/or copper. Tests have shown that copper tubes are particularly well suited as evaporator tubes within the meaning of the invention, since they have high thermal conductivity for heat transport. In addition, these can be easily processed, in particular soldered to one another. Brass tubes have the advantage of being highly corrosion-resistant and, together with copper parts, can be connected particularly easily, for example by soldering. It can also be preferred within the meaning of the invention that the evaporator tubes comprise aluminum. Aluminum has similar advantages, but is more difficult to combine with the aforementioned materials in a stable manner over the long term. An embodiment of the invention in which the evaporator device comprises aluminum is therefore particularly preferred if essentially the entire refrigeration system or subcomponents are made essentially entirely of aluminum.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Innendurchmesser der Verdampferrohre kleiner als 35 mm, bevorzugt kleiner als 30 mm und besonders bevorzugt kleiner als 27 mm. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können im Flüssigkeitsreservoir oder in den bevorzugt teilüberfluteten Verdampferrohren Dampfblasen entstehen, die oberhalb des bevorzugten Durchmessers nicht derart das Rohr hinaufsteigen können, dass die Flüssigkeit eine wesentliche Teilstrecke des Verdampferrohres mit vor sich hergeschoben wird. Durch den bevorzugt im Wesentlichen fast vollständig befüllten Zustand des Flüssigkeitsreservoirs kann bevorzugt schwallweise Flüssigkeit in die vorzugsweise vertikal verlaufenden Verdampferrohre gedrückt werden, wodurch sich zeitweise ein erhöhter Füllstand in den Verdampferrohren ergibt. Durch den bevorzugten Innendurchmesser des Verdampferrohres können die Dampfblasen in den Verdampferrohren aufsteigen, bis sie platzen und/oder langsam an der zu verdampfenden und vor den Dampfblasen hergeschobenen Flüssigkeit vorbeiströmen. Dadurch werden die Verdampferrohre vorteilhafterweise bevorzugt zyklisch von innen mit Flüssigkeit benetzt, wodurch sich besonders schnell ein großflächiger, dünner Flüssigkeitsfilm auf der Innenseite der Verdampferrohre ausbilden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Höhe, bis zu der das Verdampferrohr mit der Flüssigkeit benetzt wird sowie die Benetzungsgeschwindigkeit, gleichzeitig gegenüber der einfachen Benetzung durch die strukturierte Oberfläche wesentlich erhöht wird.In a preferred embodiment of the invention, the inner diameter of the evaporator tubes is less than 35 mm, preferably less than 30 mm and particularly preferably less than 27 mm. In this preferred embodiment of the invention, vapor bubbles can form in the liquid reservoir or in the preferably partially flooded evaporator tubes, which cannot rise up the tube above the preferred diameter in such a way that the liquid is pushed along a significant section of the evaporator tube in front of it. Due to the preferably essentially almost completely filled state of the liquid reservoir, liquid can preferably be pressed in surges into the preferably vertically running evaporator tubes, as a result of which there is an increased level in the evaporator tubes at times. Due to the preferred inner diameter of the evaporator tube, the vapor bubbles can rise in the evaporator tubes until they burst and/or slowly flow past the liquid to be vaporized and pushed in front of the vapor bubbles. As a result, the evaporator tubes are advantageously preferably cyclically wetted from the inside with liquid, as a result of which a large, thin liquid film can form particularly quickly on the inside of the evaporator tubes. A further advantage of the invention is that the height up to which the evaporator tube is wetted with the liquid and the wetting speed are simultaneously significantly increased compared to simple wetting by the structured surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Innendurchmesser der Verdampferrohre kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 16 mm und besonders bevorzugt kleiner als 13 mm. Wenn die Verdampferrohre mit einem solchen bevorzugten Innendurchmesser ausgeführt werden, kann die Höhe der Flüssigkeitsförderung durch die Dampfblasen vorteilhafterweise nochmals erhöht werden. Gleichzeitig ergibt sich für weich strukturierte Materialien mit Kapillarwirkung, wie beispielsweise Glasfasergewebe, der Vorteil, dass diese bei den bevorzugten Durchmessern dieser Ausführungsform der Erfindung auch ohne eine zusätzliche versteifende und/oder andrückende Struktur, wie beispielsweise die oben genannte Spirale, an den Innenseiten der Verdampferrohre haften bleiben, insbesondere dann, wenn es sich um voluminöse Kapillarmaterialien handelt.In a preferred embodiment of the invention, the inner diameter of the evaporator tubes is less than 20 mm, preferably less than 16 mm and particularly preferably less than 13 mm. If the evaporator tubes are designed with such a preferred inner diameter, the amount of liquid conveyed by the vapor bubbles can advantageously be increased again. At the same time, there is the advantage for softly structured materials with a capillary effect, such as glass fiber fabric, that with the preferred diameters of this embodiment of the invention, they can also be used without an additional stiffening and/or pressing structure, such as the spiral mentioned above, on the insides of the evaporator tubes stick, especially when it comes to voluminous capillary materials.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht ein direkter räumlicher Kontakt zwischen dem Flüssigkeitsreservoir und einer Umgebung der Verdampfervorrichtung, wobei dieser räumliche Kontakt bevorzugt einen thermischen Kontakt zwischen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir und der Umgebung darstellt. Dies ergibt sich vorteilhafterweise daraus, dass keine wärmetransporthemmenden Dämmschichten um das Flüssigkeitsreservoir aufgebaut werden müssen. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Umgebung gekühlt werden soll, weswegen auch von einer „zu kühlenden Umgebung“ oder einem „Kühlraum“ gesprochen werden kann. Der Begriff „räumlicher Kontakt“ bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass zwei Objekte nebeneinander und/oder in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet vorliegen. Im vorliegenden Fall wird der räumliche Kontakt bevorzugt dadurch gebildet, dass das Flüssigkeitsreservoir und/oder seine Außenwände direkt an eine Umgebung, die bevorzugt ein Gasvolumen darstellt, angrenzen, wobei ein Wärmeaustauch zwischen dem Flüssigkeitsreservoir und/oder seinen Außenwänden und der Umgebung ermöglicht wird, der im Sinne der Erfindung bevorzugt als „thermischer Kontakt“ bezeichnet wird.In a preferred embodiment, there is a direct spatial contact between the liquid reservoir and an environment of the evaporator device, this spatial contact preferably representing a thermal contact between the liquid in the liquid reservoir and the environment. This results advantageously from the fact that no heat transport-inhibiting insulating layers have to be built up around the liquid reservoir. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the environment is to be cooled, which is why one can also speak of an “environment to be cooled” or a “cold room”. In the context of the invention, the term “spatial contact” preferably means that two objects are arranged next to one another and/or in the immediate vicinity of one another. In the present case, the spatial contact is preferably formed by the liquid reservoir and/or its outer walls directly adjoining an environment, which is preferably a gas volume, with heat exchange between the liquid reservoir and/or its outer walls and the environment being made possible is preferably referred to as “thermal contact” within the meaning of the invention.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, die Verdampfervorrichtung so in einem zu kühlenden Raum anzuordnen, dass das Flüssigkeitsreservoir mit der zu kühlenden Umgebung im direkten thermischen Kontakt steht. Vorteilhafterweise wird dadurch der zuvor beschriebene Effekt der Flüssigkeitsförderung nochmals erhöht, so dass die bevorzugt tief im Flüssigkeitsreservoir entstehenden Dampfblasen auch dann Flüssigkeit in die Verdampferrohre fördern können, wenn das Flüssigkeitsreservoir nicht fast vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Ein besonderer Vorteil besteht in diesem Fall darin, dass dann auch das Flüssigkeitsreservoir zur Verdampfung der Flüssigkeit beitragen kann.It is preferred within the meaning of the invention to arrange the evaporator device in a space to be cooled in such a way that the liquid reservoir is in direct thermal contact with the environment to be cooled. Advantageously, the above-described effect of conveying liquid is thereby further increased, so that the vapor bubbles that preferably form deep in the liquid reservoir can also convey liquid into the evaporator tubes when the liquid reservoir is not almost completely filled with liquid. A particular advantage in this case is that the liquid reservoir can then also contribute to the evaporation of the liquid.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Verdampferrohre einen eckigen Kanal, wobei insbesondere bevorzugt ist, dass der eckige Kanal Platten aufweist, die in einem kleinsten Abstand einen Abstand von maximal 5 bis 15 mm, bevorzugt 8 bis 12 mm, besonders bevorzugt 10 mm aufweisen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Verdampferrohre vorzugsweise zwei Platten umfasst, die miteinander einen breiten Kanal bilden und an den Außenrändern miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann beispielsweise direkt oder durch je eine weitere Platte erfolgen. Die Tiefe des Kanals im Sinne der Erfindung wird bevorzugt als Abstand zwischen den Platten bezeichnet und die Breite des Kanals bezieht sich bevorzugt auf die Breite der oben genannten Platten. Es ist insbesondere bevorzugt, dass sich die genannten Zahlenangaben nicht auf die Breite der Platten beziehen, sondern vorzugsweise auf deren Abstand, d.h. insbesondere die Kanaltiefe. Insbesondere umfasst diese bevorzugte Ausführungsform die Verwendung von eckigen Kanälen anstatt von Rohren. Tests haben gezeigt, dass insbesondere Rechteckkanäle besonders gut geeignet sind. Die bevorzugt so ausgebildeten Kanäle können an einer oder mehreren Innenflächen eine Kapillarstruktur, beispielsweise eine strukturierte Oberfläche mit Kapillarwirkung, aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass eine optimale Verteilung von Kältemittel mithilfe von Dampfblasen dann ermöglicht wird, wenn ein Abstand zwischen den Platten, die bevorzugt die größte Fläche des Rechteckkanals darstellen, maximal 5 bis 15 mm, bevorzugt maximal 8 bis 12 mm, besonders bevorzugt maximal 10 mm beträgt.In a preferred embodiment, the evaporator tubes comprise an angular channel, it being particularly preferred that the angular channel has plates which are at a minimum distance of at most 5 to 15 mm, preferably 8 to 12 mm, particularly preferably 10 mm. It is preferred within the meaning of the invention that the evaporator tubes preferably comprise two plates which form a wide channel with one another and are connected to one another at the outer edges. This connection can be made, for example, directly or through a further plate. The depth of the channel within the meaning of the invention is preferably referred to as the distance between the plates and the width of the channel preferably refers to the width of the plates mentioned above. It is particularly preferred that the stated figures do not relate to the width of the plates, but preferably to their spacing, i.e. in particular the channel depth. In particular, this preferred embodiment includes the use of angular channels instead of tubes. Tests have shown that rectangular channels in particular are particularly well suited. The channels preferably formed in this way can have a capillary structure on one or more inner surfaces, for example a structured surface with capillary action. It has been shown that an optimal distribution of refrigerant using vapor bubbles is made possible when the distance between the plates, which preferably represent the largest area of the rectangular duct, is at most 5 to 15 mm, preferably at most 8 to 12 mm, particularly preferably at most is 10 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verdampfervorrichtung ein Aufgabesystem mit Auslauföffnungen zur Abgabe von Kältemittel an die Verdampferrohre, wobei das Aufgabesystem bevorzugt oberhalb der Verdampferrohre angeordnet vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, ein Aufgabesystem vorzusehen, welches bevorzugt höher gelegen ist als das Flüssigkeitsreservoir. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass das Aufgabesystem Auslauföffnungen enthält, um von oben Kältemittel auf die vorzugsweise vertikal verlaufenden Verdampferrohre zu verteilen und/oder aufzugeben. Dadurch kann Flüssigkeit besonders schnell von einem oberen Bereich der Verdampfervorrichtung über die bevorzugt gesamte Fläche der Verdampferrohre verteilt werden. Dies kann beispielsweise durch Ausnutzung der Schwerkraft erreicht werden, wenn die Flüssigkeit beispielsweise von einem höher gelegenen zweiten Flüssigkeitsreservoir ausgegeben wird, wobei dieses zweite Flüssigkeitsreservoir zum Beispiel von der Apparatur gebildet werden kann, in der die Verdampfervorrichtung verwendet wird. Für andere Anwendungen kann es auch bevorzugt sein, die Aufgabe der Flüssigkeit durch die Verwendung eines erhöhten Druckes antreiben zu lassen. Insbesondere kann durch die Verwendung des Aufgabesystems die Größe der benetzten Oberfläche der Innenseiten der Verdampferrohre und die Benetzungsgeschwindigkeit gegenüber einer alleinig kapillar ausgebildeten Wirkung nochmals erhöht beziehungsweise eine zeitlich konstantere Benetzung der Innenrohroberfläche mit Flüssigkeit im Vergleich zur Benetzung durch die im Flüssigkeitsreservoir entstehenden Dampfblasen ermöglicht werden. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das Aufgabesystem von einem Rohr mit Öffnungen, zum Beispiel kleinen Löchern im Abstand der Verdampferrohrwände, gebildet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform des Aufgabesystems sind die Öffnungen nach oben ausgerichtet, wodurch Schmutzpartikel vorteilhafterweise in dem Aufgabesystem verbleiben und die Verdampferrohre nicht verschmutzen und insbesondere nicht zu einer Verstopfung der Aufgabeöffnungen führen.In a preferred embodiment, the evaporator device comprises a feed system with outlet openings for delivering refrigerant to the evaporator tubes, with the feed system preferably being arranged above the evaporator tubes. In terms of the invention, it is particularly preferred to provide a feed system which is preferably located higher than the liquid reservoir. In addition, it is preferred that the feed system contains outlet openings in order to distribute and/or feed refrigerant from above onto the preferably vertically running evaporator tubes. As a result, liquid can be distributed particularly quickly from an upper area of the evaporator device over the preferably entire surface of the evaporator tubes. This can be achieved, for example, by utilizing the force of gravity, when the liquid is dispensed, for example, from a second liquid reservoir located at a higher level, this second liquid reservoir being able to be formed, for example, by the apparatus in which the evaporator device is used. For other applications, it may also be preferable to have the liquid feed driven by the use of elevated pressure. In particular, by using the feed system, the size of the wetted surface of the insides of the evaporator tubes and the wetting speed can be increased again compared to a purely capillary effect or a more constant wetting of the inner tube surface with liquid compared to wetting by the vapor bubbles occurring in the liquid reservoir can be made possible. It is particularly preferred that the feed system can be formed by a tube with openings, for example small holes at a distance from the evaporator tube walls. In a preferred embodiment of the feed system, the openings are aligned upwards, as a result of which dirt particles advantageously remain in the feed system and do not soil the evaporator tubes and, in particular, do not lead to the feed openings becoming clogged.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verdampfervorrichtung einen Dampfabzug zum Entweichen von dampfförmiger Flüssigkeit. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Dampfabzug an einem hoch gelegenen Punkt der Verdampfervorrichtung angeordnet vorliegt, besonders bevorzugt mindestens aber höher angeordnet als die halbe Höhe der mindestens zwei Verdampferrohre. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Dampfabzug direkt an einem höchsten Punkt der Verdampfervorrichtung angeordnet vorliegt, wobei durch den Dampfabzug die bevorzugt dampfförmige verdampfte Flüssigkeit entweichen kann. Die Verdampferrohre können bevorzugt gemeinsam mittels einer Dampfzusammenführung mit dem Dampfabzug verbunden werden.In a preferred embodiment, the evaporator device comprises a vapor vent for the escape of vaporous liquid. It is preferred within the meaning of the invention that the vapor discharge is arranged at a high point of the evaporator device, but particularly preferably arranged at least higher than half the height of the at least two evaporator tubes. It is particularly preferred that the vapor outlet is located directly at a highest point of the evaporator device, it being possible for the evaporated liquid, which is preferably in vapor form, to escape through the vapor outlet. The evaporator tubes can preferably be connected together to the vapor outlet by means of a vapor junction.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt oberhalb des Dampfabzugs ein Hohlraum zum Sammeln von nicht kondensierbaren Gasen angeordnet vor. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Dampfabzug nicht an der höchsten Stelle der Verdampfervorrichtung angeordnet vorliegt, weil dann am Kopf der Verdampfervorrichtung ein freies Volumen verfügbar bleibt, in welchem sich bestimmte nicht kondensierbare Gase sammeln, die andere Prozesse nachteilhafterweise stören können, wenn sie ungehindert durch den Dampfabzug entweichen. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Verdampfervorrichtung einen Verdampferzulauf zur Zuführung von zu verdampfender Flüssigkeit umfasst. Vorteilhafterweise kann mit dem Verdampferzulauf die zu verdampfende Flüssigkeit der Verdampfervorrichtung so zugeführt werden, dass das Zusammenlaufen bevorzugt im Flüssigkeitsreservoir ermöglicht wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich auf diese Weise keine Flüssigkeit außerhalb des Flüssigkeitsreservoirs und/oder außerhalb der mindestens zwei Verdampferrohre ansammeln kann.In a further preferred embodiment, there is a cavity for collecting non-condensable gases arranged above the fume hood. This is particularly advantageous when the vapor outlet is not located at the highest point of the evaporator device, because then a free volume remains available at the top of the evaporator device, in which certain non-condensable gases collect, which can disadvantageously disturb other processes if they are unhindered escape through the steam vent. In addition, it is preferred that the evaporator device comprises an evaporator inlet for the supply of liquid to be evaporated. Advantageously, the liquid to be evaporated can be fed to the evaporator device with the evaporator inlet in such a way that the convergence is preferably made possible in the liquid reservoir. This is particularly advantageous since in this way no liquid can collect outside the liquid reservoir and/or outside the at least two evaporator tubes.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt geometrisch zwischen den mindestens zwei Verdampferrohren mindestens ein Zulauf angeordnet vor. Vorzugsweise liegt der mindestens eine Zulauf zwischen den Verdampferrohren mit einer Steigleitung mit direktem thermischem Kontakt zum Kühlraum angeordnet vor. Mit anderen Worten: es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Zulauf eine Steigleitung umfasst, die in einem direkten thermischen Kontakt zu einem Kühlraum steht. Der Begriff „Kühlraum“ beschreibt im Sinne der Erfindung bevorzugt den Raum, der unter Verwendung der Verdampfervorrichtung gekühlt werden soll. Dabei kann es sich beispielsweise um den Raum handeln, in dem die Verdampfervorrichtung aufgestellt ist. Der Begriff „direkter thermischer Kontakt“ kann im Sinne der Erfindung bevorzugt als unmittelbarer thermischer Kontakt verstanden werden. Dies bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass keine zusätzlichen Gegenstände zwischen dem Zulauf und dem Kühlraum vorgesehen sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, at least one inlet is arranged geometrically between the at least two evaporator tubes. The at least one inlet is preferably arranged between the evaporator tubes with a riser with direct thermal contact to the cooling chamber. In other words: it is preferred within the meaning of the invention that the inlet comprises a riser which is in direct thermal contact with a cooling chamber. In the context of the invention, the term “refrigerated space” preferably describes the space that is to be cooled using the evaporator device. This can, for example, be the room in which the evaporator device is installed. The term "direct thermal contact" can preferably be understood in the context of the invention as direct thermal contact. For the purposes of the invention, this preferably means that no additional objects are provided between the inlet and the cooling space.

Es kann insbesondere bevorzugt sein, dass der Zulauf unten in die Steigleitung aus einem Anschluss erfolgt, der im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene der Verdampfervorrichtung steht. Vorzugsweise wird das Zulaufrohr von einer bevorzugt vollständig gefüllten Steigleitung gebildet. Diese erstreckt sich vorzugsweise über einen wesentlichen Teil der Höhe der Verdampferrohre und endet oberhalb der halben Höhe der Verdampferrohre. Das obere Ende des Zulaufrohres ist bevorzugt mit mindestens einem Verdampferrohr verbunden. Es ist bevorzugt, dass das Zulaufrohr in direktem thermischen Kontakt mit dem zu kühlenden Raum steht. Dies ist mit einer Vielzahl von Vorteilen verbunden. Zum einen steht das im Zulaufrohr stehende oder langsam strömende Kältemittel vorteilhafterweise als Kältespeicher für den zu kühlenden Raum zur Verfügung. Zum anderen bildet die erhöhte Verbindung mit dem Verdampferrohr für das Verdampferrohr überraschenderweise eine Art Aufgabesystem, ohne dass ein separates Bauteil als Aufgabesystem in die Verdampfervorrichtung eingeführt werden muss. Beide Effekte können noch verstärkt werden, wenn sowohl das Zulaufrohr, als auch die verbundenen Verdampferrohre von unten in die Verbindung mit den Verdampferrohren hineinragen und diese Verbindung insbesondere horizontal ausgeführt wird. Damit wird eine Verteilung des Kältemittels über die angebundenen Verdampferrohre ermöglicht und ein zusätzliches erhöhtes Kältemittelreservoir gebildet, welches wiederum als Kältespeicher zur Verfügung steht.It can be particularly preferred that the inflow into the riser pipe is at the bottom from a connection which is essentially perpendicular to a plane of the evaporator device. The feed pipe is preferably formed by a riser pipe that is preferably completely filled. This preferably extends over a substantial part of the height of the evaporator tubes and ends above half the height of the evaporator tubes. The upper end of the feed pipe is preferably connected to at least one evaporator pipe. It is preferred that the inlet pipe is in direct thermal contact with the space to be cooled. This is associated with a multitude of advantages. On the one hand, the refrigerant that is standing or flowing slowly in the inlet pipe is advantageously available as a cold accumulator for the room to be cooled. On the other hand, the elevated connection with the evaporator tube surprisingly forms a type of feed system for the evaporator tube, without a separate component having to be introduced into the evaporator device as a feed system. Both effects can be intensified if both the feed pipe and the connected evaporator pipes protrude from below into the connection with the evaporator pipes and this connection is made horizontally in particular. This enables the refrigerant to be distributed over the connected evaporator tubes and forms an additional, elevated refrigerant reservoir, which in turn is available as a cold store.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden in den beigefügten Figuren gezeigt, ohne dass die Erfindung auf diese beschränkt ist. Es zeigt

1 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit einem Flüssigkeitsreservoir (1) und zwei Verdampferrohren (2), sowie einer Dampfzusammenführung (3) und einem Dampfabzug (4).
2 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), wobei die Innenseite der Verdampferrohre (2) mit der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) benetzt ist.
3 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit Seitenwänden (9) der Verdampferrohre (2), die in das Flüssigkeitsreservoir (1) hineinragen.
4 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), bei der sich in der Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1) Dampfblasen (10) bilden.
5 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) und die Auswirkung von Dampfblasen (10) bei nicht vollständiger Befüllung.
6 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), bei der die Verdampferrohre (2) um einen Winkel α (12) geneigt sind.
7 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit einem zusätzlichen Aufgabesystem (14)
8 eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit einem Verdampferzulauf (5) in Form eines Steigrohres (15) mit einer Verdampferrohranbindung (17).

Particularly preferred embodiments are shown in the accompanying figures, without the invention being restricted thereto. It shows

1 a preferred embodiment of the evaporator device (13) with a liquid reservoir (1) and two evaporator tubes (2), and a vapor merging (3) and a vapor outlet (4).
2 a preferred embodiment of the evaporator device (13), wherein the inside of the evaporator tubes (2) is wetted with the liquid (7) to be evaporated.
3 a preferred embodiment of the evaporator device (13) with side walls (9) of the evaporator tubes (2) which protrude into the liquid reservoir (1).
4 a preferred embodiment of the evaporator device (13) in which vapor bubbles (10) form in the liquid (7) in the liquid reservoir (1).
5 a preferred embodiment of the vaporizer device (13) and the effect of steam bubbles (10) when not completely filled.
6 a preferred embodiment of the evaporator device (13), in which the evaporator tubes (2) are inclined at an angle α (12).
7 a preferred embodiment of the evaporator device (13) with an additional task system (14)
8th a preferred embodiment of the evaporator device (13) with an evaporator inlet (5) in the form of a riser pipe (15) with an evaporator pipe connection (17).

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit einem Flüssigkeitsreservoir (1) und zwei Verdampferrohren (2). Insbesondere zeigt 1 eine Kapillarstruktur (6), die an den Innenseiten der bevorzugt zwei Verdampferrohre (2) angeordnet vorliegt. Die Verdampferrohre (2) können vorzugsweise als erstes und zweites Verdampferrohr bezeichnet werden. Die Kapillarstruktur (6) kann beispielsweise von einer strukturierten Oberfläche oder von einem Kapillarmaterial gebildet werden, wobei die strukturierte Oberfläche bevorzugt fest und/oder das Kapillarmaterial bevorzugt lösbar mit den Verdampferrohren (2) verbindbar ist. Vorzugsweise umfasst die Kapillarstruktur (6) Materialien, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend aufgesinterte Partikel und/oder Späne, vorzugsweise aus Metall, Glasfasergewebe, Strukturen aufweisend enge Strömungshohlräume, wie Metallschwämme, eingeritzte, aufgepresste, aufgelötete und/oder aufgeschweißte Kanäle und/oder eine Kombination daraus. Die Kapillarstruktur (6) kann demnach sowohl als strukturierte Oberfläche auf den Innenseiten der Verdampferrohre (2) vorliegen, wobei diese dann insbesondere im Normalbetrieb der Verdampfervorrichtung (13) nicht-lösbar mit den Seitenwänden verbunden ist, als auch als Kapillarmaterial im Innenraum der Verdampferrohre (2) vorliegen, wobei dies dann beispielsweise den Innenraum der Verdampferrohre (2) ausfüllt oder mittels einer Spirale an die Seitenwände des Verdampferrohres (2) gedrückt werden kann. 1 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13) with a liquid reservoir (1) and two evaporator tubes (2). In particular shows 1 a capillary structure (6) which is arranged on the insides of the preferably two evaporator tubes (2). The evaporator tubes (2) can preferably be referred to as the first and second evaporator tubes. The capillary structure (6) can be formed, for example, by a structured surface or by a capillary material, the structured surface preferably being able to be connected firmly and/or the capillary material preferably being detachably connectable to the evaporator tubes (2). Preferably, the capillary structure (6) comprises materials selected from a group comprising sintered particles and/or chips, preferably made of metal, glass fiber fabric, structures having narrow flow cavities such as metal sponges, grooved, pressed, soldered and/or welded channels and/or a combination of these. The capillary structure (6) can therefore be present both as a structured surface on the insides of the evaporator tubes (2), in which case this is then non-detachably connected to the side walls, in particular during normal operation of the evaporator device (13), and as capillary material in the interior of the evaporator tubes ( 2) are present, in which case this then, for example, fills the interior of the evaporator tubes (2) or can be pressed against the side walls of the evaporator tube (2) by means of a spiral.

Weiter umfasst die in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) eine Dampfzusammenführung (3) und einen Dampfabzug (4). Oberhalb des Flüssigkeitsreservoirs (1) ist ein Verdampferzulauf (5) angeordnet, durch den die zu verdampfende Flüssigkeit (7) der Verdampfervorrichtung (13) so zugeführt werden kann, dass das Zusammenlaufen im Flüssigkeitsreservoir (1) ermöglicht wird und sich keine Flüssigkeit (7) außerhalb des Flüssigkeitsreservoirs (1) oder außerhalb der Verdampferrohre (2) ansammeln kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Dampfabzug (4) an einem hoch gelegenen, insbesondere am höchstgelegenen Punkt der Verdampfervorrichtung (13) angeordnet vorliegt, damit sich das aus der Verdampfervorrichtung (13) abzuführende Gas sammeln kann, um zu einem geeigneten Zeitpunkt aus der Vorrichtung (13) abgelassen zu werden. Further includes the in 1 illustrated preferred embodiment of the evaporator device (13) a vapor merging (3) and a vapor outlet (4). An evaporator inlet (5) is arranged above the liquid reservoir (1), through which the liquid (7) to be evaporated can be fed to the evaporator device (13) in such a way that it is possible for it to converge in the liquid reservoir (1) and no liquid (7) outside of the liquid reservoir (1) or outside of the evaporator tubes (2). According to the invention, it is preferred that the vapor outlet (4) is located at a high point, in particular at the highest point, of the evaporator device (13), so that the gas to be discharged from the evaporator device (13) can collect at a suitable point in time to be drained from the device (13).

Es ist bevorzugt, dass das Flüssigkeitsreservoir (1) vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit zu verdampfender Flüssigkeit (7) gefüllt ist und dass die Verdampfung von der Oberfläche (8) der Flüssigkeit (7) erfolgt. Es ist insbesondere bevorzugt, innerhalb der Verdampfervorrichtung (13) eine besonders große Flüssigkeitsoberfläche (8) bereitzustellen, um eine möglichst große Verdampfungswirkung zu erreichen. Es ist bevorzugt, dass das Flüssigkeitsreservoir (1) horizontal oder nahezu horizontal ausgerichtet ist und mit den Verdampferrohren (2) in Verbindung steht, wobei diese Verbindung insbesondere flüssigkeits- und dampfleitend ausgebildet ist.It is preferred that the liquid reservoir (1) is completely or essentially completely filled with liquid (7) to be evaporated and that the evaporation takes place from the surface (8) of the liquid (7). It is particularly preferred to provide a particularly large liquid surface (8) inside the evaporator device (13) in order to achieve the greatest possible evaporation effect. It is preferred that the liquid reservoir (1) is aligned horizontally or almost horizontally and is connected to the evaporator tubes (2), this connection being designed in particular to conduct liquid and vapor.

Die Kapillarstruktur (6), die sich vorzugsweise an den Innenseiten der Verdampferrohre (2) befindet, ist so ausgestaltet, dass kapillare Effekte hervorgerufen werden, die zu einer Wanderung beziehungsweise einem Transport der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) entlang der Innenwände der Verdampferrohre (2) führen, wodurch die Innenseiten der Verdampferrohre (2) mit einem dünnen Film bestehend aus der Flüssigkeit (7), insbesondere dem Kältemittel, benetzt werden. Dadurch wird vorteilhafterweise eine besonders große Verdampfungsoberfläche (8) der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) gebildet, was eine wirksame Verdampfung der Flüssigkeit (7) befördert. Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die Verdampferrohre (2) Kupfer und/oder Messing umfassen. Es sind aber auch Verdampferrohre (2), die Aluminium umfassen oder aus Aluminium bestehen, denkbar. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, wenn die Verdampferrohre (2) möglichst hoch mit der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) benetzt werden, damit sich eine besonders große Verdampfungsoberfläche (8) bildet und die Verdampfung der Flüssigkeit (7) verbessert wird.The capillary structure (6), which is preferably located on the inside of the evaporator tubes (2), is designed in such a way that capillary effects are caused which lead to migration or transport of the liquid (7) to be evaporated along the inner walls of the evaporator tubes (2 ) lead, whereby the insides of the evaporator tubes (2) are wetted with a thin film consisting of the liquid (7), in particular the refrigerant. This advantageously forms a particularly large evaporation surface (8) for the liquid (7) to be evaporated, which promotes effective evaporation of the liquid (7). It is particularly preferred if the evaporator tubes (2) comprise copper and/or brass. However, evaporator tubes (2) which include or consist of aluminum are also conceivable. According to the invention, it is particularly preferred if the evaporator tubes (2) are wetted as much as possible with the liquid (7) to be evaporated, so that a particularly large evaporation surface (8) forms and the evaporation of the liquid (7) is improved.

2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), wobei die Innenseiten der Verdampferrohre (2) mit der zu verdampfenden Flüssigkeit benetzt sind. Insbesondere zeigt 2 ein Flüssigkeitsreservoir (1), das vollständig mit der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) gefüllt ist. Die Flüssigkeit (7) steht gemäß 2 so hoch in der Verdampfervorrichtung (13), dass die Flüssigkeit (7) auch in die unteren Bereiche der Verdampferrohre (2) hineinreicht. Die so gekennzeichneten Verdampferrohre (2) werden im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als „teilüberflutete Verdampferrohre“ bezeichnet. Durch die Kapillareffekte, die von der Kapillarstruktur (6) in den Verdampferrohren (2) hervorgerufen wird, wird die Flüssigkeit (7) an den Seitenwänden der Verdampferrohre (2) hinaufgezogen, insbesondere bildet sich ein dünner Flüssigkeitsfilm, der im Sinne der Erfindung bevorzugt eine Verdampfungs- oder Flüssigkeitsoberfläche (8) bildet, wobei die Vergrößerung dieser Oberfläche (8) ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, um eine möglichst große Verdampfungswirkung bezüglich der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1) zu erzielen. 2 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13), the insides of the evaporator tubes (2) being wetted with the liquid to be evaporated. In particular shows 2 a liquid reservoir (1) which is completely filled with the liquid (7) to be evaporated. The liquid (7) is according to 2 so high in the evaporator device (13) that the liquid (7) also extends into the lower areas of the evaporator tubes (2). The evaporator tubes (2) marked in this way are preferably also referred to as “partially flooded evaporator tubes” within the meaning of the invention. Due to the capillary effects, caused by the capillary structure (6) in the evaporator tubes (2), the liquid (7) is drawn up the side walls of the evaporator tubes (2), in particular a thin liquid film is formed, which in the sense of the invention is preferably an evaporation or liquid surface (8), the enlargement of this surface (8) being an aim of the present invention in order to achieve the greatest possible evaporation effect with respect to the liquid (7) to be evaporated in the liquid reservoir (1).

Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ragen die Seitenwände (9) der Verdampferrohre (2) in das Flüssigkeitsreservoir (1) beziehungsweise die dort enthaltene Flüssigkeit (7) hinein. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Benetzung der an den Seitenwänden (9) der Verdampferrohre (2) vorgesehenen Kapillarstruktur (6) mit der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) erreicht. Des Weiteren kann Kapillarmaterial, das sich beispielsweise im Innenraum der Verdampferrohre (2) befindet, in Kontakt mit der Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1) gelangen. Dadurch wird es vorteilhafterweise möglich, dass die Flüssigkeit (7) durch die Kapillareffekte und - kräfte in das Kapillarmaterial eingesogen wird, wodurch sich vorteilhafterweise die Oberfläche (8) der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) erheblich erhöht, so dass eine besonders wirksame Verdampfung der Flüssigkeit (7) erreicht wird, auch wenn das Reservoir (1) nicht vollständig mit der Flüssigkeit (7) befüllt ist.At the in 3 shown embodiment, the side walls (9) of the evaporator tubes (2) protrude into the liquid reservoir (1) or the liquid (7) contained therein. This advantageously achieves wetting of the capillary structure (6) provided on the side walls (9) of the evaporator tubes (2) with the liquid (7) to be evaporated. Furthermore, capillary material, which is located, for example, in the interior of the evaporator tubes (2), can come into contact with the liquid (7) in the liquid reservoir (1). This advantageously makes it possible for the liquid (7) to be sucked into the capillary material by the capillary effects and forces, which advantageously significantly increases the surface area (8) of the liquid (7) to be evaporated, so that particularly effective evaporation of the liquid (7) is achieved even if the reservoir (1) is not completely filled with the liquid (7).

4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), bei der sich in der Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1) Dampfblasen (10) bilden. In 4 sind diese Dampfblasen (10) dargestellt, die im Flüssigkeitsreservoir (1) oder in den teilüberfluteten Verdampferrohren (2) entstehen können. Insbesondere bei geringen Innendurchmessern der Verdampferrohre (2) können diese Dampfblasen (10) nicht frei durch die Verdampferrohre (2) strömen. Wenn das Flüssigkeitsreservoir (1) vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit zu verdampfender Flüssigkeit (7) gefüllt ist, wird bevorzugt schwallweise Flüssigkeit (7) in die Verdampferrohre (2) gedrückt, wodurch sich vorzugsweise zeitweise ein erhöhter Füllstand (11) in den Verdampferrohren (2) bildet. Durch den bevorzugten Innendurchmesser der Verdampferrohre (2) können die Dampfblasen (10) in den Verdampferrohren (2) aufsteigen bis sie platzen oder langsam an der zu verdampfenden Flüssigkeit (7) vorbeiströmen, wodurch die Verdampferrohre (2) bevorzugt zyklisch von innen mit Flüssigkeit (7) benetzt werden. Dadurch kann sich besonders schnell der erwünschte, flächig ausgebildete dünne Flüssigkeitsfilm auf der Innenseite der Verdampferrohre (2) oder auf der Kapillarstruktur (6) ausbilden. 4 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13) in which vapor bubbles (10) form in the liquid (7) in the liquid reservoir (1). In 4 these vapor bubbles (10) are shown, which can arise in the liquid reservoir (1) or in the partially flooded evaporator tubes (2). Particularly when the inside diameters of the evaporator tubes (2) are small, these vapor bubbles (10) cannot flow freely through the evaporator tubes (2). When the liquid reservoir (1) is completely or essentially completely filled with liquid (7) to be evaporated, liquid (7) is preferably pressed into the evaporator tubes (2) in surges, as a result of which an increased level (11) in the evaporator tubes ( 2) forms. Due to the preferred inner diameter of the evaporator tubes (2), the vapor bubbles (10) can rise in the evaporator tubes (2) until they burst or flow slowly past the liquid (7) to be evaporated, as a result of which the evaporator tubes (2) are preferably cyclically filled with liquid ( 7) are wetted. As a result, the desired, flat, thin liquid film can form particularly quickly on the inside of the evaporator tubes (2) or on the capillary structure (6).

5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) und die Auswirkung von Dampfblasen (10) bei nicht vollständiger Befüllung des Flüssigkeitsreservoirs (1). In 5 ist insbesondere die Verdampfervorrichtung (13) in einer zu kühlenden Umgebung aufgestellt, wobei ein thermischer Kontakt zwischen den Außenwänden des Flüssigkeitsreservoirs (1) und der zu kühlenden Umgebung gebildet wird. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entstehen die Dampfblasen (10) insbesondere auch in der Nähe des Bodens des Flüssigkeitsreservoirs (1), wobei die Dampfblasen (10) auch in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in die Verdampferrohre (2) gelangen. Durch die besonders tiefe, d.h. in Bodennähe des Flüssigkeitsreservoirs (1) erfolgende Entstehung der Dampfblasen (10) innerhalb der Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1), gelangen die Dampfblasen (10) mit großer Geschwindigkeit in die Verdampferrohre (2), weswegen sie innerhalb der Rohre (2) besonders hochsteigen können und somit die Benetzung der Innenseiten der Verdampferrohre (2) vorteilhafterweise weiter verbessern können. 5 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13) and the effect of vapor bubbles (10) when the liquid reservoir (1) is not completely filled. In 5 In particular, the evaporator device (13) is set up in an environment to be cooled, with thermal contact being formed between the outer walls of the liquid reservoir (1) and the environment to be cooled. In this preferred embodiment of the invention, the vapor bubbles (10) also form in particular near the bottom of the liquid reservoir (1), the vapor bubbles (10) also entering the evaporator tubes (2) in this preferred embodiment of the invention. Due to the particularly deep formation of the vapor bubbles (10), i.e. near the bottom of the liquid reservoir (1), within the liquid (7) in the liquid reservoir (1), the vapor bubbles (10) enter the evaporator tubes (2) at high speed, which is why they can rise particularly high within the tubes (2) and can thus advantageously further improve the wetting of the insides of the evaporator tubes (2).

Diese Wirkung wird insbesondere dann verstärkt, wenn die Verdampferrohre (2) einen besonders kleinen Innendurchmesser, besonders bevorzugt kleiner als 13 mm, aufweisen. Verdampferrohre (2) mit einem so geringen Durchmesser weisen darüber hinaus den Vorteil auf, dass das Kapillarmaterial, das nicht fest mit den Seitenwänden der Verdampferrohre (2) verbunden ist, ohne zusätzliche versteifende oder befestigende Strukturen in den Verdampferrohren (2) gehalten werden kann, da es aufgrund seiner voluminösen Struktur gegen die Seitenwände der Verdampferrohre (2) gedrückt wird.This effect is intensified in particular when the evaporator tubes (2) have a particularly small inner diameter, particularly preferably less than 13 mm. Evaporator tubes (2) with such a small diameter also have the advantage that the capillary material, which is not firmly connected to the side walls of the evaporator tubes (2), can be held in the evaporator tubes (2) without additional stiffening or fastening structures. because it is pressed against the side walls of the evaporator tubes (2) due to its voluminous structure.

6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), bei der die Verdampferrohre (2) mit einem oberen Abschluss des Flüssigkeitsreservoirs (1) einen Winkel α (12) einschließen. Insbesondere zeigt 6 eine Verdampfervorrichtung (13) mit geneigten Verdampferrohren (2), wobei die Neigung mit dem Neigungswinkel α (12) erfolgt. Der Neigungswinkel (12) wird zwischen den Seitenwänden der Verdampferrohre (2) und einer gedachten oberen Abschlussebene des Flüssigkeitsreservoirs (1) gebildet. Auch bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) bilden sich innerhalb der Flüssigkeit (7) im Flüssigkeitsreservoir (1) Dampfblasen (10), die in den Verdampferrohren (2) emporsteigen und zur Benetzung der Kapillarstruktur (6) an den Seitenwänden oder im Inneren der Verdampferrohre (2) beitragen. 6 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13), in which the evaporator tubes (2) enclose an angle α (12) with an upper end of the liquid reservoir (1). In particular shows 6 an evaporator device (13) with inclined evaporator tubes (2), the inclination occurring at the angle of inclination α (12). The angle of inclination (12) is formed between the side walls of the evaporator tubes (2) and an imaginary upper end plane of the liquid reservoir (1). In this preferred embodiment of the evaporator device (13), vapor bubbles (10) form within the liquid (7) in the liquid reservoir (1), which rise in the evaporator tubes (2) and wet the capillary structure (6) on the side walls or inside of the evaporator tubes (2).

7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13) mit einem zusätzlichen Aufgabesystem (14), mit dem Flüssigkeit (7), die in einen oberen Bereich der Verdampfervorrichtung (13) gelangt ist, in die Verdampferrohre (2) zurückgeführt werden kann, ohne dass dafür zusätzlich Energie aufgewendet werden muss. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das Aufgabesystem von einem Rohr mit Öffnungen, zum Beispiel kleinen Löchern im Abstand der Verdampferrohrwände, gebildet wird. Die Vorsehung des Aufgabesystems (14) ermöglicht es vorteilhafterweise, Kältemittel, das sich im Bereich des Aufgabesystems (14) der Verdampfervorrichtung (13) gesammelt hat, in die Verdampferrohre (2) zurückzuführen. Dies geschieht vorzugsweise durch die Ausnutzung der Schwerkraft oder durch Druckanwendung. Die Ausnutzung der Schwerkraft ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Aufgabesystem (14) in einem oberen Bereich der Verdampfervorrichtung (13), und somit bevorzugt oberhalb der Verdampferrohre (2), angeordnet vorliegt, so dass das Kältemittel beispielsweise durch die Öffnungen im Rohr, welches vorzugsweise das Aufgabesystem (14) bildet, hindurchfließen und somit in den Bereich der Verdampferrohre (2) gelangen kann. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Aufgabesystems (14) die Benetzung der Kapillarstruktur (6) in den Verdampferrohren (2) weiter stark verbessern kann, wobei sich insbesondere die Geschwindigkeit, mit der die Kapillarstruktur (6) benetzt wird, gegenüber einer alleinig kapillar ausgebildeten Benetzung erhöht. 7 shows a preferred embodiment of the evaporator device (13) with a additional task system (14), with the liquid (7), which has reached an upper region of the evaporator device (13), can be returned to the evaporator tubes (2) without additional energy having to be expended for this. It is particularly preferred that the feed system is formed by a tube with openings, for example small holes at a distance from the evaporator tube walls. The provision of the feed system (14) advantageously makes it possible to return refrigerant that has collected in the area of the feed system (14) of the evaporator device (13) to the evaporator tubes (2). This is preferably done by using gravity or by applying pressure. Utilizing gravity is particularly advantageous when the feed system (14) is arranged in an upper area of the evaporator device (13), and thus preferably above the evaporator tubes (2), so that the refrigerant can flow through the openings in the tube, for example preferably forms the feed system (14), can flow through and thus reach the region of the evaporator tubes (2). It has been shown that the use of a feed system (14) can greatly improve the wetting of the capillary structure (6) in the evaporator tubes (2), in particular the speed at which the capillary structure (6) is wetted compared to one alone capillary trained wetting increased.

8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verdampfervorrichtung (13), bei welcher der Verdampferzulauf (5) von hinten in die Verdampfervorrichtung (13) hineingeführt wird und die zu verdampfende Flüssigkeit (7) über eine Steigleitung (15) und eine Verdampferrohranbindung (17) zugeführt wird. Dadurch fließt die zu verdampfende Flüssigkeit (7) über die Verdampferrohre (2) in das primäre Flüssigkeitsreservoir (1). Durch die in die Verdampferrohranbindung (17) hineinragende Steigleitung und Verdampferrohre (16) wird vorteilhafterweise ein erhöhtes Flüssigkeitsreservoir (18) mit der Flüssigkeitsoberfläche (8) gebildet. 8th shows a preferred embodiment of the evaporator device (13), in which the evaporator feed (5) is fed into the evaporator device (13) from behind and the liquid (7) to be evaporated is fed in via a riser pipe (15) and an evaporator pipe connection (17). As a result, the liquid to be evaporated (7) flows via the evaporator tubes (2) into the primary liquid reservoir (1). An elevated liquid reservoir (18) with the liquid surface (8) is advantageously formed by the riser pipe and evaporator tubes (16) protruding into the evaporator tube connection (17).

Bezugszeichenlistereference list

11: Flüssigkeitsreservoirfluid reservoir
22: vertikales Rohr/Verdampferrohrvertical tube/evaporator tube
33: Dampfzusammenführungsteam merge
44: Dampfabzugsteam vent
55: Verdampferzulaufevaporator inlet
66: Kapillarstrukturcapillary structure
77: zu verdampfende Flüssigkeitliquid to be evaporated
88th: Flüssigkeitsoberfläche/Verdampfungsoberflächeliquid surface/evaporation surface
99: Seitenwände der Verdampferrohre, die in das Flüssigkeitsreservoir hineinragenSidewalls of the evaporator tubes that protrude into the liquid reservoir
1010: Dampfblasenvapor bubbles
1111: (erhöhter) Füllstand(increased) fill level
1212: Winkel αangle α
1313: Verdampfervorrichtungevaporator device
1414: Aufgabesystemtask system
1515: Steigleitung des VerdampferzulaufsEvaporator inlet riser
1616: Seitenwände der Steigleitung des Verdampferzulaufs, die in die Verdampferrohranbindung hineinragenSide walls of the evaporator inlet riser pipe that protrude into the evaporator pipe connection
1717: Verdampferrohranbindungevaporator pipe connection
1818: erhöhtes Flüssigkeitsreservoirincreased fluid reservoir

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2007115877 [0003]

Claims

Evaporator device (13) comprising at least one liquid reservoir (1) and at least two evaporator tubes (2) connected essentially in parallel, characterized in that the evaporator tubes (2) have a capillary structure (6) and the liquid reservoir (1) is arranged below the evaporator tubes (2). is present and is connected to the evaporator tubes (2) to conduct liquid and/or vapor.

Evaporator device (13) after claim 1 characterized in that the evaporator device (13) comprises a vapor path for the passage of a vapor flow inside the evaporator tubes (2).

Evaporator device (13) after claim 1 and or claim 2 characterized in that the liquid reservoir (1) can be filled completely or essentially completely with a liquid (7), the liquid (7) being a refrigerant, preferably water, ethanol or ammonia.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that at least one of the evaporator tubes (2) projects into the liquid reservoir (1).

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the evaporator tubes (2) are arranged essentially perpendicularly to the liquid reservoir (1) or that the evaporator tubes (2) form an angle α (12) with the liquid reservoir (1). includes, the angle α (12) being in the range from 30 to 90°, particularly preferably at 45° or 90°.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the capillary structure (6) is formed by a structured surface and/or a capillary material, the capillary structure (6) comprising materials selected from a group comprising sintered particles and/or chips, preferably made of metal, glass fiber fabric, structures having narrow flow cavities, such as metal sponges, incised, pressed, soldered and/or welded channels and/or a combination thereof.

Evaporator device (13) after claim 6 characterized in that the structured surface can be firmly connected to the evaporator tubes (2).

Evaporator device (13) after claim 6 characterized in that the capillary material can be detachably connected to the evaporator tubes (2).

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that there is direct spatial contact between the liquid reservoir (1) and an environment of the evaporator device (13), this spatial contact being a thermal contact between the liquid (7) in the liquid reservoir (1) and the environment.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the evaporator tubes (2) comprise an angular channel, the angular channel having plates which at a very small distance have a maximum spacing of 5 to 15 mm, preferably 8 to 12 mm mm, particularly preferably 10 mm.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the evaporator device (13) comprises a feed system (14) with outlet openings for delivering refrigerant to the at least one evaporator tube (2), the feed system (14) being above the evaporator tubes (2) ordered.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the evaporator tubes (2) comprise brass and/or copper.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that a cavity for collecting non-condensable gases is arranged above the vapor outlet (4).

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that the evaporator device (13) comprises a vapor outlet (4) for vaporous liquid to escape and/or an evaporator inlet (5) for supplying liquid (7) to be vaporized.

Evaporator device (13) according to one or more of the preceding claims , characterized in that at least one inlet is arranged between the evaporator tubes, the inlet comprising a riser pipe which in is in direct thermal contact with a cold room.