(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層伝熱プレート（９８０）から製造される複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、複数の積層伝熱プレート（９８０）には、隆起および溝のプレスパターンが設けられ、隆起および溝のプレスパターンは、プレートを互いに間隔を置いて保持し、プレート間流路（１１８０，１２００）を作り出し、複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）の蒸発器部分（１１２０，１１５０）は、膨張弁（Ｒ）に接続可能な冷媒出口（１２１０）を有し、凝縮器部分と膨張弁（Ｒ）との間の接続は、蒸発器部分を通る、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項２】
請求項１に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、ポート開口は、複合型の凝縮器および蒸発器（１１００）の外からプレート間流路（１１８０，１２００）までの流体の流れを可能にするように、プレート（９８０）に設けられている、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、それぞれのプレート（９８０）の縁には、スカートが設けられ、スカートは、隣り合うプレートのスカートと重なってプレート間流路のためのシールを形成するように構成される、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、複合型の凝縮器および蒸発器（１１００）の蒸発器側は、第１ブライン開口（１１６０）および第２ブライン開口（１１７０）を備える、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、凝縮器部分のプレート間流路（１１２０）は、複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）の蒸発器部分を通る管（１２１０）を介して膨張弁（Ｒ）と連通する、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、少なくとも１つの「ブラインド」チャネル（１２３０）が、凝縮器部分と蒸発器部分との間に設けられる、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項７】
請求項６に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、ろう付けプロセスによる真空がブラインドチャネルに保持されるように、ブラインドチャネルが設けられる、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項８】
請求項５〜７に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）の蒸発器部分を通る管（１２１０）が、プレート間流路（１１８０，１２００）を形成するプレート（９８０）にポート開口を設けることによって形成され、プレート間流路（１１８０，１２００）を形成するプレート（９８０）は、互いに重なるように配置されたスカートを含む、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、プレート間流路（１２００）への冷媒の均一な分布を保証する分配管（ＤＰ）をさらに備える、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項１０】
請求項９に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、分配管には、その長さに沿った小さい穴が設けられ、穴がプレート間流路（１２００）と合わせられるようになっている、複合型の蒸発器および凝縮器。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の複合型の蒸発器および凝縮器（１１００）であって、分配管は、重なり合うスカートから成る、複合型の蒸発器および凝縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合型の蒸発器および凝縮器に関し、複合型の蒸発器および凝縮器は、複数の積層伝熱プレートから製造され、複数の積層伝熱プレートには、隆起および溝のプレスパターンが設けられ、隆起および溝のプレスパターンは、プレートを互いに間隔を置いて保持し、プレート間流路を作り出し、複合型の蒸発器および凝縮器の蒸発器部分は、膨張弁に接続可能な冷媒出口を有する。
【背景技術】
【０００２】
家庭暖房または地域暖房用のヒートポンプは、ガス状冷媒を圧縮する圧縮機と凝縮器とを一般に備え、圧縮されたガス状冷媒は、熱を、例えば暖房システムの熱媒体と交換し、冷媒が凝縮するようになっている。冷媒が凝縮した後、それは膨張弁を通過し、冷媒の圧力（従って沸点）が低下するようになっている。低圧冷媒は、それから蒸発器に入り、冷媒が、地上空気または外気から集熱する低温熱媒体（例えばブライン溶液）と熱交換して蒸発する。
【０００３】
上記に開示されたヒートポンプシステムの基本機能は非常に単純であるが、実際には、最大性能を実現するために、複雑な事態が生じる。
【０００４】
事を複雑にする現象の一例は、温度差が時間と共に著しく変わることである。冬または被加熱水道水の加熱の間、高温で冷媒を凝縮させる必要があり、冷媒を蒸発させるのに使用されるブライン溶液（すなわち冷媒を蒸発させるのに使用されるエネルギー担体）が低温であり得る一方で、春および秋の間は他の温度レベルがあり得る。通常、システムに異なる温度を適用することは、膨張弁および圧縮機を制御することによって圧力差を制御することによって達成できる。しかしながら、熱交換器を変えることは不可能であり、それは「最悪の事態」のために設計されなければならないことを意味する。一般に、大きいことは常に良いことであるが、ある時点で、熱交換器の費用は高過ぎるようになる。
【０００５】
ガス状冷媒を凝縮する非常に小さい熱交換器に関連する大きな問題は、全ての冷媒が、凝縮器を出るときに凝縮するわけではないことである。凝縮器を出る非凝縮冷媒を有することは、ヒートポンププロセスに非常に悪影響をもたらす。非凝縮冷媒は、膨張弁を制御することを非常に困難にするからである。この問題を回避するよくある方法は、凝縮器からの凝縮した冷媒と、蒸発器を出る蒸発した冷媒（一般に「吸引ガス」と称される）との間で熱を交換する吸気ガス熱交換器を提供することである。吸引ガス熱交換器に使用される熱交換器は、一般に非常に小さく、それは、必要な熱交換を実現するために、膨張弁につながる管を、吸引ガスを凝縮器に導く管に、ろう付けまたははんだ付けするのに十分であることが多い。
【０００６】
凝縮器からの液状冷媒が完全に液体だとしても、膨張弁の上流の圧力でその沸点をはるかに下回ってそれを過冷却することは有利であり得る。よく知られているように、いくらかの冷媒は、膨張弁の直後で沸騰する。この沸騰は、液状冷媒の温度からそのエネルギーを取る。膨張弁に入ろうとしている液状冷媒を過冷却することによって、気相に変わる液体の量は、膨張弁のすぐ後で著しく減少し得る。
【０００７】
膨張弁のすぐ下流の冷媒の沸騰におけるこの減少は、ある非常に良い影響を有する。冷媒中の気体は、冷媒の体積を著しく増加させ、直径が大きい接続管が使用されなければならず、蒸発器への冷媒の分配も気体の含有量によって妨げられ得るようになっていることは、よく知られている問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、分配および増加した圧力降下に関する上記の問題が緩和され得るように、膨張弁に入る液状冷媒の過冷却の解決法を提供することである。
【０００９】
ヒートポンプに関連する他の問題の一つは、部品の数および対応して必要な配管の量である。配管の全ての要素が、故障のおそれを増加させるばかりでなく、増加した流れ抵抗および熱損失によるシステム効率の低下もある。
【００１０】
本発明の目的は、より少ない配管および対応してより高い効率を可能にしながら、冷媒が膨張弁を通過するのに先立って冷媒の過冷却を可能にする、熱交換器を提供することである。
【００１１】
本発明は、複合型の蒸発器および凝縮器を提供することによって、上記の問題を解決または緩和するものであり、蒸発器部分と膨張弁との間の接続は、蒸発器部分を通る。
【００１２】
以下では、本発明の実施形態を添付の図面を参照して記述する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術による冷却システムまたはヒートポンプの概略図である。
【図２】本発明による熱交換器に含まれる複数の熱交換プレートを示す分解斜視図である。
【図３】より大きなスケールでの、図２に示されている伝熱プレートの一つの斜視図である。
【図４ａ】本発明によるポート配置の平面図である。
【図４ｂ】図４ａのポート配置の透視図である。
【図４ｃ】図４ａのポート配置の透視図である。
【図５ａ】図５ｂの線Ａ‐Ａに沿った、図４ａ‐４ｃによるポート配置を有する熱交換器の断面図である。
【図５ｂ】図５ａの熱交換器の平面図である。
【図６】蒸発器のポート開口における熱交換を利用する複合型の蒸発器および凝縮器の凝縮器側の概略平面図である。
【図７】蒸発器のポート開口における熱交換を利用する複合型の蒸発器および凝縮器の蒸発器側の概略平面図である。
【図８】図６および７に示されている複合型の蒸発器の、これらの図の線Ａ‐Ａに沿った、断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による複合型の凝縮器および蒸発器に含まれる複数の伝熱プレートの分解透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、本発明によるポート開口配置を有する蒸発器を利用する例示的なヒートポンプまたは冷却システムが示されている。システムは、圧縮機Ｃと、凝縮器ＣＮと、短絡（ｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔ）熱交換器ＨＸと、を備え、圧縮機Ｃは、ガス状冷媒を、冷媒の温度および圧力が上昇するように圧縮し、凝縮器ＣＮは、ガス状冷媒を、冷媒と高温熱媒体（例えば家庭暖房用の水）との間で熱を交換することによって凝縮し、凝縮器ＣＮからの液状冷媒の温度は、膨張弁ＥＸＰからの半液体の冷媒との熱交換によって低下する。膨張弁の後の冷媒は、膨張弁の後の圧力低下による部分沸騰による低温を有する。最後に、半液体の冷媒は、蒸発器ＥＶＡＰに入り、蒸発器ＥＶＡＰでは、半液体の冷媒は、例えば地表源および／または周囲空気から集熱する低温熱媒体（例えばブライン溶液）との熱交換によって蒸発する。
【００１５】
高温熱媒体および低音熱媒体の典型的な温度は、それぞれ５０℃および０℃である。従って、凝縮器ＣＮを出る液状冷媒の温度は、５０℃を超える温度を有し、膨張弁ＥＸＰを出る冷媒は、０℃を下回る温度を有する。
【００１６】
理解され得るように、膨張弁を出る冷媒のガス含有量は、短絡熱交換器ＨＸなしのヒートポンプサイクルよりも著しく低い。膨張弁ＥＸＰに入る液状冷媒の温度が、より低いからである。しかしながら、図１の構造では、短絡熱交換器ＨＸを出て蒸発器ＥＶＡＰに入る半液体のガス含有量は、短絡熱交換器なしのヒートポンプシステムの蒸発器に入る半液体の冷媒のガス含有量と同じである。従って、図１によるシステムは、本発明の目的の一つである、蒸発器における冷媒の分配に影響を与えない。
【００１７】
図２に関して、本発明の一実施形態による蒸発器１００は、複数の熱交換プレート１１０を備え、複数の熱交換プレート１１０は、それぞれに隆起Ｒおよび溝Ｇのプレスパターンが設けられ、隆起Ｒおよび溝Ｇのプレスパターンは、媒体が熱を交換するプレート間流路の形成のために、プレートを互いに間隔を置いて保持するように構成される。伝熱プレート１１０のポート領域１２０は、プレート領域に囲まれ、プレート領域は、当業者によく知られている方法で、ポートとプレート間流路との間の選択的連通を提供するように、異なる高さで提供される。
【００１８】
入口ポート領域１３０は、入口１４０と、２つのポート１５０，１６０と、を備え、入口１４０は、膨張弁ＥＸＰから直接の半液体の冷媒のためのものであり（膨張弁と入口との間で冷媒の熱交換がないことを意味する）、２つのポート１５０，１６０は、それぞれ、液状冷媒を、凝縮器ＣＮからおよび膨張弁ＥＸＰまで流入および流出させるものである。
【００１９】
蒸発器を形成するために、プレート１１０は、隆起および溝が互いに接触して、プレートを互いに間隔を置いて保持するように、スタックで積み重ねられる。望ましい実施形態では、プレートのスタックは、隣接するプレート間の接触個所でプレートが一緒にろう付けされるように、プレート間のろう付け材料と共に炉に置かれる。
【００２０】
ポート領域１３０は、図３により明瞭に示されている。ここで、ポート開口１４０を囲む環状領域１４５が、（隆起Ｒの高さに等しい）高位に設けられるが、ポート１５０，１６０を囲む環状領域１５５および１６５は、それぞれ、（溝Ｇの高さに等しい）低位に設けられる。示されている実施形態ではポート開口１４０およびその環状領域１４５の周囲に広がる中間領域１７０は、高位と低位との間の中間位に配置される。最後に、中間領域１７０は、ブロッキング領域１８０に囲まれ、ブロッキング領域１８０は、隆起Ｒおよび環状領域１４５と同様に、高位に設けられる。
【００２１】
さらに、開口Ａ，ＢおよびＣは、領域Ａ’，Ｂ’およびＣ’に囲まれ、それらは、高い、低い、および低い高さに設けられ、それぞれ、プレートの角の近くに設けられる。
【００２２】
図３に示されているプレートがスタックで置かれるとき、それにはポート開口の周囲に逆の高さを有する、すなわち、環状領域１５５，１６５は高位に配置され、環状領域１４５は低位に配置され、領域Ａ’，Ｂ’およびＣ’は、それぞれ、低位、高位、および高位に配置されるようになっている、プレートが隣接する。
【００２３】
このようにして、以下の流路が形成される。図３に示されているプレート上に、例えばブライン溶液用の流路がポート開口ＣとＢとの間にある。この流路は、プレートのほとんどの領域に広がるが、ブロッキング領域１８０によって中間領域１７０との連通がブロックされる。さらに、中間領域１７０上でポート開口１５０と１６０との間に連通がある。
【００２４】
図３に示されているプレートの反対側で、ポート開口１４０とポート開口Ａとの間の連通が、これらの２つのプレートによって定められるプレート間流路を介してある。この流路は、中間領域１７０を含む、プレート領域全体に広がる。
【００２５】
この実施形態により、凝縮器からの高温の液体の冷媒をポート１６０または１５０のいずれかに流入させ、過冷却冷媒を他方のポート１５０または１６０から流出させ、膨張弁からの半液体の冷媒を、ポート１４０を通じて流入させることによって、凝縮器からの液体の冷媒の過冷却を、それが膨張弁に入る前に実現可能になる。この配置によって、膨張弁から流入する低温の半液体の冷媒と、凝縮器から流入する高温の液体の冷媒と、の間の熱交換がある。この熱交換は、半液体の冷媒が熱交換プレートのスタックの高さに沿って分配された後に起きる。従って、膨張弁からの半液体の冷媒の増加したガス含有量は、流体の分配を妨げない。
【００２６】
中間領域１７０が、ポート開口１４０の周囲に広がる必要はないことが、指摘されるべきである。本発明の一実施形態では、中間領域は、三日月の形でプレートの長辺およびプレートの短辺から延びてよく、従って部分的にポート開口を取り囲む。
【００２７】
上記の蒸発器は、半液体の冷媒の分配を改良するための任意の周知の手段をさらに備えてよい。
【００２８】
上記による蒸発器も、新しいヒートポンプシステムを使用可能にする。
【００２９】
従来のシステムでは、凝縮器と蒸発器との間の圧力降下の、全て、または実質的に全ては、膨張弁で起き、膨張弁は、通常システムを様々な温度および加熱要求に適合させるように制御され得る。上記で言及したように、膨張弁の直後でかなり少ない冷媒が蒸発するように、凝縮器からの液体の冷媒を加冷却することが可能である。しかしながら、この利点は、過冷却器ＨＸにおける膨張弁からの半液体の冷媒の温度上昇に起因して、従来のシステムでは反対に作用する。温度上昇は、加冷却器の後の気相冷媒を生成する。結果的に、従来の解決法によると分配の利益が得られない。
【００３０】
図２および３の実施形態による蒸発器を用いたシステムでは、二段階膨張（または、理想的な場合には、膨張弁での第１の制御可能な減圧ステップ、および分配管での第２の膨張ステップ）を提供することによって、分配をさらに改良することが可能である。
【００３１】
このシステムを以下で説明する。例えば欧州特許ＥＰ０８８４９９２７．２による分配管を想定し、それは、細長い管を備える分配管であり、細長い管には、多数の小さい穴が設けられ、多数の小さい穴は、プレートの間の空間に合わせられ、プレートの間の空間には、蒸発する冷媒を供給することが望ましく、小さい穴は、最大流量の作動状態での十分な圧力降下と、凝縮器の温度と蒸発器の温度との間の最小温度差と、を与えるような大きさである。このような作動状態で、分配管にだけ入る液体がある。膨張弁は、完全に開き、分配管の長さにわたって冷媒が適切に分配された後、膨張が起きるからであり、膨張の後に液体中に気体がいくらかある。
【００３２】
凝縮器と蒸発器との間の圧力降下を制御可能なシステムを有することは、当然望ましく、これは、一般的な膨張弁を分配管の上流に置くことによって実現でき、ここで、従来の解決法に比した本発明の最も重要な利点を見出すことができる。膨張弁に入る液体と分配管を出る液体との間の過冷却は、分配管が冷媒を分配管の長さに沿って分配した後に行われる。従って、気相冷媒の増加は、分配を妨げない。図１による従来の解決法では、凝縮器からの冷媒と膨張弁からの冷媒との間の熱交換がないのとちょうど同じ量の気体が分配管に供給される。膨張弁からの冷媒の中の気体の減少は、膨張弁から熱交換器に入る冷媒中の気体の増加によって反対に作用するからである。
【００３３】
さらに、従来のシステムによっては得ることができない安定性の利益がある。凝縮器と蒸発器との間のより大きな圧力降下を有することが望ましい状況を考える。これは、膨張弁で部分的な圧力低下が起きるように、膨張弁を制御することによって実現できる。過冷却がなければ、または図１による過冷却器ＨＸにおける過冷却では、膨張弁で圧力を低下させることは、分配管に入る大量の気相冷媒を生じさせる。よく知られているように、制約（この場合、分配管の長さに沿った穴）での気体のある程度の流量は、同じ制約を流れる液体の等しい流量よりもより大きな圧力を与える。結果的に、従来のシステムに利用されるそのようなシステムは、制御するのが非常に難しい。
【００３４】
しかしながら、図２および３による蒸発器と共に使用されるならば、この問題は著しく緩和される。加冷却、および、膨張弁への液状冷媒と、膨張弁におけるおよび分配管における圧力降下の後の液体と、の間の熱交換という事実により、分配管の中に著しく少ない気相冷媒があり、従ってシステムの制御性が増加する。所望の圧力降下と流量との間の差が十分に小さい場合、分配管にのみある液体で常に作動するシステムを作り出すことさえできるかもしれない。
【００３５】
図４ａ‐４ｃおよび図５ａおよび５ｂに示されている本発明の別の実施形態では、凝縮器からの液体の冷媒と、低圧および従って低温を有する冷媒と、の間の熱交換が、上記に開示されたものによる分配管の近くに置かれた管で行われる。
【００３６】
図４ａに関して、ポート開口配置が側面図で示され、ポート開口配置は、多数の穴Ｈを有する分配管ＤＰと、接続管ＣＰと、蓋Ｌと、熱交換管ＨＥＰと、膨張弁ＥＸＰと、を有している。同じ配置が、図４ｂおよび４ｃに２つの透視図で示され、配置の設計がより明確に示されている。これらの図に見られるように、接続管は、ループ構造ＬＣへと蓋Ｌを通り、ループ構造ＬＣは、それが分配管ＤＰを１８０度曲がるように、分配管がもう一度蓋Ｌを通って延びることができるように、構成される。蓋を通過した後、それは膨張弁に達し、別のＵターンを作るとすぐ、分配管は蓋Ｌを通る。
【００３７】
使用の際に、図４ａ‐４ｃによるポート開口配置は、図５ａおよび５ｂに開示されているような既知の熱交換器に挿入される。図５ａは、線Ａ‐Ａに沿った、プレート熱交換器の断面図であり、ポート開口１２０と伝熱プレート１１０とを含む。
【００３８】
上記によるポート開口配置は、組み込みとして熱交換器に固定されてもよいが、製造の際にポート開口配置を熱交換器に設けることが望ましい。上記で言及したように、ろう付け熱交換器は、隆起および溝のプレスパターンが設けられた熱交換プレートをスタックで置くことによって製造され、ろう付け材料は、熱交換プレートの材料よりも低い融点を有し、スタックを炉に置き、ろう付け材料が溶けるように炉の温度を加熱し、その後熱交換プレートを冷却させる。冷却の後、ろう付け材料は、固化し、熱交換プレートのプレスパターンによって提供される接触箇所でプレートを結び付ける。ポート開口配置を、このろう付けプロセスの際に熱交換器にろう付けできるが、熱交換器がろう付けされた後に熱交換器に固定されることもできる（例えば蓋を熱交換器のトッププレートにろう付けすることによって）。
【００３９】
理解され得るように、上記によるポート開口配置の分配管は、従来のシステムの分配管（すなわちポート開口において熱交換が提供されない）よりも小さい直径を有する分配管を有する必要がある。これは、分配管の入口からその端部までの圧力降下に起因する望ましくない分配に潜在的につながり得るが、この問題は、分配管に入る冷媒の体積が、従来技術の解決法（すなわち膨張弁に入る前の液状冷媒の冷却がない）に比して著しく小さいという前述の事実によって緩和される。
【００４０】
理解され得るように、図２に示されているプレス流路を含む熱交換器に比べて、ポート開口配置を含む膨張弁に入る液状冷媒は、より少ない熱交換、および従ってより高い温度である。しかしながら、熱交換管を分配管に沿って前後に４回、６回または８回導くことによって、必要なポート開口の直径を著しく増加させることなく、ポート開口配置の熱交換を増加させることが可能である。
【００４１】
上記によるポート開口配置によっても、蒸発器からの冷媒と、膨張弁を出た後の冷媒と、の間の熱交換が行われるように、蒸発器のポート領域を通じて蒸発器から膨張弁に通じる管を有する、複合型の蒸発器および凝縮器を製造することが可能になる。
【００４２】
図６では、本発明による複合型の凝縮器および蒸発器１１００のフロントプレートが示されている。複合型の凝縮器および蒸発器１１００は、複数の熱交換プレートから製造され、複数の熱交換プレートには、隆起および溝のプレスパターンが設けられ、隆起および溝のプレスパターンは、プレート間流路を形成して、隣り合うプレートを互いに間隔を置いて保持するように構成される。ポート開口は、複合型の凝縮器および蒸発器１１００の外からプレート間流路までの流体の流れを可能にするように、プレートに設けられている。異なる高さでポート開口の周囲にプレート領域を設けることにより、選択的連通（すなわち、ポート開口がプレート間流路のいくつかとのみ連通する）を実現することが可能である。各プレートの縁には、スカートが設けられ、スカートは、隣り合うプレートのスカートと重なってプレート間流路のためのシールを形成するように構成される。プレートを結び付けて熱交換器流路を密封するために、プレートは炉でろう付けされる、すなわち、プレート材料よりも低い融解温度を有するろう付け材料が溶けるように加熱され、冷却の後にプレートを結合する。ろう付け熱交換器を製造するこの技術は、当業者によく知られており、従ってこれ以上論じられない。
【００４３】
図６に関して、複合型の凝縮器および蒸発器１１００の凝縮器側は、冷媒開口１１１０を備え、冷媒開口１１１０は、プレート間流路１２０の第１セット（図３参照）と第１熱媒体開口１１３０および第２熱媒体開口１１４０と連通し、いずれもプレート間流路１１５０の第２セット（図３参照）と連通する。使用時に、第１および第２の熱媒体開口は、望ましくは建物の暖房システムに接続され、冷媒開口は、圧縮機の高圧側に接続される。
【００４４】
図７に関して、複合型の凝縮器および蒸発器１１００の蒸発器側は、第１ブライン開口１１６０および第２ブライン開口１１７０を備え、いずれもプレート間流路１２００の第３セットと冷媒出口１１９０と連通し、冷媒出口１１９０は、プレート間流路１２００の第４セットと連通する。さらに、第１冷媒接続１２１０および第２冷媒接続１２２０が示され、その機能は、図７に関して後述される。使用の際に、第１ブライン開口および第２ブライン開口は、低温熱源から低温熱を集熱するブラインシステムに接続され、冷媒出口は、圧縮機の低圧側に接続され、第１冷媒出口と第２冷媒出口とは、膨張弁Ｒを介して互いに接続される。
【００４５】
図８は、図６および７の線Ａ‐Ａに沿った断面を示す。ここで、プレート間流路１１２０が管１２１０と連通することが明らかに示され、管１２１０は、プレート間流路１１８０および１２００を備える複合型の凝縮器および蒸発器１１００の蒸発器部分を通って、プレート間流路１１２０から膨張弁Ｒに通じる。少なくとも１つの「ブラインド」チャネル１２３０が、凝縮器部分と蒸発器部分との間に設けられてもよい。このチャネルの目的は、凝縮器部分を蒸発器部分から熱的に絶縁することであり、絶縁性は、（真空下の炉で行われることが多い）ろう付けプロセスによる真空がブラインドチャネルに保持されるようにブラインドチャネルが配置されると、改善される。
【００４６】
図８の実施形態では、熱交換器プレートを取り囲むスカートは、全て同じ方向（右に向かって）を向いているが、本発明の一実施形態では、スカートは、蒸発器部分のプレート用の一つの方向を、および凝縮器部分のプレート用の他の方向を、向いてもよい。
【００４７】
管１２１０に関しては、この管は、どのような設計でもよい。本発明の一実施形態では、管１２１０は、プレート間流路１１８０，１２００を形成するプレートのポート開口を提供することによって形成され、プレート間流路１１８０，１２００を形成するプレートは、プレートの縁部分の設けられ方と同様である、互いに重なるように配置されたスカートを含む。この種のポート開口は、欧州特許出願０９８０４１２５．４，０９７９５７４８．４および０９８０４２６２．５に記述されている。
【００４８】
一般的な管を、プレート間流路１２０の間に蒸発器部分を通って膨張弁Ｒまで設けることも可能である。
【００４９】
システム構成が過冷却を必要としない場合に有用である、本発明のさらに別の実施形態では、重なり合うスカートから成るより大きな管内に一般的な管が位置するように、上記で開示された２つの管構成を組み合わせることも、可能である。ブラインドチャネル１２３０に関する場合とちょうど同じように、真空が、重なり合うスカートから成る管と一般的な管との間に形成されるように、管を設計することも可能である。管の間に真空を提供することによって、（液状冷媒をプレート間流路１１２０から膨張弁Ｒに導く）内管と、（低温の半液体の冷媒がある）蒸発器と、の間に非常に良好な熱絶縁がある。
【００５０】
管１２２０は、プレート間流路１２２０と連通し、これらの流路に、蒸発する低圧の半液体の冷媒が提供される。
【００５１】
ある実施形態では、プレート間流路１２００への冷媒の均一な分布を保証する分配管を含むことが望ましく、これは、その長さに沿った小さい穴が設けられる分配管によって実現でき、穴がプレート間流路１２００と合わせられるようになっている。使用され得る分配管設計の例は、欧州特許出願０８８４９９２７．２に開示されている。別の実施形態では、分配管は、欧州特許出願０９８０４１２５．４，０９７９５７４８．４および０９８０４２６２．５に関して上記で開示されているように重なり合うスカートから成るが、開口が設けられる。
【００５２】
上記で、本発明は特定の実施形態に関して記述された。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されず、添付の「特許請求の範囲」で定義されるような本発明の範囲から外れない広い限度内で変えることができる。
【００５３】
例えば、プレート間流路に流入する各媒体用のポート開口の配置は、変えられてもよい。図によると、全てのポート開口は、媒体のクロスフロー構造があるように配置されるが、これはある場合には必要でもなく可能でもない。同一のプレートが、複合型の凝縮器および蒸発器１１００の凝縮器部分と蒸発器部分とに使用されるならば、例えば熱を交換する媒体のパラレルフローがあることが必要である。そのような熱交換プレートには、ヘリングボーンパターンが必然的に設けられ、他の全てのプレートは、その隣り合うプレートと比べてその平面で１８０度回転する。
【００５４】
本発明のさらに別の実施形態が、図９，１０ａおよび１０ｂに示されている。この実施形態は、複数の凝縮器プレート９１０を備える複合型の蒸発器および凝縮器に関し、複数の凝縮器プレート９１０のそれぞれには、隆起および溝のプレスパターンが設けられ、隆起および溝のプレスパターンは、媒体が熱を交換するプレート間流路を形成して、プレートを互いに間隔を置いて保持する。さらに、凝縮器プレートは、プレート間流路とポート開口との間の選択的連通のための４つのポート開口９２０，９３０，９４０および９５０を備える。この場合において、ポート開口９２０は、凝縮冷媒用の出口開口であり、ポート開口９３０は、高温熱媒体用の入口であり、ポート開口９４０および９５０は、気相冷媒用の入口および高温熱媒体用の出口である。
【００５５】
２つの仕切プレート９６０が、凝縮器プレートと蒸発器との間に設けられ、以下に記述される。仕切プレート９６０は、凝縮器プレート９２０‐９５０と類似しているが、凝縮冷媒用の移送路９７０を除き、それらのプレートにはポート開口は存在しない。移送路９７０は、錐台形状を有し、錐台の上部領域は、開口９７５が形成されるように取り除かれる。隣り合うプレート上の移送路は、異なる方向に設けられる。図９に見られるように、左の移送路は右側を向くのに対して、右の移送路は左を向く。分配プレート９６０が隣同士に置かれてこの実施形態による複合型の凝縮器および蒸発器を形成するプレートのスタックを形成するとき、隣り合うプレートの２つの移送路は、互いに接触し、従って鋸歯状の断面を有する管を形成する。
【００５６】
この実施形態による複合型の凝縮器および蒸発器も、複数の蒸発器プレート９８０を備える。蒸発器プレートは、他のポート開口とはかなり異なる１つのポート開口９８５を除き、凝縮器プレートとほとんど同一である。
【００５７】
ポート開口９８５は、ベース面９８６を備え、ベース面９８６は、隣り合うプレートのために交互の高さ、低位または高位、に配置される。開口９８７は、ベース面に設けられている。さらに、ベース面は移送路９７０を備え、ベース面の移送路は、高位に設けられているベース面で下方を向き、低位に設けられているベース面で下方を向く。
【００５８】
スタックで置かれるときに、隣り合うプレートの移送路は、中間プレート上の移送路によって形成される管のつながりを形成する。この管は、蒸発器プレートのスタック全体に延びるが、ベース面は、蒸発器プレート間のプレート間流路と開口９８７との間の選択的連通を形成する（蒸発器プレート間のプレート間流路が、凝縮器のプレート間流路と同じように形成される）。
【００５９】
使用中、凝縮器からの液状冷媒は、積層蒸発器プレートを通って膨張弁９９０へと移送路を流れ、膨張弁９９０では、冷媒の温度および圧力が低下する。低圧、低温冷媒は、その後開口９８７に入り、開口９８７は、言及されたようにプレート間流路と選択的連通にある。冷媒は、低温熱源からの流体と熱を交換し、（例えば蒸発器の反対側に配置された開口を通って）完全に蒸発して蒸発器を出る。蒸発器における熱交換機能は、当業者にはよく知られており、従ってより詳しく記述されない。
【００６０】
先の実施形態とちょうど同じように、開口９８７プレート間流路への冷媒の均一な分布を保証する分配管を設けることが可能である。
【００６１】
寸法および材料複合型の凝縮器および蒸発器１１００は、任意の数のプレートで製造されてよいが、通常は種類ごとに２より多いプレート間流路が設けられる。プレートの寸法は、幅が５０‐２５０ｍｍで高さが１００‐５００ｍｍであってよい。
【００６２】
プレート用の望ましい材料の一つは、ステンレス鋼であり、ろう付け材料は、銅であってよい。プレートは、０．１‐１ｍｍの厚さを有してよい。
【００６３】
使用の際に所望の圧力が高い場合、複合型の凝縮器および蒸発器１１００を強化するために、エンドプレートが設けられもよい。そのようなエンドプレートには、プレート間流路を限定するプレートと類似または同一のプレスパターンが設けられてよい。目的に適した開口も、エンドプレートに設けられてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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