DE102010043398A1 - Kraftfahrzeugklimaanlage - Google Patents

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Dipl.-Ing. Förster Uwe
Dr. Hofmann Herbert
Christoph Walter
Dipl.-Ing. Kästle Christoph
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Abstract

Bei einem Sammler (1) für einen Kältekreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen einen Sammelraum (2) für das Kältemittel einschließenden Sammelbehälter (3), eine Einlassrohr (4) mit einer Einlassöffnung (5), welches innerhalb des Sammelraumes (2) endet, eine Auslassöffnung (7) zum Ausleiten des flüssigen Kältemittels, soll eine Unterkühlstrecke des Kältemittelkondensators wenig Bauraum einnehmen und unabhängig von dem übrigen Kältemittelkondensator mit Überhitzungs- und Kondensationsstrecke an einem Kraftfahrzeug positioniert werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Sammelbehälter (3) von einem Außenbehälter (10) umschlossen ist, so dass ein Zwischenraum (16) zwischen dem Sammelbehälter (3) und dem Außenbehälter (10) vorhanden ist und der Außenbehälter (10) mit einer Fluideinlassöffnung (12) und einer Fluidauslassöffnung (14) versehen ist zum Durchleiten eines Kühlfluides durch den Zwischenraum (16) zur Kühlung des Kältemittels in dem Sammelraum (2).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sammler für einen Kältekreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
  • In Kältemittelkondensatoren für eine Kraftfahrzeugklimaanlage wird dampfförmiges Kältemittel in einen flüssigen Aggregatzustand übergeführt. In einer Überhitzungsstrecke und Kondensationsstrecke des Kältemittelkondensators wird das Kältemittel verflüssigt und in einer Unterkühlungsstrecke wird das flüssige Kältemittel unterhalb der Siedetemperatur abgekühlt. Der Kältemittelkondensator bildet einen Teil eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Kältemittelverdampfer, einem Expansionsorgan und einem Verdichter.
  • In Kraftfahrzeugen werden in zunehmenden Maße Verbrennungsmotoren mit einem Ladeluftverdichter, z. B. einer Abgasturbine, eingesetzt. Dabei wird nach dem Verdichten der Ladeluft ein Ladeluftkühler eingesetzt, um die verdichtete Luft zu kühlen vor dem Zuleiten in einen Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors. Der Ladeluftkühler stellt dabei einen Wärmeübertrager dar. Die Kühlung des Wärmeübertragers kann dabei über einen Niedertemperaturkühlkreislauf ausgeführt werden. Im Niedertemperaturkühlkreislauf wird Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser mit einem Frostschutzmittel, in einen Kreislauf geleitet und am Ladeluftkühler wird vom Kreislauf die Wärme aufgenommen und dadurch die Ladeluft gekühlt und an einem weiteren Wärmeübertrager in dem Niedertemperaturkühlkreislauf wird die Wärme an die Umgebungsluft des Kraftfahrzeuges abgegeben. Zusätzlich kann ein Hochtemperaturkühlkreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors unabhängig von dem Niedertemperaturkühlkreislauf vorhanden sein. Dabei kann der Kältemittelkondensator der Kraftfahrzeugklimaanlage in den Niedertemperaturkühlkreislauf integriert werden, so dass hier ein flüssigkeitsgekühlter Kältemittelkondensator vorliegt, bei welchem die Wärme von dem Kältemittel auf die Kühlflüssigkeit des Niedertemperaturkühlkreislaufes abgegeben wird.
  • Aus der WO 2004/042293 A1 ist ein Kältemittelkondensator bekannt. Der Kältemittelkondensator ist dabei als ein Wärmeübertrager in Plattenscheibenbauweisen ausgebildet und durch einen ersten Fluidkanal strömt Kältemittel und durch einen zweiten Fluidkanal strömt ein Kühlfluid zur Kühlung des Kältemittels. Der Kältemittelkondensator weist neben einer Überhitzungsstrecke und einer Kondensationsstrecke auch einen Sammelbehälter und eine Unterkühlstrecke für das Kältemittel auf und verfügt somit über große Baumaße.
  • Aus der EP 2 136 160 A2 ist eine Baueinheit mit einem Sammler und einem inneren Wärmeübertrager eines Kältemittelkreislaufes bekannt, wobei die Baueinheit einen zylindrischen Gehäusemantel und der Sammler einen zylindrischen, mit dem Gehäusemantel einen Ringspalt bildenden Behältermantel aufweisen und wobei in dem Ringspalt eine am Gehäusemantel und am Behältermantel anliegende Rohrwendel angeordnet ist, wobei die Rohrwendel mit dem Gehäusemantel und dem Behältermantel eine kraftschlüssige Verbindung bildet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Sammler für einen Kältekreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage, ein Verfahren zum Betreiben eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei welcher eine Unterkühlstrecke des Kältemittelkondensators wenig Bauraum einnimmt und unabhängig von dem übrigen Kältemittelkondensator mit Überhitzungs- und Kondensationsstrecke an einem Kraftfahrzeug positioniert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Sammler für einen Kältekreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Sammelraum für das Kältemittel einschließenden Sammelbehälter, ein Einlassrohr mit einer Einlassöffnung, welches innerhalb des Sammelraumes endet, eine Auslassöffnung zum Ausleiten des flüssigen Kältemittels, wobei der Sammelbehälter von einem Außenbehälter umschlossen ist, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Sammelbehälter und dem Außenbehälter vorhanden ist und der Außenbehälter mit einer Fluideinlassöffnung und einer Fluidauslassöffnung versehen ist zum Durchleiten eines Kühlfluides durch den Zwischenraum zur Kühlung des Kältemittels in dem Sammelraum. Der Sammler und der Kältemittelkondensator, insbesondere ein flüssigkeitsgekühlter Kältemittelkondensator mit Kühlflüssigkeit eines Niedertemperaturkühlkreislaufes, stellen somit zwei separate Baueinheiten oder Bauteile dar, so dass der Sammler mit Unterkühlstrecke unabhängig von der Position des Kältemittelkondensators mit einer Überhitzungsstrecke und einer Kondensationsstrecke innerhalb des Kraftfahrzeuges positioniert werden kann. Der Sammler kann somit an oder in unmittelbarer Nähe zu dem Kältemittelkondensator mit der Überhitzungsstrecke und der Kondensationsstrecke angeordnet werden oder in einer Entfernung zu dem Kältemittelkondensator mit der Überhitzungsstrecke und der Kondensationsstrecke, je nachdem, wie ein günstiger Raumbedarf innerhalb des Kraftfahrzeuges zur Verfügung steht.
  • Insbesondere sind der Sammelbehälter und der Außenbehälter zylinderförmig ausgebildet und vorzugsweise ist der Außenbehälter konzentrisch zu dem Sammelbehälter ausgerichtet und/oder der Zwischenraum ist als ein Ringraum ausgebildet. Bei einer konzentrischen bzw. koaxialen Ausrichtung des Außenbehälters zu dem Sammelbehälter bzw. Innenbehälter kann der zur Verfügung stehende Bauraum besonders gut ausgenützt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist innerhalb des Zwischenraumes eine Kältemittelkühlleitung angeordnet zur Kühlung des durch die Kältemittelkühlleitung geleiteten Kältemittels mit dem Kühlfluid als Unterkühlstrecke und die Auslassöffnung in dem Sammelbehälter mündet in die Kältemittelkühlleitung. Das Kältemittel kann zusätzlich bereits in dem Sammelbehälter gekühlt werden aufgrund der Ausrichtung oder Ausbildung des Sammelbehälters innerhalb des Außenbehälters und der dadurch bedingten Kühlmöglichkeit mit dem Kühlfluid, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, so dass allein deshalb der Sammelbehälter mit dem Außenbehälter eine Unterkühlstrecke darstellt. Darüber hinaus kann mit der Anordnung der Kältemittelkühlleitung in dem Zwischenraum eine zusätzliche Unterkühlstrecke geschaffen werden mit einer größeren Oberfläche zur Kühlung des Kältemittels. Dadurch weist der Sammler eine integrierte Unterkühlstrecke mit einer entsprechenden großen Kühlleistung zur starken Unterkühlung des Kältemittels auf.
  • In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Kältemittelkühlleitung durch den Außenbehälter geführt und bildet die Auslassöffnung zum Ausleiten des flüssigen Kältemittels.
  • Vorzugsweise sind der Sammelbehälter und der Außenbehälter teilweise einteilig ausgebildet und vorzugsweise ist der Sammelbehälter von einem Sammelbehälterdeckel verschlossen und der Außenbehälter ist von einem Außenbehälterdeckel verschlossen. Der Sammelbehälter und der Außenbehälter können damit besonders preiswert und einfach hergestellt werden. Dabei ist der Sammelbehälterdeckel Bestandteil des Sammelbehälters und der Außenbehälterdeckel Bestandteil des Außenbehälters.
  • In einer Variante ist in den Sammler, insbesondere in den Sammelraum, ein Trockner zum Trocknen des Kältemittels und/oder ein Filter zum Filtern des Kältemittels eingebaut. Hierbei ist es möglich dass der Trockner und/oder Filter tauschbar in den Sammler eingebaut sind beziehungsweise alternativ derart in den Sammler eingebaut sind, dass sie nicht tauschbar sind.
  • Zweckmäßig besteht der Sammelbehälter und/oder der Außenbehälter und/oder die Kältemittelkühlleitung und/oder das Einlassrohr und/oder das Auslassrohr und/oder ein Fluideinlassstutzen und/oder ein Fluidauslassstutzten wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium und/oder Stahl, oder aus Kunststoff.
  • Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit den Schritten: Leiten von Kältemittel durch Leitungen eines Kältemittelkreislaufes, Verdichten des gasförmigen Kältemittels in einem Verdichter, so dass der Druck des gasförmigen Kältemittels erhöht wird, Kühlen und Kondensieren des gasförmigen Kältemittels in einem Kältemittelkondensator, Leiten des kondensierten Kältemittels nach dem Ausleiten aus dem Kältemittelkondensator zu einem Sammler, Expandieren des flüssigen Kältemittels an einem Expansionsorgan, so dass der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert wird, Erwärmen und Verdampfen des Kältemittels in einem Verdampfer, Leiten des aus dem Verdampfer austretenden gasförmigen Kältemittels zu dem Verdichter, wobei das Kältemittel in dem Sammler mit einer Kühlflüssigkeit gekühlt, insbesondere unterkühlt, wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Kältemittelkondensator ein mit Kühlflüssigkeit flüssigkeitsgekühlter Kondensator und das Kältemittel in dem Sammler wird mit der Kühlflüssigkeit zum Kühlen des Kondensators gekühlt.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Kältemittel in einem Sammelraum innerhalb eines Sammelbehälter gekühlt, indem der Sammelbehälter von Kühlflüssigkeit umströmt wird und/oder das Kältemittel wird durch eine in den Sammler integrierte Kältemittelkühlleitung geleitet, vorzugsweise wird das Kältemittel nach dem Ausleiten aus dem Sammelraum in die Kältemittelkühlleitung eingeleitet, und die Kältemittelkühlleitung wird von Kühlflüssigkeit umströmt und/oder der Sammler ist als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Sammler ausgebildet und/oder die Kühlflüssigkeit wird durch einen Niedertemperaturkühlkreislauf geleitet zur Kühlung von verdichteter Ladeluft für einen Verbrennungsmotor und mit einem Wärmeübertrager wird Wärme von der Kühlflüssigkeit an die Umgebungsluft abgegeben.
  • Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Kältekreis mit einem Verdichter, einen Kältemittelkondensator, einen Sammler für das Kältemittel, einen Kältemittelverdampfer zum Kühlen der einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft, ein Expansionsorgan, vorzugsweise ein Gebläse, vorzugsweise ein Gehäuse zur Aufnahme des Gebläses und des Kältemittelverdampfers, vorzugsweise wenigstens einen Luftkanal, vorzugsweise wenigstens eine Luftleiteinrichtung, z. B. eine Luftklappe oder ein Rollband, vorzugsweise eine Heizeinrichtung, wobei der Sammler als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Sammler ausgebildet ist und/oder von der Kraftfahrzeugklimaanlage ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar.
  • In einer Variante weist der Sammler eine an dem Sammelbehälter ausgebildete Verschlusseinrichtung zum Verschließen und Öffnen einer Verschlussöffnung des Sammelbehälters auf.
  • Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Sammlers in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 einen Längsschnitt des Sammlers gemäß 1,
  • 3 eine vergrößerte Teilansicht des Längsschnittes gemäß 2,
  • 4 eine perspektivische Ansicht des Sammlers gemäß 1 ohne Außenbehälter,
  • 5 einen Längsschnitt des Sammlers in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
  • 6 einen stark vereinfachten Längsschnitt des Sammlers in einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Zum Kühlen der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft mit dem Kältemittelverdampfer ist ein Kältekreis mit einem Verdichter und einem Kältemittelkondensator erforderlich. Der Kältemittelkondensator ist dabei als ein flüssigkeitsgekühlter Kältemittelkondensator ausgebildet. Das Kraftfahrzeug, in welches die Kraftfahrzeugklimaanlage eingebaut ist, verfügt über einen Hochtemperaturkühlkreislauf zum Kühlen des Verbrennungsmotors und über einen Niedertemperaturkühlkreislauf zum Kühlen von verdichteter Ladeluft für den Verbrennungsmotor. Der Niedertemperaturkühlkreislauf weist dabei als Kühlfluid eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser mit einem Frostschutzmittel, auf. Dabei wird Wärme an einem Ladeluftkühler an die Kühlflüssigkeit abgegeben und einen weiteren Wärmeübertrager Wärme von der Kühlflüssigkeit an die Umgebung des Kraftfahrzeuges abgegeben. Dabei ist der Kältemittelkondensator als flüssigkeitsgekühlter Kältemittelkondensator in dem Niedertemperaturkreislauf integriert, so dass an dem Kältemittelkondensator Wärme von dem Kältemittel an die Kühlflüssigkeit des Niedertemperaturkühlkreislaufes abgegeben wird. Der Kältemittelkondensator weist dabei eine Überhitzungsstrecke und eine Kondensationsstrecke auf. Fluidleitend innerhalb des Kältekreises ist nach dem Austreten des Kältemittels aus dem Kältemittelkondensator ein Sammler 1 angeordnet.
  • In den 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Sammlers 1 dargestellt. Der Sammler 1 weist einen Sammelbehälter 3 als Innenbehälter auf, welcher einen Sammelraum 2 für das Kältemittel fluiddicht einschließt. Konzentrisch zu dem Sammelbehälter 3 ist der Sammelbehälter 3 innerhalb eines Außenbehälters 10 angeordnet. Dabei ist der Sammelbehälter 3 fluiddicht von einem Sammelbehälterdeckel 20 verschlossen und der Außenbehälter 10 fluiddicht von einem Außenbehälterdeckel 21 verschlossen. Zwischen dem Außenbehälter 10 und dem Sammelbehälter 3 bildet sich somit ein Zwischenraum 16, der teilweise auch als ein Ringraum 17 ausgebildet ist. Das Kältemittel strömt durch eine Einlassöffnung 5 an einem Einlassrohr 4 in den Sammelraum 2 ein. Ein Ende 6 des Einlassrohres 4 ist dabei dahingehend innerhalb des Sammelraumes 2 angeordnet, dass das Ende 6 des Einlassrohres 4 in sämtlichen Betriebszuständen unterhalb eines Flüssigkeitspegels 9 des Kältemittels innerhalb des Sammelraumes 2 liegt. Das Einlassrohr 4 durchstößt dabei den Außenbehälterdeckel 21 an einer entsprechenden Öffnung des Außenbehälterdeckels 21. Durch eine sehr tief liegende Auslassöffnung 7 an dem Sammelbehälter 3 verlässt das flüssige Kältemittel den Sammelraum 2 und wird in eine Kältemittelkühlleitung 18 eingeleitet, welche beispielsweise in der Form einer Wendel 19 spiralförmig in dem Ringraum 17 angeordnet ist. Nach dem Durchströmen des Kältemittels durch die Kältemittelkühlleitung 18 strömt das Kältemittel an einem Auslassrohr 8 wieder aus dem Sammler 1 aus und wird innerhalb des Kältekreises weitergeleitet.
  • Die Kühlflüssigkeit des Niedertemperaturkühlkreislaufes wird durch eine Fluideinlassöffnung 12 an einem Fluideinlassstutzen 13 in den Zwischenraum 16 eingeleitet und durch eine Fluidauslassöffnung 14 an einem Fluidauslassstutzen 15 wieder aus dem Zwischenraum 16 ausgeleitet. Dabei ist der Fluideinlassstutzen 13 in den Außenbehälterdeckel 21 integriert und der Fluidauslassstutzen 15 in eine Bodenwandung des Außenbehälters 10. Zwischen dem Außenbehälter 10 und dem Sammelbehälter 3 ist ferner ein Distanzstück 11 angeordnet. Das Auslassrohr 8 für das Kältemittel ist in den Außenbehälterdeckel 21 integriert. Der Zwischenraum 16 ist dabei fluiddicht bezüglich der Umgebung abgedichtet, so dass die Kühlflüssigkeit flüssigkeitsdicht durch den Zwischenraum 16 geleitet werden kann. Die Wärmeübertragung von dem Kältemittel auf die Kühlflüssigkeit erfolgt dabei nach dem Gegenstromprinzip, weil die Kühlflüssigkeit durch den Zwischenraum 16 in einer entgegengesetzten Richtung strömt wie das Kältemittel durch die Kältemittelkühlleitung 18 innerhalb des Ringraumes 17 bzw. des Zwischenraumes 16.
  • In dem Sammelraum 2 kann somit von dem Kältemittel auf die Kühlflüssigkeit Wärme übertragen werden und der Sammler 1 stellt damit nicht nur einen Sammelbehälter 3 sondern auch eine Unterkühlstrecke zur Kühlung des Kältemittels zur Verfügung. Dabei wird das Kältemittel nicht nur in der Kältemittelkühlleitung 18 sondern auch bereits bei der Bevorratung bzw. dem Durchfließen durch den Sammelraum 2 unterkühlt, weil der Sammelbehälter 3 von Kühlflüssigkeit umströmt ist.
  • Der Sammelbehälter 2 und der Außenbehälter 10 sind vorzugsweise separate Bauteile, beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt. Zwischen dem Sammelbehälter 3 und dem Außenbehälter 10 ist das Distanzstück 11 erforderlich, damit die Kühlflüssigkeit an der Bodenwandung des Außenbehälters 10 durch den Fluidauslassstutzen 15 ausströmen kann. Die Kältemittelkühlleitung 18 ist dabei vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Zur Fixierung bzw. Befestigung des Sammlers 1 innerhalb des Kraftfahrzeuges ist der Sammler 1 mit einem nicht dargestellten Halter bzw. Flansch versehen. Der Sammler 1 kann dabei unabhängig von der Position des Kältemittelkondensators mit der Überhitzungsstrecke und der Kondensationsstrecke innerhalb des Kraftfahrzeuges befestigt werden. Dabei kann der Sammler 1 unmittelbar im Bereich des Kältemittelkondensators oder an diesem befestigt werden oder in einer entsprechenden Entfernung, indem das Einlassrohr 4 als Kältemittelleitung entsprechend zu dem Kältemittelkondensator geführt ist.
  • Der Sammelraum 2 weist ein Volumen im Bereich von 30 bis 300 cm3, vorzugsweise ein Volumen im Bereich von 50 bis 200 cm3 auf. Der Außenbehälter hat einen Außendurchmesser im Bereich von 40 bis 400 mm, insbesondere im Bereich zwischen 40 und 200 mm. Die Länge des Außenbehälters 10 liegt zwischen 50 und 600 mm, insbesondere zwischen 100 und 500 mm. Die Dicke der Wandungen des Sammelbehälters 2 und des Außenbehälters 10 liegen im Bereich zwischen 0,2 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 mm. Der gewickelte Durchmesser der Kältemittelkühlleitung 18 liegt im Bereich zwischen 35 und 390 mm, insbesondere zwischen 40 und 200 mm. Die Steigung der Kältemittelkühlleitung 18 im Bereich der Wendel 19 im Bereich von 3 bis 150 mm, insbesondere im Bereich von 10 bis 100 mm. Dabei hat die Kältemittelkühlleitung, insbesondere die Wendel 19, eine Länge zwischen 100 und 20.000 mm, insbesondere zwischen 150 und 10.000 mm.
  • In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Sammlers 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 beschrieben. Der Fluidauslassstutzen 15 mit der Fluidauslassöffnung 14 ist dabei nicht an der Bodenwandung des Außenbehälters 10, sondern an einer seitlichen Mantelwandung des Außenbehälters 10 angeordnet. Dadurch kann auf das Distanzstück 11 zwischen dem Sammelbehälter 3 und dem Außenbehälter 10 verzichtet werden. Das Kältemittel strömt in analoger Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel durch eine nicht in 5 dargestellte Auslassöffnung 7 an einer besonders niedrigen Stelle innerhalb des Sammelraumes 2 in die Kältemittelkühlleitung 18 ein und aufgrund der tiefen Ausrichtung der Auslassöffnung 7 unterhalb des Flüssigkeitspegels 9 gelangt ausschließlich flüssiges Kältemittel in die Kältemittelkühlleitung 18.
  • In 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Sammlers 1 stark vereinfacht dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 beschrieben. Der Sammelbehälter 3 und der Außenbehälter 10 sind teilweise einteilig ausgebildet. Dabei ist in 6 das Einlassrohr 4 und das Auslassrohr 8 sowie der Fluideinlassstutzen 13 und der Fluidauslassstutzen 15 nicht dargestellt. Dieses einteilige Bauteil des Sammelbehälters 3 und des Außenbehälters 10 wird beispielsweise mit Rückwärtsfließpressen hergestellt. Nach dem Einbringen eines nicht darstellten Trockners und Filters in den Sammelraum 2 wird der Sammelbehälter 3 mit dem Sammelbehälterdeckel 20 verschlossen. Eine Auslassöffnung 7 für das Kältemittel ist dabei an dem Sammelbehälterdeckel 20 angeordnet und durch eine nicht dargestellte Kältemittelkühlleitung 18 wird das aus der Auslassöffnung 7 an dem Sammelbehälterdeckel 20 austretende Kältemittel der dargestellten Wendel 19 der Kältemittelkühlleitung 18 zugeführt. Nach der Montage der Wendel 19 in dem Zwischenraum 16 wird der Außenbehälter 10 mit dem Außenbehälterdeckel 21, z. B. als Napf ausgebildet, fluiddicht verschlossen, z. B. mit einem Schweiß- oder Klebeprozess.
  • Alternativ kann das Einlassrohr von unten eingeführt werden in den Sammelbehälter oder die Einströmung über einen Flansch erfolgen.
  • Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage wesentliche Vorteile verbunden. Der Kältemittelkondensator des Kältekreises wird mit Kühlflüssigkeit eines Niedertemperaturkühlkreislaufes gekühlt. Dabei weist der Sammler 1 neben dem Sammelbehälter 3 auch eine Unterkühlstrecke zur Kühlung des Kältemittels unterhalb des Siedepunktes des Kältemittels auf. Dadurch kann der Kältemittelkondensator mit der Überhitzungsstrecke und der Kondensationsstrecke kleiner und kompakter aufgebaut werden und der Sammler 1 mit der integrierten Unterkühlstrecke kann unabhängig von der Position des Kältemittelkondensators an einem günstigen Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeuges fixiert bzw. befestigt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Sammler
    2
    Sammelraum
    3
    Sammelbehälter
    4
    Einlassrohr
    5
    Einlassöffnung
    6
    Ende des Einlassrohres
    7
    Auslassöffnung
    8
    Auslassrohr
    9
    Flüssigkeitspegel
    10
    Außenbehälter
    11
    Distanzstück
    12
    Fluideinlassöffnung
    13
    Fluideinlassstutzen
    14
    Fluidauslassöffnung
    15
    Fluidauslassstutzen
    16
    Zwischenraum
    17
    Ringraum
    18
    Kältemittelkühlleitung
    19
    Wendel
    20
    Sammelbehälterdeckel
    21
    Außenbehälterdeckel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2004/042293 A1 [0004]
    • EP 2136160 A2 [0005]

Claims (10)

  1. Sammler (1) für einen Kältekreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – einen einen Sammelraum (2) für das Kältemittel einschließenden Sammelbehälter (3), – ein Einlassrohr (4) mit einer Einlassöffnung (5), welches innerhalb des Sammelraumes (2) endet, – eine Auslassöffnung (7) zum Ausleiten des flüssigen Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) von einem Außenbehälter (10) umschlossen ist, so dass ein Zwischenraum (16) zwischen dem Sammelbehälter (3) und dem Außenbehälter (10) vorhanden ist und der Außenbehälter (10) mit einer Fluideinlassöffnung (12) und einer Fluidauslassöffnung (14) versehen ist zum Durchleiten eines Kühlfluides durch den Zwischenraum (16) zur Kühlung des Kältemittels in dem Sammelraum (2).
  2. Sammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) und der Außenbehälter (10) zylinderförmig ausgebildet sind und vorzugsweise der Außenbehälter (10) konzentrisch zu dem Sammelbehälter (3) ausgerichtet ist und/oder der Zwischenraum (16) als ein Ringraum (17) ausgebildet ist.
  3. Sammler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zwischenraumes (16) eine Kältemittelkühlleitung (18) angeordnet ist zur Kühlung des durch die Kältemittelkühlleitung (18) geleiteten Kältemittels mit dem Kühlfluid als Unterkühlstrecke und die Auslassöffnung (7) in dem Sammelbehälter (3) in die Kältemittelkühlleitung (18) mündet.
  4. Sammler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelkühlleitung (18) durch den Außenbehälter (10) geführt ist und die Auslassöffnung (7) zum Ausleiten des flüssigen Kältemittels bildet.
  5. Sammler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) und der Außenbehälter (10) teilweise einteilig ausgebildet sind und vorzugsweise der Sammelbehälter (3) von einem Sammelbehälterdeckel (20) verschlossen ist und der Außenbehälter (10) von einem Außenbehälterdeckel (21) verschlossen ist.
  6. Sammler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sammler (1), insbesondere in den Sammelraum (2), ein Trockner zum Trocknen des Kältemittels und/oder ein Filter zum Filtern des Kältemittels eingebaut ist.
  7. Sammler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) und/oder der Außenbehälter (10) und/oder die Kältemittelkühlleitung (18) und/oder das Einlassrohr (4) und/oder das Auslassrohr (8) und/oder ein Fluideinlassstutzen (13) und/oder ein Fluidauslassstutzten (15) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium und/oder Stahl, oder aus Kunststoff besteht.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit den Schritten: – Leiten von Kältemittel durch Leitungen eines Kältemittelkreislaufes, – Verdichten des gasförmigen Kältemittels in einem Verdichter, so dass der Druck des gasförmigen Kältemittels erhöht wird, – Kühlen und Kondensieren des gasförmigen Kältemittels in einem Kältemittelkondensator, – Leiten des kondensierten Kältemittels nach dem Ausleiten aus dem Kältemittelkondensator zu einem Sammler (1), – Expandieren des flüssigen Kältemittels an einem Expansionsorgan, so dass der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert wird, – Erwärmen und Verdampfen des Kältemittels in einem Verdampfer, – Leiten des aus dem Verdampfer austretenden gasförmigen Kältemittels zu dem Verdichter, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in dem Sammler (1) mit einer Kühlflüssigkeit gekühlt, insbesondere unterkühlt, wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in einem Sammelraum (2) innerhalb eines Sammelbehälter (3) gekühlt wird, indem der Sammelbehälter (3) von Kühlflüssigkeit umströmt wird und/oder das Kältemittel durch eine in den Sammler (1) integrierte Kältemittelkühlleitung (18) geleitet wird, vorzugsweise das Kältemittel nach dem Ausleiten aus dem Sammelraum (2) in die Kältemittelkühlleitung (18) eingeleitet wird, und die Kältemittelkühlleitung (18) von Kühlflüssigkeit umströmt wird und/oder der Sammler (1) als ein Sammler (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist und/oder die Kühlflüssigkeit durch einen Niedertemperaturkühlkreislauf geleitet wird zur Kühlung von verdichteter Ladeluft für einen Verbrennungsmotor und mit einem Wärmeübertrager Wärme von der Kühlflüssigkeit an die Umgebungsluft abgegeben wird.
  10. Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – einen Kältekreis mit einem Verdichter, einem Kältemittelkondensator, einem mit Kühlflüssigkeit flüssigkeitsgekühlten Sammler (1) für das Kältemittel, einen Kältemittelverdampfer zum Kühlen der einem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft, ein Expansionsorgan, – vorzugsweise ein Gebläse, – vorzugsweise ein Gehäuse zur Aufnahme des Gebläses und des Kältemittelverdampfers, – vorzugsweise wenigstens einen Luftkanal, – vorzugsweise wenigstens eine Luftleiteinrichtung, z. B. eine Luftklappe oder ein Rollband, – vorzugsweise eine Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist und/oder von der Kraftfahrzeugklimaanlage ein Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 ausführbar ist.
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CN114562834A (zh) * 2014-07-16 2022-05-31 法雷奥热系统公司 适用于空调回路中、更特别地适用于汽车的空调回路中的冷凝器接收器

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