DE102011007701A1

DE102011007701A1 - Kältemittelkondensatorbaugruppe

Info

Publication number: DE102011007701A1
Application number: DE102011007701A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hofmann Herbert; Dipl.-Ing. Kaspar Martin; Christoph Walter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-10-25
Also published as: WO2012143429A1; EP2699865A1

Abstract

Eine Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Sammelbehälter (2) mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Kältemittels in den Sammelbehälter (2) und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Sammelbehälter (2), einen kühlmittelgekühlten Kondensationswärmeübertrager (4) in Stapelscheibenbauweise zum Kondensieren des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, vorzugsweise einen kühlmittelgekühlten Unterkühlwärmeübertrager (5) in Stapelscheibenbauweise zum Unterkühlen des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, soll wenig Bauraum benötigen und leicht an unterschiedliche geometrische Anforderungen des zur Verfügung stehenden Bauraumes angepasst werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind und/oder die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und/oder die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Mittelachse (3) des Sammelbehälters (2) ausgerichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaltemittelkondensatorbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Kaltemittelkondensatorbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
In Kältemittelkondensatorbaugruppen für eine Kraftfahrzeugklimaanlage wird dampfförmiges Kältemittel in einen flüssigen Aggregatzustand übergeführt und anschließend das flüssige Kältemittel weiter in einem Unterkühlungsbereich „unterkühlt”. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe bildet einen Teil eines Kältekreises einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Verdampfer, einem Expansionsorgan und einem Verdichter. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe umfasst dabei im Allgemeinen zwei getrennte Wärmeübertrager als Kondensationswärmeübertrager und Unterkühlwärmeübertrager, die von einem Kühlmittel, insbesondere Wasser, gekühlt sind. Der Sammelbehälter hat die Aufgabe, nach der Kondensation des Kältemittels im Kondensationswärmeübertrager und der vorherigen Abkühlung im Überhitzungsbereich des Kondensationswärmeübertragers noch vorhandene gasförmige Kältemittelanteile abzuscheiden und sicherzustellen, dass nur flüssiges Kältemittel nach dem Austreten aus dem Sammelbehälter in den hydraulisch dem Sammelbehälter nachgeschalteten Unterkühlwärmeübertrager zugeführt wird.
Der in Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehende Bauraum zur Befestigung der Kältemittelkondensatorbaugruppe ist begrenzt und weist in Abhängigkeit von unterschiedlichen Fahrzeugtypen verschiedene Formen auf. Die zur Verfügung stehenden Kältemittelkondensatorbaugruppen können nicht oder nur mit einem erheblichen technischen Aufwand und damit verbundenen hohen Kosten an unterschiedliche Formen des zur Verfügung stehenden Bauraumes angepasst werden.
Die WO 2009/065812 A1 zeigt eine Kältemittelkondensatorbaugruppe mit einem Sammelbehälter, einem Kondensationswärmeübertrager und einem Unterkühlwärmeübertrager. Der Sammelbehälter ist zwischen dem Kondensationswärmeübertrager und dem Unterkühlwärmeübertrager angeordnet und eine Mittelachse des Sammelbehälters ist im Wesentlichen parallel zu den Stapelscheiben des Kondensations- und Unterkühlwärmeübertragers ausgerichtet.
Die EP 1 992 891 A1 zeigt ebenfalls eine Kältemittelkondensatorbaugruppe mit einem Kondensationswärmeübertrager, einem Unterkühlwärmeübertrager und einem Sammelbehälter. Der Sammelbehälter ist ebenfalls zwischen dem Kondensationswärmeübertrager und dem Unterkühlwärmeübertrager angeordnet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Kältemittelkondensatorbaugruppe, ein Verfahren zur Herstellung einer Kältemittelkondensatorbaugruppe und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, die wenig Bauraum benötigt und leicht an unterschiedliche geometrische Anforderungen des zur Verfügung stehenden Bauraumes angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kältemittelkondensatorbaugruppe für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Sammelbehälter mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Kältemittels in den Sammelbehälter und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Sammelbehälter, einen kühlmittelgekühlten Kondensationswärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise zum Kondensieren des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, vorzugsweise einen kühlmittelgekühlten Unterkühlwärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise zum Unterkühlen des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, wobei die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind und/oder die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und/oder die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Mittelachse des Sammelbehälters ausgerichtet sind.
Der Kondensationswärmeübertrager und der Unterkühlwärmeübertrager sind in Stapelscheibenbauweise ausgebildet, d. h. eine Vielzahl von Scheiben sind übereinander im Wesentlichen parallel in dem Kondensationswärmeübertrager und dem Unterkühlwärmeübertrager angeordnet. Zwischen diesen Scheiben bildet sich der erste und zweite Fluidkanal aus. Die Scheiben bzw. Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und des Unterkühlwärmeübertragers sind im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet, d. h. mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20°, 10° oder 5° in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet. Dies gilt analog auch für die Ausrichtung der Mittelachse des Sammelbehälters bzw. der Längsachse des Sammelbehälters zu den Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und/oder des Unterkühlwärmeübertragers. Eine von den Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertrages aufgespannte Ebene ist somit im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer von den Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers aufgespannten Ebene ausgerichtet. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe kann dadurch besonders einfach an unterschiedliche geometrische Formen des zur Verfügung stehenden Bauraumes für die Kältemittelkondensatorbaugruppe in einem Kraftfahrzeug angepasst werden. Das Kühlmittel zum Kühlen des Kältemittels ist beispielsweise Wasser mit Frostschutzmittel, welches auch zur Kühlung eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges dient.
Insbesondere ist der Kondensationswärmeübertrager durch eine erste Rohrleitung mit dem Sammelbehälter fluidleitend verbunden, so dass das Kältemittel von der Auslassöffnung des Kondensationswärmeübertragers durch die erste Rohrleitung in den Sammelbehälter einleitbar ist und/oder der Sammelbehälter ist durch eine zweite Rohrleitung mit dem Unterkühlwärmeübertrager fluidleitend verbunden, so dass das Kältemittel von der Auslassöffnung des Sammelbehälters durch die zweite Rohrleitung in den Unterkühlwärmeübertrager leitbar ist. Die erste und/oder zweite Rohrleitung weist eine unterschiedliche geometrische Form bei unterschiedlichen Kältemittelkondensatorbaugruppen auf. Dadurch kann die Ausrichtung des Sammelbehälters des Kondensationswärmeübertragers und vorzugsweise des Unterkühlwärmeübertragers unterschiedlich zueinander ausgerichtet werden, so dass dadurch eine besonders einfache und flexible Anpassung an den zur Verfügung stehenden Bauraum für die Kältemittelkondensatorbaugruppe möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung sind der Kondensationswärmeübertrager, der Sammelbehälter und vorzugsweise der Unterkühlwärmeübertrager mit einer Fixierungseinrichtung befestigt. Zweckmäßig können mit der Fixierungseinrichtung auch der Sammelbehälter, der Kondensationswärmeübertrager und der Unterkühlwärmeübertrager in einer unterschiedlichen geometrischen Ausrichtung zueinander mit der gleichen oder einer nur geringfügigen veränderten Fixierungseinrichtung befestigt werden oder sind befestigbar.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Fixierungseinrichtung ein Rahmen, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff.
Vorzugsweise ist der Rahmen mehrteilig, insbesondere zweiteilig, und die Rahmenteile sind mit einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere Rast- oder Clipsverbindung, miteinander verbunden.
In einer Variante ist die erste und/oder zweite Rohrleitung in die Fixierungseinrichtung integriert. Die Fixierungsrichtung, z. B. ein Rahmen oder ein Flansch, weist dabei im Rahmen oder Flansch die erste und/oder zweite Rohrleitung auf. Dadurch ist es nicht erforderlich, die erste und/oder zweite Rohrleitung als gesondertes Bauteil zur Verfügung zu stellen, sondern diese Funktion kann von der Fixierungseinrichtung mit übernommen werden. Beispielsweise ist die Fixierungseinrichtung ein Flansch und zwischen zwei Platten eines Flansches ist wenigstens ein Kanal als erste und/oder zweite Rohrleitung ausgebildet zum Durchleiten des Kältemittels.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Kältemittelkondensatorbaugruppe, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Kältemittelkondensatorbaugruppe, mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines Sammelbehälters mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Kältemittels in den Sammelbehälter und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Sammelbehälter, zur Verfügung stellen eines kühlmittelgekühlten Kondensationswärmeübertragers, vorzugsweise in Stapelscheibenbauweise, zum Kondensieren des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, vorzugsweise zur Verfügung stellen eines kühlmittelgekühlten Unterkühlwärmeübertragers, vorzugsweise in Stapelscheibenbauweise, zum Unterkühlen des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, Verbinden des Sammelbehälters, des Kondensationswärmeübertragers und vorzugsweise des Unterkühlwärmeübertragers zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe, wobei unterschiedliche Sammelbehälter und/oder unterschiedliche Kondensationswärmeübertrager und/oder unterschiedliche Unterkühlwärmeübertrager zur Verfügung gestellt werden und zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe verbunden werden, so dass in Modulbauweise unterschiedliche Kältemittelkondensatorbaugruppen aufgrund unterschiedlicher Sammelbehälter und/oder unterschiedlicher Kondensationswärmeübertrager und/oder unterschiedlicher Unterkühlwärmeübertrager hergestellt werden und/oder unterschiedliche oder identische Sammelbehälter und/oder unterschiedliche oder identische Kondensationswärmeübertrager und/oder unterschiedliche oder identische Unterkühlwärmeübertrager zur Verfügung gestellt werden und in einer unterschiedlichen geometrischen Ausrichtung zueinander zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe verbunden werden, so dass in Modulbauweise unterschiedliche Kältemittelkondensatorbaugruppen hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die unterschiedlichen Sammelbehälter und/oder unterschiedlichen Kondensationswärmeübertrager und/oder unterschiedlichen Unterkühlwärmeübertrager eine unterschiedliche Geometrie und/oder ein unterschiedliches Volumen auf und/oder die Länge des ersten und/oder zweiten Fluidkanales des Kondensationswärmeübertragers und/oder des Unterkühlwärmeübertrager sind unterschiedlich und/oder der Sammelbehälter und/oder der Kondensationswärmeübertrager und/oder der Unterkühlwärmeübertrager werden mechanisch und fluidleitend miteinander verbunden, insbesondere mit einer Fixierungseinrichtung, z. B. einem Rahmen, mechanisch miteinander verbunden und werden mit einer ersten und zweiten Rohrleitung fluidleitend miteinander verbunden.
Insbesondere werden der Kondensationswärmeübertrager und der Unterkühlwärmeübertrager dahingehend verbunden, dass die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind und/oder die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers und/oder die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers werden beim Verbinden im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Mittelachse des Sammelbehälters ausgerichtet.
Zweckmäßig ist in dem Sammelbehälter Trocknungsmittel, insbesondere Trocknergranulat, angeordnet.
Vorzugsweise ist die Ausdehnung des Sammelbehälters senkrecht zu der Mittelachse minimal.
Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend eine Kältemittelkondensatorbaugruppe, einen Verdampfer, einen Verdichter, vorzugsweise ein Gebläse, vorzugsweise ein Gehäuse zur Aufnahme des Gebläses und des Verdampfers, vorzugsweise eine Heizeinrichtung, wobei die Kältemittelkondensatorbaugruppe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Kältemittelkondensatorbaugruppe ausgebildet ist.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das Kältemittel HFO 1234yf oder R134a.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer Kaltemittelkondensatorbaugruppe in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine perspektivische Ansicht der Kältemittelkondensatorbaugruppe in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 eine perspektivische Ansicht der Kältemittelkondensatorbaugruppe in einem dritten Ausführungsbeispiel,
4 eine perspektivische Ansicht der Kältemittelkondensatorbaugruppe mit einem Rahmen als Fixierungseinrichtung vor einem Verbinden zweier Rahmenteile,
5 die Kältemittelkondensatorbaugruppe mit dem Rahmen gemäß 4 nach dem Verbinden der zwei Rahmenteile,
6 eine perspektivische Ansicht eines Kondensationswärmeübertragers und eines Unterkühlwärmeübertragers vor dem Verbinden mit eine Flanschverbindung und
7 eine perspektivische Ansicht des Kondensationswärmeübertragers und des Unterkühlwärmeübertragers gemäß 6 nach dem Verbinden mit der Flanschverbindung.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 dargestellt. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 dient zum Kondensieren von Kältemitteln eines nicht dargestellten Kältekreises der Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Verdampfer, einem Verdichter und einem Expansionsorgan. In der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 mit einem Kondensationswärmeübertrager 4 und einem Unterkühlwärmeübertrager 5 wird das Kältemittel von Kühlmittel gekühlt und kondensiert. Das Kühlmittel ist dabei Wasser mit Frostschutzmittel aus einem Kühlmittelkreislauf eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges. Hydraulisch zwischen dem Kondensationswärmeübertrager 4 und dem Unterkühlwärmeübertrager 5 ist ein Sammelbehälter 2 angeordnet. Der Sammelbehälter 2 mit einer Mittelachse 3 bzw. einer Längsache 3 dient dazu, dass nach einem Abkühlen und Kondensieren des Kältemittels in dem Kondensationswärmeübertrager 4 noch vorhandene gasförmige Kältemittelanteile abgeschieden werden vor der Zuführung des Kältemittels in den Unterkühlwärmeübertrager 5.
Der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5 sind in Stapelscheibenbauweise ausgeführt, d. h. eine Vielzahl von Stapelscheiben 6 sind im Wesentlichen parallel übereinander angeordnet. Die Stapelscheiben 6 spannen dabei aufgrund ihrer Geometrie eine nicht dargestellte fiktive Ebene auf und diese fiktiven Ebenen der Stapelscheiben 6 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Zwischen den Stapelscheiben 6 ist abwechselnd ein erster Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und ein zweiter Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels vorhanden (nicht dargestellt). An dem Kondensationswärmeübertrager 4 wird durch ein Einlassrohr 7 für Kältemittel das Kältemittel in den Kondensationswärmeübertrager 4 eingeleitet und durch ein Auslassrohr 8 für das Kältemittel aus dem Kondensationswärmeübertrager 4 ausgeleitet. Das Auslassrohr 8 stellt dabei auch eine erste Rohrleitung 15 dar zum Leiten des Kältemittels von dem Kondensationswärmeübertrager 4 zu dem Sammelbehälter 2. Ferner sind am dem Kondensationswärmeübertrager 4 ein Einlassrohr 9 zum Einleiten des Kühlmittels und ein Auslassrohr 10 zum Ausleiten des Kühlmittels aus dem Kondensationswärmeübertrager 4 vorhanden. In analoger Weise weist der Unterkühlwärmeübertrager 5, im welchen das Kältemittel unterhalb der Siedetemperatur des Kältemittels abgekühlt wird, ein Einlassrohr 11 zum Einleiten des Kältemittels und ein Auslassrohr 12 zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Unterkühlwärmeübertrager 5 auf. Das Einlassrohr 11 stellt dabei auch eine zweite Rohrleitung 16 zur hydraulischen Verbindung des Sammelbehälters 2 mit dem Unterkühlwärmeübertrager 5 dar, d. h. durch die zweite Rohrleitung 16 wird das Kältemittel von dem Sammelbehälter 2 in den Unterkühlwärmeübertrager 5 geleitet.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 im Wesentlichen senkrecht zu den Stapelscheiben 6 des Unterkühlwärmeübertragers 5 ausgerichtet. Damit sind die von den Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 aufgespannten fiktiven Ebenen im Wesentlichen senkrecht zu den von den Stapelscheiben 6 des Unterkühlwärmeübertragers 5 aufgespannten fiktiven Ebenen ausgerichtet. Die Mittelachse 3 bzw. Längsachse 3 des Sammelbehälters 2 ist parallel zu den Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 und senkrecht zu den Stapelscheiben 6 des Unterkühlwärmeübertragers 5 ausgerichtet. Vorzugsweise weist der Sammelbehälter 2 in Richtung der Mittelachse 3 eine wesentlich größere Ausdehnung auf als senkrecht zu der Mittelachse 3. Vorzugsweise ist somit senkrecht zu der Mittelachse 3 die Ausdehnung des Sammelbehälters 2 minimal.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Die Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 und des Unterkühlwärmeübertragers 5 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Mittelachse 3 des Sammelbehälters 2 ist senkrecht zu den Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 und des Unterkühlwärmeübertragers 5 ausgerichtet.
In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 dargestellt. Die Mittelachse 3 des Sammelbehälters 2 ist im Wesentlichen parallel zu den Stapelscheiben 6 bzw. einer von den Stapelscheiben 6 aufgespannten fiktiven Ebene des Kondensationswärmeübertragers 4 und des Unterkühlwärmeübertragers 5 ausgerichtet. Die Stapelscheiben 6 des Unterkühlwärmeübertragers 5 sind senkrecht zu den Stapelscheiben 6 des Kondensationswärmeübertragers 4 ausgerichtet. Die thermischen Komponenten der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1, nämlich der Sammelbehälter 2, der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5, können in einer unterschiedlichen geometrischen Anordnung zueinander mechanisch und hydraulisch verbunden werden zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 an den zur Verfügung stehenden Bauraum innerhalb eines Kraftfahrzeuges besonders flexibel angepasst werden kann. Dabei sind beispielsweise der Sammelbehälter 2, der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5 identisch ausgebildet und lediglich durch die unterschiedliche geometrische Ausrichtung der thermischen Komponenten zueinander kann ein flexible Anpassung an den zur Verfügung stehenden Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeuges erreicht werden.
In 4 und 5 ist die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 mit einer Fixierungseinrichtung 17 dargestellt. Die Fixierungseinrichtung 17 ist ein Rahmen 18 mit zwei Rahmenteilen 19. An den beiden Rahmenteilen 19 sind zwei Fixierungsarme vorhanden und am Ende dieser Fixierungsarme sind Rastnasen 22 vorhanden. Zum Verbinden der beiden Rahmenteile 19 sind diese Rastnasen 22 in entsprechend komplementär ausgebildete Rastöffnungen 21 an dem jeweils anderen Rahmenteil 19 einzuführen, so dass dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Rahmenteilen 19 herstellbar ist. Dadurch entsteht nach der Einführung der Rastnasen 22 in die Rastöffnungen 21 eine Rastverbindung 20 zwischen den beiden Rahmenteilen 19. Die Geometrie der beiden Rahmenteile 19 ist dabei dahingehend ausgebildet, dass der Sammelbehälter 2, der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5 an den beiden Rahmenteilen 19 bzw. dem Rahmen 18 formschlüssig befestigt ist. Mittels Bohrungen in einem der beiden Rahmenteile 19 kann dadurch die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 mit der Fixierungseinrichtung 17 als Rahmen 18 an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt werden.
In 6 und 7 sind der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5 dargestellt. Am Kondensationswärmeübertrager 4 und auch am Unterkühlwärmeübertrager 5 sind jeweils Flansche 23 ausgebildet. Zur Verbindung des Kondensationswärmeübertragers 4 mit dem Unterkühlwärmeübertrager 5 sind die beiden Flansche 23 aufeinander zu legen (7) und durch entsprechende Bohrungen in den beiden aufeinandergelegten Flanschen 23 können mittels eines nicht dargestellter Verbindungselemente, z. B. einer Schraub- oder Nietverbindung, die beiden Flansche 23 zu einer Flanschverbindung 24 verbunden werden. Die Flansche 23 stellen somit ebenfalls die Fixierungseinrichtung 17 dar.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die thermischen Komponenten der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1, nämlich der Sammelbehälter 2 der Kondensationswärmeübertrager 4 und der Unterkühlwärmeübertrager 5, können mit einem geringen technischen Aufwand in einer unterschiedlichen geometrischen Ausrichtung zueinander zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 mechanisch und hydraulisch miteinander verbunden werden. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 an unterschiedlichen Geometrien des zur Verfügung stehenden Bauraumes innerhalb eines Kraftfahrzeuges für die Kältemittelkondensatorbaugruppe 1 anzupassen.
Bezugszeichenliste

1: Kältemittelkondensatorbaugruppe
2: Sammelbehälter
3: Mittelachse des Sammelbehälters
4: Kondensationswärmeübertrager
5: Unterkühlwärmeübertrager
6: Stapelscheiben
7: Einlassrohr für Kältemittel an dem Kondensationswärmeübertrager
8: Auslassrohr für das Kältemittel an dem Kondensationswärmeübertrager
9: Einlassrohr für das Kühlmittel an dem Kondensationswärmeübertrager
10: Auslassrohr für das Kühlmittel an dem Kondensationswärmeübertrager
11: Einlassrohr für Kältemittel an dem Unterkühlwärmeübertrager
12: Auslassrohr für das Kältemittel an dem Unterkühlwärmeübertrager
13: Einlassrohr für das Kühlmittel an dem Unterkühlwärmeübertrager
14: Auslassrohr für das Kältemittel an dem Unterkühlwärmeübertrager
15: Erste Rohrleitung
16: Zweite Rohrleitung
17: Fixierungseinrichtung
18: Rahmen
19: Rahmenteile
20: Rastverbindung
21: Rastöffnung
22: Rastnase
23: Flansch
24: Flanschverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/065812 A1 [0004]
EP 1992891 A1 [0005]

Claims

Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – einen Sammelbehälter (2) mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Kältemittels in den Sammelbehälter (2) und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Sammelbehälter (2), – einen kühlmittelgekühlten Kondensationswärmeübertrager (4) in Stapelscheibenbauweise zum Kondensieren des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, – vorzugsweise einen kühlmittelgekühlten Unterkühlwärmeübertrager (5) in Stapelscheibenbauweise zum Unterkühlen des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind und/oder die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und/oder die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Mittelachse (3) des Sammelbehälters (2) ausgerichtet sind.
Kältemittelkondensatorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationswärmeübertrager (4) durch eine erste Rohrleitung (15) mit dem Sammelbehälter (2) fluidleitend verbunden ist, so dass das Kältemittel von der Auslassöffnung des Kondensationswärmeübertragers (4) durch die erste Rohrleitung (15) in den Sammelbehälter (2) einleitbar ist und/oder der Sammelbehälter (2) durch eine zweite Rohrleitung (16) mit dem Unterkühlwärmeübertrager (5) fluidleitend verbunden ist, so dass das Kältemittel von der Auslassöffnung des Sammelbehälters (2) durch die zweite Rohrleitung (16) in den Unterkühlwärmeübertrager (5) leitbar ist.
Kältemittelkondensatorbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationswärmeübertrager (4), der Sammelbehälter (2) und vorzugsweise der Unterkühlwärmeübertrager (5) mit einer Fixierungseinrichtung (17) befestigt sind.
Kältemittelkondensatorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierungseinrichtung (17) ein Rahmen (18), vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, ist.
Kältemittelkondensatorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (18) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ist und die Rahmenteile (19) mit einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere Rast- oder Clipsverbindung (20), miteinander verbunden sind.
Kältemittelkondensatorbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Rohrleitung (15, 16) in die Fixierungseinrichtung (17) integriert ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kältemittelkondensatorbaugruppe (1), insbesondere einer Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – zur Verfügung stellen eines Sammelbehälters (2) mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Kältemittels in den Sammelbehälter (2) und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Kältemittels aus dem Sammelbehälter (2), – zur Verfügung stellen eines kühlmittelgekühlten Kondensationswärmeübertragers (4), vorzugsweise in Stapelscheibenbauweise, zum Kondensieren des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, – vorzugsweise zur Verfügung stellen eines kühlmittelgekühlten Unterkühlwärmeübertragers (5), vorzugsweise in Stapelscheibenbauweise, zum Unterkühlen des Kältemittels mit einem ersten Fluidkanal zum Durchleiten des Kältemittels und einem zweiten Fluidkanal zum Durchleiten des Kühlmittels und mit einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kältemittels und einer Ein- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten des Kühlmittels, – Verbinden des Sammelbehälters (2), des Kondensationswärmeübertragers (4) und vorzugsweise des Unterkühlwärmeübertragers (5) zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Sammelbehälter (2) und/oder unterschiedliche Kondensationswärmeübertrager (4) und/oder unterschiedliche Unterkühlwärmeübertrager (5) zur Verfügung gestellt werden und zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) verbunden werden, so dass in Modulbauweise unterschiedliche Kältemittelkondensatorbaugruppen (1) aufgrund unterschiedlicher Sammelbehälter (2) und/oder unterschiedlicher Kondensationswärmeübertrager (4) und/oder unterschiedlicher Unterkühlwärmeübertrager (5) hergestellt werden und/oder unterschiedliche oder identische Sammelbehälter (2) und/oder unterschiedliche oder identische Kondensationswärmeübertrager (4) und/oder unterschiedliche oder identische Unterkühlwärmeübertrager (5) zur Verfügung gestellt werden und in einer unterschiedlichen geometrischen Ausrichtung zueinander zu der Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) verbunden werden, so dass in Modulbauweise unterschiedliche Kältemittelkondensatorbaugruppen (1) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Sammelbehälter (2) und/oder unterschiedliche Kondensationswärmeübertrager (4) und/oder unterschiedliche Unterkühlwärmeübertrager (5) eine unterschiedliche Geometrie und/oder ein unterschiedliches Volumen aufweisen und/oder die Länge des ersten und/oder zweiten Fluidkanales des Kondensationswärmeübertragers (4) und/oder des Unterkühlwärmeübertrager (5) unterschiedlich sind und/oder der Sammelbehälter (2) und/oder der Kondensationswärmeübertrager (4) und/oder der Unterkühlwärmeübertrager (5) mechanisch und fluidleitend miteinander verbunden werden, insbesondere mit einer Fixierungseinrichtung (17), z. B. einem Rahmen (18), mechanisch miteinander verbunden werden und mit einer ersten und zweiten Rohrleitung (15, 16) fluidleitend miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationswärmeübertrager (4) und der Unterkühlwärmeübertrager (5) dahingehend verbunden werden, dass die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind und/oder die Stapelscheiben (6) des Kondensationswärmeübertragers (4) und/oder die Stapelscheiben (6) des Unterkühlwärmeübertragers (5) beim Verbinden im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Mittelachse (3) des Sammelbehälters (2) ausgerichtet werden.
Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – eine Kältemittelkondensatorbaugruppe (1), – einen Verdampfer, – einen Verdichter, – vorzugsweise ein Gebläse, – vorzugsweise ein Gehäuse zur Aufnahme des Gebläses und des Verdampfers, – vorzugsweise eine Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist und/oder die Kältemittelkondensatorbaugruppe (1) mit einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9 hergestellt ist.