DE102011078136A1

DE102011078136A1 - Kältemittelkondensatormodul

Info

Publication number: DE102011078136A1
Application number: DE102011078136A
Authority: DE
Inventors: Kurt Molt
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2012-12-27

Abstract

Kältemittelkondensatormodul (1) zur Kondensation von Kältemittel für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Wärmeübertrager (2) in Stapelscheibenbauweise, der in einen Kondensationswärmeübertrager (3) und in einen Unterkühlwärmeübertrager (4) unterteilt ist, mit einer Kältemitteleinlassöffnung (21), einer Kältemittelauslassöffnung, wenigstens einer Kühlmitteleinlassöffnung (23) und wenigstens einer Kühlmittelauslassöffnung (25), wobei der Wärmeübertrager (2) einen Kältemittelkanal und wenigstens einen Kühlmittelkanal aufweist zum Durchleiten von Kältemittel durch den Kältemittelkanal und von Kühlmittel durch den wenigstens einen Kühlmittelkanal zur Übertragung von Wärme von dem Kältemittel auf das Kühlmittel, einen Sammelbehälter (5) für das Kältemittel, einen ersten Kältemittelüberleitungskanal zum Leiten des Kältemittels von dem Kondensationswärmeübertrager (3) in den Sammelbehälter (5), einen zweiten Kältemittelüberleitungskanal zum Leiten des Kältemittels von dem Sammelbehälter (5) in den Unterkühlwärmeübertrager (4), wobei der Kondensationswärmeübertrager (3) von einem Verstärkungsboden (11) des Kondensationswärmeübertragers (3) und der Unterkühlwärmeübertrager (4) von einem Verstärkungsboden (12) des Unterkühlwärmeübertragers (4) begrenzt ist, der Verstärkungsboden (11) des Kondensationswärmeübertragers (3) und der Verstärkungsboden (12) des Unterkühlwärmeübertragers (4) mit einem Bord (13) versehen ist und zwischen den beiden Verstärkungsböden (11, 12) ein Zwischenraum (33) vorhanden ist und in dem Zwischenraum (33) der erste Kältemittelüberleitungskanal (27) und der zweite Kältemittelüberleitungskanal (28) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kältemittelkondensatormodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
In Kraftfahrzeugen werden Kraftfahrzeugklimaanlagen eingesetzt, um die einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu kühlen und/oder zu erwärmen. Hierzu weist die Kraftfahrzeugklimaanlage ein Kältemittelkondensatormodul mit einem Wärmeübertrager zur Kondensation des Kältemittels und einen Sammelbehälter auf sowie außerdem ein Expansionsorgan, einen Verdampfer und einen Verdichter zur Ausbildung eines Kältekreises. Der Wärmeübertrager des Kältemittelkondensatormoduls dient als Kondensator für das Kältemittel und in diesem Wärmeübertrager als Kondensator wird das Kältemittel verflüssigt. Dabei ist es bekannt, den Kondensator mittels der Umgebungsluft oder mit Hilfe von Flüssigkeit aus einem Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeuges zu kühlen. Bei einer Verwendung eines Kondensators am Kältemittelkondensatormodul, der flüssigkeits- bzw. wassergekühlt ist, wird somit die Kondensationswärme an das Kühlmittel als Wasser abgegeben.
Aus der FR 2 846 733 ist einen kühlmittelgekühlter Kondensator bekannt. Der Kondensator umfasst ein Kondensationsteil, einen Kältemittelsammler und ein Unterkühlten. Der Kältemittelsammler ist zwischen dem Kondensationsteil und dem Unterkühlten angeordnet und dadurch im Volumen begrenzt.
Die FR 2 943 774 zeigt ebenfalls einen kühlmittelgekühlten Kondensator, bei welchem ein Kältemittelsammler zwischen einem Kondensations- und Unterkühlteil angeordnet ist und mit Flanschverbindungen an diese beiden Bauteile angeschlossen ist. Ein kompakter und flexibler Aufbau des Kondensators ist damit nicht möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Kältemittelkondensatormodul und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, die einen kompakten Aufbau aufweist und im Betrieb auf Dauer zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kältemittelkondensatormodul zur Kondensation von Kältemittel für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend einen Wärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise, der in einen Kondensationswärmeübertrager und in einen Unterkühlwärmeübertrager unterteilt ist, mit einer Kältemitteleinlassöffnung, einer Kältemittelauslassöffnung, wenigstens einer einer Kühlmitteleinlassöffnung und wenigstens einer Kühlmittelauslassöffnung, wobei der Wärmeübertrager einen Kältemittelkanal und wenigstens einen Kühlmittelkanal aufweist zum Durchleiten von Kältemittel durch den Kältemittelkanal und von Kühlmittel durch den wenigstens einen Kühlmittelkanal zur Übertragung von Wärme von dem Kältemittel auf das Kühlmittel, einen Sammelbehälter für das Kältemittel, einen ersten Kältemittelüberleitungskanal zum Leiten des Kältemittels von dem Kondensationswärmeübertrager in den Sammelbehälter, einen zweiten Kältemittelüberleitungskanal zum Leiten des Kältemittels von dem Sammelbehälter in den Unterkühlwärmeübertrager, wobei der Kondensationswärmeübertrager von einem Verstärkungsboden des Kondensationswärmeübertragers und der Unterkühlwärmeübertrager von einem Verstärkungsboden des Unterkühlwärmeübertragers begrenzt ist, der Verstärkungsboden des Kondensationswärmeübertragers und der Verstärkungsboden des Unterkühlwärmeübertragers mit einem Bord versehen ist und zwischen den beiden Verstärkungsboden ein Zwischenraum vorhanden Ist und in dem Zwischenraum der erste Kältemittelüberleitungskanal und der zweite Kältemittelüberleitungskanal angeordnet sind.
Insbesondere ist bzw. sind der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal von zwei Platten begrenzt ist. Vorzugsweise werden somit keine gesonderten Leitungen bzw. Rohrleitungen für den ersten und/oder zweiten Kältemittelüberleitungskanal benötigt und der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal kann somit wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von den Stapelscheiben oder Platten des Wärmeübertragers in Stapelscheibenbauweise begrenzt bzw. gebildet sein. Dadurch ist der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal in besonders vorteilhafter Weise in die Stapelscheiben des Wärmeübertragers bzw. in den Wärmeübertrager integriert.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die zwei Platten eine Grundplatte des Kondensationswärmeübertragers und eine Grundplatte des Unterkühlwärmeübertragers und/oder die zwei Platten sind ein Verstärkungsboden des Kondensationswärmeübertragers und ein Verstärkungsboden des Unterkühlwärmeübertragers.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist zwischen den zwei Platten eine Distanzplatte angeordnet.
Vorzugsweise ist die Distanzplatte mit einem ersten und/oder zweiten Schlitz versehen, so dass der erste und/oder zweite Schlitz den ersten und/oder zweiten Kältemittelüberleitungskanal bildet. Die Distanzplatte weist einen ersten und/oder zweiten Schlitz auf und der Schlitz bildet somit wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, den ersten und/oder zweiten Kältemittelüberleitungskanal. Dabei bildet der erste Schlitz den ersten Kältemittelüberleitungskanal und der zweite Schlitz den zweiten Kältemittelüberleitungskanal. Der Schlitz ist dabei vorzugsweise vollständig senkrecht zu einer von der Distanzplatte aufgespannten Ebene vollständig durchgehend ausgebildet und zwei Platten an der Ober- und Unterseite der Distanzplatte begrenzen den Kältemittelüberleitungskanal an dem Schlitz.
In einer Variante ist die Distanzplatte nur teilweise in einem Zwischenraum zwischen den beiden Platten angeordnet, so dass in einem ersten Zwischenteilraum die Distanzplatte angeordnet ist und in einem zweiten Zwischenteilraum keine Distanzplatte angeordnet ist.
Zweckmäßig ist die Distanzplatte vollständig in den Zwischenraum zwischen den beiden Platten angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine der beiden Platten an dem zweiten Zwischenteilraum mit wenigstens einer Ausprägung, z. B. wenigstens einer Noppe, vorzugsweise mehreren Noppen, versehen und an der wenigstens einen Ausprägung liegen die beiden Platten aufeinander. Im Bereich des Zwischenraumes an dem die Distanzplatte nicht angeordnet ist, d. h. dem zweiten Zwischenteilraum, weisen die beiden Platten Ausprägungen auf, so dass dadurch in diesem zweiten Zwischenteilraum keine Distanzplatte erforderlich ist und trotzdem die beiden Platten im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Im Wesentlich parallel ausgerichtet bedeutet dabei, dass die Stapelscheiben oder Platten mit einer Abweichung von weniger als 20°, 10° 5°, 3° oder 2° parallel zueinander ausgerichtet sind.
Insbesondere weisen wenigstens eine der beiden Platten, vorzugsweise beide Platten, eine erste und/oder zweite Kanalausprägung auf und der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal sind von der ersten und/oder zweiten Kanalausprägung begrenzt. Die Kanalausprägung ist an einer oder vorzugsweise auch an beiden Platten ausgebildet und aufgrund einer fluiddichten Verlötung der beiden Platten bildet sich somit an der Kanalausprägung der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal aus. Dabei weist die Platte auch eine Ein- und Ausleitungsöffnung für den ersten Kältemittelüberleitungskanal und vorzugsweise eine Ein- und Ausleitungsöffnung für den zweiten Kältemittelüberleitungskanal auf.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die beiden Platten und vorzugsweise die Distanzplatte eine Auskragung bezüglich der übrigen Stapelscheiben auf und an der Auskragung ist bzw. sind der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal ausgebildet und/oder an der Auskragung ist der Sammelbehälter angeordnet oder befestigt und/oder der Sammelbehälter ist an wenigstens einer Stapelscheibe oder Platte, vorzugsweise Grundplatte, insbesondere im Bereich der Auskragung, mechanisch und/oder hydraulisch mit dem Wärmeübertrager verbunden und/oder die beiden Platten sind Stapelscheiben des Wärmeübertragers, insbesondere sind die beiden Platten zwischen den übrigen Stapelscheiben angeordnet und/oder innerhalb des Sammelbehälters ist hygroskopisches Material als Trockner und/oder ein Filter angeordnet und/oder das Kühlmittel ist eine Flüssigkeit.
In einer ergänzenden Ausführungsform sind die Stapelscheiben oder Patten des Wärmeübertragers miteinander verlötet.
In einer zusätzlichen Variante sind die Stapelscheiben oder Platten im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
In einer ergänzenden Ausführungsform bestehen die Stapelscheiben oder Platten wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium.
Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Kältemittelkondensatormodul, einem Expansionsventil, einem Verdampfer und einem Verdichter zur Ausbildung eines Kältekreises, wobei das Kältemittelkondensatormodul als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Kältemittelkondensatormodul ausgebildet ist.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kältemittelkondensatormodules, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Kältemittelkondensatormodules, mit den Schritten: Auflegen eines Abdeckbleches mit einem nach unten weisenden Bord auf eine Platte eines Lötgestelles, Auflegen weitere Stapelscheiben mit dem Bord nach unten auf das Abdeckblech, so dass die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertrager übereinander gestapelt werden, Auflegen einer Baugruppe, die Baugruppe umfassend unten einen Verstärkungsboden mit einem Bord nach unten des Unterkühlwärmeübertragers und oben einen Verstärkungsboden mit einem Bord nach oben des Kondensationswärmeübertragers, mit dem Verstärkungsboden mit dem Bord nach unten auf eine Stapelscheibe des Unterkühlwärmeübertragers, so dass der Verstärkungsbodens des Kondensationswärmeübertragers mit dem Bord nach oben liegt, Auflegen weitere Stapelscheiben mit dem Bord nach oben auf den Verstärkungsboden mit dem Bord nach oben, so dass die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers übereinander gestapelt werden.
Zweckmäßig wird auf die Stapelscheiben des Kondensationswärmeübertragers oben ein Abdeckblech mit einem Bord nach oben aufgelegt.
In einer weiteren Variante werden die aufeinander gestapelten Scheiben und/oder Stapelscheiben in einem Lötofen miteinander verlötet.
Vorzugsweise sind bzw. werden die Komponenten oder Teile der Baugruppe vor dem Auflegen auf den die Stapelscheiben des Unterkühlwärmeübertragers miteinander verbunden, z. B. stoffschlüssig, insbesondere mit Schweißen oder Kleben.
Zweckmäßig sind die Komponenten oder Teile des Kältemittelkondensatormodules mit Lot plattiert, so dass die Komponenten oder Teile in einem Lötofen miteinander verlötbar sind.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der Wärmeübertrager nach dem Gegenstrom- und/oder dem Gleichstromprinzip für das Kältemittel und das Kühlmittel betrieben oder ausgebildet.
Die Aufteilung des Kältemittelkondensatormoduls in einen Kondensations- und in einen Unterkühlwärmeübertrager ermöglicht es, für diese Bauteile Stapelscheiben mit unterschiedlichem hydraulischen Durchmesser zu verwenden. Dies ist insbesondere deshalb sinnvoll, da im Kondensationswärmeübertrager auf der Kältemittelseite überwiegend eine Zweiphasenströmung vorliegt und im Unterkühlwärmeübertrager flüssiges Kältemittel abgekühlt wird. Auch auf der Kühlmittelseite sind unterschiedliche hydraulische Durchmesser von Vorteil. Die Anzahl der Strömungspfade und damit die Anzahl der Stapelscheiben im Unterkühlwärmeübertrager ist naturgemäß stets kleiner als im Kondensationswärmeübertrager. Bei einer kühlmittelseitigen Reihenschaltung von Unterkühl- und Kondensationswärmeübertrager hat ein größerer hydraulischer Durchmesser der Stapelscheiben im Unterkühlwärmeübertrager einen geringeren kühlmittelseitigen Druckabfall zur Folge.
Die dargestellten Varianten des Kältemittelkondensatormoduls sind jeweils mit den gleichen Außenabmessungen der Stapelscheibe für den Kondensations- und den Unterkühlwärmeübertrager gezeigt. Es ist bei den gewählten Ausführungen der Bauweise möglich, dass die Stapelscheiben samt den dazugehörigen Bauteilen von Kondensations- und Unterkühlwärmeübertrager unterschiedliche Länge und/oder verschiedene Breite haben. Einzig die Kältemittelkanäle in der Distanzplatte sind dann entsprechend anzuordnen.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Kraftfahrzeugklimaanlage ein Gebläse und/oder ein Gehäuse, vorzugsweise aus Kunststoff, und/oder wenigstens einen Luftkanal zum Durchleiten von Luft, wobei der wenigstens eine Luftkanal vorzugsweise von wenigstens einer Wandung des Gehäuses begrenzt ist, und/oder wenigstens eine Luftleiteinrichtung, zum Beispiel eine Luftklappe oder ein Rollo, und/oder eine Heizeinrichtung, zum Beispiel eine elektrische Heizeinrichtung und/oder einem von einem Kühlmittel durch strömter Wärmeübertrager und/oder einen Luftfilter.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Explosionsdarstellung eines Kondensationswärmeübertragers als Teil eines Kältemittelkondensatormodules,
2 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe in einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Auskragung an Grundplatten des Kondensations- und Unterkühlwärmeübertragers mit einer dazwischen angeordneten Distanzplatte zum Anschluss eines Sammlers,
3 eine perspektivische Ansicht gemäß 2 nur mit der Distanzplatte und der Grundplatte des Unterkühlwärmeübertragers,
4 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe in einem zweiten Ausführungsbeispiel nur mit der Distanzplatte und der Grundplatte des Unterkühlwärmeübertragers,
5 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe in einem dritten Ausführungsbeispiel nur mit der Distanzplatte und der Grundplatte des Unterkühlwärmeübertragers,
6 eine perspektivische Ansicht des Kältemittelkondensatormodules in einem ersten Ausführungsbeispiel,
7 eine perspektivische Ansicht des Kältemittelkondensatormodules in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
8 eine Draufsicht der Baugruppe in einem vierten Ausführungsbeispiel,
9 einen Längsschnitt A-A gemäß 8 der Baugruppe,
10 eine Draufsicht der Baugruppe in einem fünften Ausführungsbeispiel,
11 einen Längsschnitt B-B gemäß 10 der Baugruppe,
12 eine Draufsicht der Baugruppe in einem sechsten Ausführungsbeispiel,
13 einen Längsschnitt C-C gemäß 12 der Baugruppe,
14 eine Draufsicht der Baugruppe in einem siebten Ausführungsbeispiel,
15 einen Längsschnitt D-D gemäß 14 der Baugruppe.
Ein in 6 und 7 dargestelltes Kältemittelkondensatormodul 1 umfasst einen Sammelbehälter 5 und einen Wärmeübertrager 2, der in einen Kondensationswärmeübertrager 3 und einen Unterkühlwärmeübertrager 4 unterteilt ist. Der Wärmeübertrager 2 ist dabei in Stapelscheibenbauweise ausgeführt und weist eine Vielzahl von übereinander angeordneten Stapelscheiben 6 bzw. Platten 6 auf. Zwischen den Stapelscheiben 6 bilden sich somit ein Kältemittelkanal zum Durchleiten von Kältemittel und ein Kühlmittelkanal zum Durchleiten von Kühlmittel aus (nicht dargestellt). Die Stapelscheiben 6 sowie das Abdeckblech 8 (1) weisen Öffnungen 20 auf, durch welche das Kältemittel und das Kühlmittel strömen kann Durch eine Kältemitteleinlassöffnung 21 wird das Kältemittel von einem Verdichter, zum Beispiel Kompressor (nicht dargestellt), zu dem Wärmeübertrager 2 geleitet und an einer Kältemittelauslassöffnung 22 (nur in 1 dargestellt) wieder aus dem Wärmeübertrager 2 ausgeleitet. Durch eine Kühlmitteleinlassöffnung 23 an einem Kühlmitteleinlassstutzen 24 wird Kühlmittel in den Wärmeübertrager 2 eingeleitet und durch eine Kühlmittelauslassöffnung 25 an einem Kühlmittelauslassstutzen 26 wird Kühlmittel aus dem Wärmeübertrager 2 ausgeleitet. In den Wärmeübertrager 2 wird an der Kältemitteleinlassöffnung 21 gasförmiges Kältemittel eingeleitet und in dem Wärmeübertrager 2 gekühlt bzw. kondensiert, sodass an der Kältemittelauslassöffnung 22 flüssiges Kältemittel aus dem Wärmeübertrager 2 austritt. Hierzu wird Wärme von dem Kältemittel auf das Kühlmittel in dem Wärmeübertrager 2 übertragen. Als Kühlmittel wird hierbei eine Flüssigkeit, nämlich Kühlflüssigkeit eines Kühlmittelkreislaufes eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs genutzt. Innerhalb des Sammelbehälters 5 ist hygroskopisches Material (nicht dargestellt) als Trockner angeordnet, sodass mit dem hygroskopischen Material das Kältemittel innerhalb des Sammelbehälters 5 getrocknet werden kann.
Das Kältemittelkondensatormodul 1 wird für eine nicht dargestellte Kraftfahrzeugklimaanlage mit dem Kältemittelkondensatormodul 1, einem Expansionsventil, einem Verdampfer und einem Verdichter zur Ausbildung eines Kältekreises (nicht dargestellt) eingesetzt. Dabei weist die Kraftfahrzeugklimaanlage ein Gehäuse auf, innerhalb dessen der Verdampfer, eine Heizeinrichtung und ein Gebläse vorhanden sind (nicht dargestellt). Das Kältemittelkondensatormodul 1 ist dabei außerhalb dieses Gehäuses innerhalb eines Motorraums des Kraftfahrzeugs angeordnet. Mittels nicht dargestellter Kühlmittelleitungen ist dabei der Kältemittelkondensator mit dem Verdichter und dem Expansionsventil verbunden.
In 1 ist nur der Kondensationswärmeübertrager 3 dargestellt. Der Unterkühlwärmeübertrager 4 ist hydraulisch bezüglich des Kältemittels nach dem Kondensationswärmeübertrager 3 angeordnet, d. h. das Kältemittel strömt zuerst durch den Kondensationswärmeübertrager 3, anschließend durch den Sammelbehälter 5 und darauffolgend durch den Unterkühlwärmeübertrager 4. Im Unterkühlwärmeübertrager 4 wird das Kältemittel unterhalb der Siedetemperatur des Kältemittels abgekühlt. Aufgrund der perspektivischen Darstellung in 1 ist eine Auskragung 9 in 1 nicht sichtbar. Der Kondensationswärmeübertrager 3 gemäß 1 umfasst neben dem Abdeckblech 8 auf diesem aufliegend oberhalb eine Verstärkungsplatte 7 und eine Vielzahl von Stapelscheiben 6 bzw. Platten 6. Ferner sind an dem Kondensationswärmeübertrager 3 Umlenkscheiben 10, ein Verstärkungsboden 11 des Kondensationswärmeübertragers 3 und eine Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 11 vorhanden. Der nicht in 1 dargestellte Unterkühlwärmeübertrager 4 ist analog ausgebildet und weist neben den Stapelscheiben 6 bzw. Platten 6 unter Anderem auch einen Verstärkungsboden 12 des Unterkühlwärmeübertragers 4 und eine Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertragers 4 auf. In dem in 6 und 7 dargestellten Kältemittelkondensatormodul 1 wird das Kältemittel von dem Kondensationswärmeübertrager 3 durch einen ersten Kältemittelüberleitungskanal 27 in den Sammelbehälter 5 eingeleitet und von dem Sammelbehälter 5 durch einen zweiten Kältemittelüberleitungskanal 28 dem Unterkühlwärmeübertrager 4 zugeführt. In 6 und 7 sind der erste und zweite Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 nicht dargestellt. Lediglich die Auskragung 9 ist dargestellt, an welche der erste und zweite Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 ausgebildet ist.
In 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baugruppe zur Ausbildung der Auskragung 9 mit dem ersten und zweiten Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 dargestellt. An der Auskragung 9 ist auch der Sammelbehälter 5 (6 und 7) befestigt. Der Verstärkungsboden 11 des Kondensationswärmeübertragers 3 weist ein Bord 13 wie die Stapelscheiben 6 bzw. Platten 6 des Wärmeübertragers 2 auf. Zwischen dem Verstärkungsboden 11 des Kondensationswärmeübertragers 3 und dem Verstärkungsboden 12 des Unterkühlwärmeübertragers 4 sind die Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3 und die Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertrages 4 angeordnet. Zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 ist eine Distanzplatte 16 angeordnet. Dabei weisen die beiden Grundplatten 14, 15 und die Distanzplatte 16 die Auskragung 9 auf, so dass die Auskragung 9 die übrigen Stapelscheiben 6 sowohl des Kondensationswärmeübertragers 3 als auch des Unterkühlwärmeübertragers 4 an einer Schmalseite des Wärmeübertrages 2 überragen. Die Distanzplatte 16 weist einen ersten Schlitz 17 und einen zweiten Schlitz 18 auf. Die beiden Grundplatten 14, 15 sind mit der Distanzplatte 16 fluiddicht verlötet, so dass sich zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 und dem ersten und zweiten Schlitz 17, 18 an der Distanzplatte 16 der erste und zweite Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 ausbilden. Die Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3 weist eine Einleitungsöffnung 29 auf, durch welche das Kältemittel in den ersten Kältemittelüberleitungskanal 27 einströmt und eine Ausleitungsöffnung 30 auf, durch welche das Kältemittel aus dem ersten Kältemittelüberleitungskanal 27 ausströmt und in den Sammelbehälter 5 eingeleitet wird. Der zweite Kältemittelüberleitungskanal 28 weist eine Einleitungsöffnung 31 auf, durch welche das Kältemittel von dem Sammelbehälter 5 in den zweiten Kältemittelüberleitungskanal 28 eingeleitet wird und eine Ausleitungsöffnung 32 auf, durch welche das Kältemittel aus dem zweiten Kältemittelüberleitungskanal 28 ausgeleitet und dem Unterkühlwärmeübertrager 4 zugeführt wird, d. h. dem Kältemittelkanal an dem Unterkühlwärmeübertrager 4 (nicht dargestellt). Zur Gewichtseinsparung weist die Distanzplatte 16 ferner auch Aussparungen 19 auf. An die beiden miteinander verlöteten Grundplatten 14, 15 sowie die Distanzplatte 16 zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 sind, wie die übrigen Stapelscheiben 6, an der Grundplatte 14 der Verstärkungsboden 11 angelötet und an der Grundplatte 15 der Verstärkungsboden 12 des Unterkühlwärmeübertragers 4 angelötet. Dadurch kann in kompakter und einfacher Weise der Sammelbehälter 5 sowohl mechanisch als auch hydraulisch mit dem Wärmeübertrager 2 verbunden werden. Hierdurch ist ein sehr kompakter Aufbau des Kältemittelübertragermoduls 1 gewährleistet.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 in Bezug auf die Auskragung nur dadurch, dass die Auskragung 9 anstelle an einer Schmalseite, an einer Breitseite des Wärmeübertragers 2 ausgebildet ist. Ferner weist der zweite Kältemittelüberleitungskanal 28 eine Krümmung auf.
In 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 5 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 im Wesentlichen nur dadurch, dass wie bereits in 4 die Einleitungsöffnung 29 und die Ausleitungsöffnung 32 unterhalb bzw. oberhalb einer Öffnung 20 des Verstärkungsbodens 11, 12 (nicht in 5 dargestellt) ausgebildet sind und die Distanzplatte 16 eine Kühlmittelöffnung 39 aufweist. Durch die Kühlmittelöffnung 39 wird Kühlmittel von dem Unterkühlwärmeübertrager 4 zu dem Kondensationswärmeübertrager 3 geleitet.
In 8 und 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 beschrieben. Zwischen der Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3 und der Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertragers 15 ist die Distanzplatte 16 angeordnet in einem Zwischenraum 33 zwischen den beiden Grundplatten 14, 15. Die Grundplatten 14, 15 sind in einem Zwischenraum 33 zwischen den beiden Verstärkungsböden 11, 12 (nicht in 8, 9 dargestellt) angeordnet, welche auf den Grundplatten 14, 15 aufliegen. In Abweichung zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3, in welchem die Distanzplatte 16 vollständig in dem Zwischenraum 33 ausgebildet ist, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 und 8 die Distanzplatte 16 nur teilweise in dem Zwischenraum 33 vorhanden, insbesondere im Bereich der Auskragung 9 der Grundplatten 14, 15. An einem ersten Zwischenteilraum 34 ist somit die Distanzplatte 16 vorhanden und an dem zweiten Zwischenteilraum 35 ist keine Distanzplatte 16 vorhanden. Um eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der beiden Grundplatten 14, 15 sowie der oberhalb und unterhalb angeordneten Stapelscheiben 6 bzw. Verstärkungsböden 11, 12 zu gewährleisten, weisen die beiden Grundplatten 14, 15 im Bereich des zweiten Zwischenteilraumes 35 Ausprägungen 36 auf, die als Noppen 37 ausgebildet sind. An den Noppen 37 liegen die beiden Grundplatten 14, 15 (9) aufeinander und sind an dieser Auflagefläche im Bereich der Noppen 37 miteinander verlötet. Abweichend von der Ausbildung der Ausprägungen 36 als Noppen 37 könnten diese auch als Längsausprägungen ausgebildet sein. Die Distanzplatte 16 weist eine Dicke, d. h. eine Ausdehnung senkrecht zu der von den Grundplatten 14, 15 und der Distanzplatte 16 aufgespannten Ebene, von ungefähr 4 mm auf. Die Tiefe bzw. die Ausdehnung der Ausprägungen 36 an jedem der beiden Grundplatten 14, 15 in einer Richtung senkrecht zu der von den Grundplatten 14, 15 aufgespannten Ebene beträgt somit ungefähr 2 mm. Dadurch kann in vorteilhafter Weise das Gewicht des Wärmeübertragers 2 reduziert werden, weil die Distanzplatte 16 nur im Bereich des ersten Zwischenteilraumes 34, d. h. im Bereich der Auskragung 9 sowie geringfügig auch noch im Bereich der Einleitungsöffnung 29 und der Ausleitungsöffnung 32 ausgebildet ist.
In 10 und 11 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 ist keine Distanzplatte 16 vorhanden und die Grundplatte 14 weist zwei Kanalausprägungen 38 als Längsausprägungen auf. Aufgrund der fluiddichten Verlötungen der beiden Grundplatten 14, 15 miteinander entsteht somit im Bereich der Kanalausprägung 38 der erste und zweite Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 an den beiden Kanalausprägungen 38 der Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3. An der Grundplatte 14 ist die Einleitungsöffnung 29 und die Ausleitungsöffnung 30 des ersten Kältemittelüberleitungskanales 27 ausgebildet. Ferner ist an der Grundplatte 14 die Einleitungsöffnung 31 des zweiten Kältemittelüberleitungskanales 28 ausgebildet. Die Ausleitungsöffnung 32 des zweiten Kältemittelüberleitungskanales 28 ist an der Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertragers 4 ausgebildet. Die beiden Grundplatten 14, 15 weisen im Bereich zwischen den beiden Verstärkungsböden 11, 12 als Noppen 37 ausgebildete Ausprägungen 36 auf, damit die beiden Grundplatten 14, 15 auf den beiden, in einem Abstand und parallel ausgerichteten Verstärkungsböden 11, 12 (nicht in 11 dargestellt) aufliegen.
In 12 und 13 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 8 und 9 beschrieben. Zwischen der Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3 und der Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertragers 15 ist die Distanzplatte 16 angeordnet in einem Zwischenraum 33 zwischen den beiden Grundplatten 14, 15, Die Distanzplatte 16 als auch die beiden Grundplatten 14, 15 sind nur im Bereich der Auskragung 9 und geringfügig noch zwischen dem Verstärkungsboden 11 des Kondensationswärmeübertragers 3 und dem Verstärkungsboden 12 des Unterkühlwärmeübertrager 4 ausgebildet im Bereich der Einleitungsöffnung 29 und der Ausleitungsöffnung 32. Zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 und der Distanzplatte 16 sind der Verstärkungsboden 11 des Kondensationswärmeübertragers 3 und der Verstärkungsboden 12 des Unterkühlwärmeübertragers 4 angeordnet. Die beiden Verstärkungsböden 11, 12 weisen als Noppen 37 ausgebildete Ausprägungen 36 auf. In dem Zwischenraum 33 zwischen den beiden Verstärkungsböden 11, 12 sind die beiden Grundplatten 14, 15 angeordnet.
In den 14 und 15 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel der Baugruppe dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß 12 und 13 beschrieben. Die beiden Grundplatten 14, 15 sind auch nur an der Auskragung 9 und im Bereich der Einleitungsöffnung 29 und der Ausleitungsöffnung 32 zwischen den beiden Verstärkungsböden 11, 12 ausgebildet. Zwischen den beiden Grundplatten 14, 15 ist keine Distanzplatte 16 vorhanden, sondern der erste Kältemittelüberleitungskanal 27 und der zweite Kältemittelüberleitungskanal 28 sind in analoger Weise wie in dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß 10 und 11 als zwei Kanalausprägungen 38 ausgebildet, die Längsausprägungen sind. Aufgrund der fluiddichten Verlötungen der beiden Grundplatten 14, 15 miteinander entsteht somit im Bereich der Kanalausprägung 38 der erste und zweite Kältemittelüberleitungskanal 27, 28 an den beiden Kanalausprägungen 38 der Grundplatte 14 des Kondensationswärmeübertragers 3. An der Grundplatte 14 ist die Einleltungsöffnung 29 und die Ausleitungsöffnung 30 des ersten Kältemittelüberleitungskanales 27 ausgebildet. Ferner ist an der Grundplatte 14 die Einleitungsöffnung 31 des zweiten Kältemittelüberleitungskanales 28 ausgebildet. Die Ausleitungsöffnung 32 des zweiten Kältemittelüberleitungskanales 28 ist an der Grundplatte 15 des Unterkühlwärmeübertragers 4 ausgebildet.
In einem achten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Baugruppe ist die wie in dem in 12 und 13 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel ausgebildet, jedoch sind die die beiden Grundplatten 14, 15 und die Distanzplatte 16 durch nur ein Auskragungsteil ersetzt. Das Auskragungsteil weist die beiden Kältemittelüberleitungskanäle 27, 28, die Einleitungsöffnung 29, die Ausleitungsöffnung 30, die Einleitungsöffnung 31 und die Ausleitungsöffnung 32 auf.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Kältemittelkondensatormodul 1 und der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage wesentliche Vorteile verbunden. Der Sammelbehälter 5 ist hydraulisch und mechanisch im Bereich der Auskragung 9 der Grundplatten 14, 15 mit dem Wärmeübertrager 2 verbunden. Dadurch kann der Sammelbehälter 5 mit einem kompakten Aufbau und auf einfache Weise hydraulisch und mechanisch mit dem Wärmeübertrager 2 verbunden werden.
Bezugszeichenliste

1: Kältemittelkondensatormodul
2: Wärmeübertrager
3: Kondensationswärmeübertrager
4: Unterkühlwärmeübertrager
5: Sammelbehälter
6: Stapelscheibe, Platte
7: Verstärkungsplatte
8: Abdeckblech
9: Auskragung
10: Umlenkscheibe
11: Verstärkungsboden des Kondensationswärmeübertragers
12: Verstärkungsboden des Unterkühlwärmeübertragers
13: Bord
14: Grundplatte des Kondensationswärmeübertragers
15: Grundplatte des Unterkühlwärmeübertragers
16: Distanzplatte
17: Erster Schlitz in Distanzplatte
18: Zweiter Schlitz in Distanzplatte
19: Aussparungen in Distanzplatte
20: Öffnung in Scheibe, Platte
21: Kältemitteleinlassöffnung
22: Kältemittelauslassöffnung
23: Kühlmitteleinlassöffnung
24: Kühlmitteleinlassstutzen
25: Kühlmittelauslassöffnung
26: Kühlmittelauslassstutzen
27: Erster Kältemittelüberleitungskanal
28: Zweiter Kältemittelüberleitungskanal
29: Einleitungsöffnung in den ersten Kältemittelüberleitungskanal
30: Ausleitungsöffnung aus dem ersten Kältemittelüberleitungskanal
31: Einleitungsöffnung in den zweiten Kältemittelüberleitungskanal
32: Ausleitungsöffnung aus dem zweiten Kältemittelüberleitungskanal
33: Zwischenraum
34: Erste Zwischenteilraum
35: Zweite Zwischenteilraum
36: Ausprägung
37: Noppe
38: Kanalausprägung
39: Kühlmittelöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2846733 [0003]
FR 2943774 [0004]

Claims

Kältemittelkondensatormodul (1) zur Kondensation von Kältemittel für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – einen Wärmeübertrager (2) in Stapelscheibenbauweise, der in einen Kondensationswärmeübertrager (3) und in einen Unterkühlwärmeübertrager (4) unterteilt ist, mit einer Kältemitteleinlassöffnung (21), einer Kältemittelauslassöffnung (22), wenigstens einer Kühlmitteleinlassöffnung (23) und wenigstens einer Kühlmittelauslassöffnung (25), wobei – der Wärmeübertrager (2) einen Kältemittelkanal und wenigstens einen Kühlmittelkanal aufweist zum Durchleiten von Kältemittel durch den Kältemittelkanal und von Kühlmittel durch den wenigstens einen Kühlmittelkanal zur Übertragung von Wärme von dem Kältemittel auf das Kühlmittel, – einen Sammelbehälter (5) für das Kältemittel, – einen ersten Kältemittelüberleitungskanal (27) zum Leiten des Kältemittels von dem Kondensationswärmeübertrager (3) in den Sammelbehälter (5), – einen zweiten Kältemittelüberleitungskanal (28) zum Leiten des Kältemittels von dem Sammelbehälter (5) in den Unterkühlwärmeübertrager (4), dadurch gekennzeichnet, dass – der Kondensationswärmeübertrager (3) von einem Verstärkungsboden (11) des Kondensationswärmeübertragers (3) und der Unterkühlwärmeübertrager (4) von einem Verstärkungsboden (12) des Unterkühlwärmeübertragers (4) begrenzt ist, der Verstärkungsboden (11) des Kondensationswärmeübertragers (3) und der Verstärkungsboden (12) des Unterkühlwärmeübertragers (4) mit einem Bord (13) versehen ist und zwischen den beiden Verstärkungsböden (11, 12) ein Zwischenraum (33) vorhanden ist und in dem Zwischenraum (33) der erste Kältemittelüberleitungskanal (27) und der zweite Kältemittelüberleitungskanal (28) angeordnet sind.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal (27, 28) von zwei Platten (6) begrenzt ist bzw. sind.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Platten (6) eine Grundplatte (14) des Kondensationswärmeübertragers (3) und eine Grundplatte (15) des Unterkühlwärmeübertragers (4) sind oder die zwei Platten (6) ein Verstärkungsboden (11) des Kondensationswärmeübertragers (3) und ein Verstärkungsboden (12) des Unterkühlwärmeübertragers (4) sind.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Platten (6) eine Distanzplatte (16) angeordnet ist.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzplatte (16) mit einem ersten und/oder zweiten Schlitz (17, 18) versehen ist, so dass der erste und/oder zweite Schlitz (17, 18) den ersten und/oder zweiten Kältemittelüberleitungskanal (27, 28) bildet.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzplatte (16) nur teilweise in einem Zwischenraum (33) zwischen den beiden Platten (6) angeordnet ist, so dass in einem ersten Zwischenteilraum (34) die Distanzplatte (6) angeordnet ist und in einem zweiten Zwischenteilraum (35) keine Distanzplatte (6) angeordnet ist.
Kältemittelkondensatormodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Platten (6) an dem zweiten Zwischenteilraum (35) mit wenigstens einer Ausprägung (36), z. B. wenigstens eine Noppe (37), vorzugsweise mehrere Noppen (37), versehen ist und an der wenigstens einen Ausprägung (36) die beiden Platten (6) aufeinander liegen.
Kältemittelkondensatormodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Platten (6), vorzugsweise beide Platten (6), eine erste und/oder zweite Kanalausprägung (38) aufweisen und der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal (27, 28) von der ersten und/oder zweiten Kanalausprägung (27, 28) begrenzt sind.
Kältemittelkondensatormodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Platten (6) und vorzugsweise die Distanzplatte (16) eine Auskragung (9) bezüglich der übrigen Stapelscheiben (6) aufweisen und an der Auskragung (9) der erste und/oder zweite Kältemittelüberleitungskanal (27, 28) ausgebildet ist bzw. sind und/oder an der Auskragung (9) der Sammelbehälter (5) angeordnet oder befestigt ist und/oder der Sammelbehälter (5) an wenigstens einer Stapelscheibe (6) oder Platte (6), vorzugsweise Grundplatte (14, 15), insbesondere im Bereich der Auskragung (9), mechanisch und/oder hydraulisch mit dem Wärmeübertrager (2) verbunden ist und/oder die beiden Platten (6) Stapelscheiben (6) des Wärmeübertragers (2) sind, insbesondere die beiden Platten (6) zwischen den übrigen Stapelscheiben (6) angeordnet sind und/oder innerhalb des Sammelbehälters (5) hygroskopisches Material als Trockner und/oder ein Filter angeordnet ist und/oder das Kühlmittel eine Flüssigkeit ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Kältemittelkondensatormodul (1), einem Expansionsventil, einem Verdampfer und einem Verdichter zur Ausbildung eines Kältekreises, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelkondensatormodul (1) als ein Kältemittelkondensatormodul (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.