DE102022201204A1

DE102022201204A1 - Wärmeübertragermodul

Info

Publication number: DE102022201204A1
Application number: DE102022201204.6A
Authority: DE
Inventors: Timo Feldkeller; Andreas Dränkow
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2022-02-04
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-08-10
Also published as: CN116565400A; US20230251047A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) mit einem ersten Block (2, 102, 202) eines ersten Wärmeübertragers (3, 103, 203), weiterhin mit einem zweiten Block (10, 110, 210) eines zweiten Wärmeübertragers (11, 111, 211) und weiterhin mit einem Expansionsventil (16, 116, 216), wobei der erste Block (2, 102, 202), der zweite Block (10, 110, 210) und das Expansionsventil (16, 116, 216) als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragermodul, insbesondere für einen Kältemittelkreislauf, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Bei Kraftfahrzeugen sind Kältemittelkreisläufe bekannt, in welchen ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator als erster Wärmeübertrager in dem Kältemittelkreislauf verschaltet ist, um das in dem Kompressor des Kältemittelkreislaufs komprimierte Kältemittel in Wärmeübertragung mit einem ersten flüssigen Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, abzukühlen und zu kondensieren. Auch ist ein zweiter Wärmeübertrager im Kältemittelkreislauf bekannt, welcher als so genannter Chiller von Kältemittel und einem zweiten flüssigen Kühlmittel durchströmt wird, wobei das zweite flüssige Kühlmittel beispielsweise zum Abkühlen eines Aggregats dient, wie beispielsweise einer Fahrzeugbatterie oder ähnliches. Dabei wird das zweite Kühlmittel im Chiller in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel abgekühlt, wobei das mittels eines Expansionsventils entspannte Kältemittel dabei typischerweise verdampft.
Solche Wärmeübertrager benötigen als solche relativ viel Bauraum und eine hohe Anzahl an Rohren bzw. Leitungen, um diese Wärmeübertrager jeweils anzuschließen und mit dem Kältemittel zu versorgen und das Kältemittel abzuführen und um sie mit dem jeweiligen flüssigen Kühlmittel zu versorgen bzw. das jeweilige flüssige Kühlmittel abzuführen. Auch die benötigten Leitungen bzw. Rohre benötigen entsprechenden Bauraum, wobei auch die Kosten in Bezug auf die Zurverfügungstellung und Montage der Leitungen bzw. Rohre einen erheblichen und unerwünschten Kostenfaktor darstellen. Auch ergibt sich dadurch eine erhebliche Anzahl an Schnittstellen, die potentielle Fehlerquellen darstellen können.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wärmeübertragermodul zu schaffen, welches die Probleme des Standes der Technik reduziert.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Wärmeübertragermodul mit einem ersten Block eines ersten Wärmeübertragers, welcher als flüssigkeitsgekühlter Kondensator ausgebildet ist, wobei der erste Block erste Fluidkanäle für Kältemittel und zweite Fluidkanäle für ein erstes flüssiges Kühlmittel aufweist, weiterhin mit einem zweiten Block eines zweiten Wärmeübertragers, welcher als flüssigkeitskühlender Chiller ausgebildet ist, wobei der zweite Block dritte Fluidkanäle für Kältemittel und vierte Fluidkanäle für ein zweites flüssiges Kühlmittel aufweist, und weiterhin mit einem Expansionsventil, wobei der erste Block, der zweite Block und das Expansionsventil als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet sind, wobei der erste Block einen ersten Kältemitteleinlass und einen ersten Kältemittelauslass aufweist und der zweite Block einen zweiten Kältemitteleinlass, einen ersten Kältemitteldurchquerungskanal, einen zweiten Kältemittelauslass und einen dritten Kältemitteleinlass und einen dritten Kältemittelauslass aufweist, wobei das Expansionsventil einen vierten Kältemitteleinlass und einen vierten Kältemittelauslass aufweist, derart, dass der erste Kältemittelauslass des ersten Blocks mit dem zweiten Kältemitteleinlass des zweiten Blocks in Fluidverbindung steht, der zweite Kältemitteleinlass des zweiten Blocks über den ersten Kältemitteldurchquerungskanal mit dem zweiten Kältemittelauslass des zweiten Blocks in Fluidverbindung steht, der zweite Kältemittelauslass des zweiten Blocks mit dem vierten Kältemitteleinlass des Expansionsventils in Fluidverbindung steht und der vierte Kältemittelauslass des Expansionsventils mit dem dritten Kältemitteleinlass des zweiten Blocks in Fluidverbindung steht. Damit wird eine direkte Verschaltung von erstem Block, zweiten Block und Expansionsventil bezüglich des Kältemittels erreicht, so dass diesbezüglich keine weiteren Rohre oder Leitungen benötigt werden, um das Kältemittel zu verteilen bzw. weiterzuleiten. Das erste flüssige Kühlmittel und/oder das zweite flüssige Kühlmittel werden entsprechend zu diesbezüglichen Kühlmitteleinlässen zugeführt und an diesbezüglichen Kühlmittelauslässen abgeführt. Dabei kann das erste flüssige Kühlmittel stofflich gleich dem zweiten flüssigen Kühlmittel sein, wobei durchaus die Temperaturen der beiden flüssigen Kühlmittel unterschiedlich sein können. So können die beiden flüssigen Kühlmittel einen Kühlmittelkreislauf entstammen, wobei sie jedoch unterschiedliche Temperaturen aufweisen können. Auch können die beiden flüssigen Kühlmittel unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufen entstammen und sie können auch stofflich unterschiedlich sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn der erste Block derart ausgebildet ist, dass Kältemittel über den ersten Kältemitteleinlass in den ersten Block einströmbar ist, die ersten Fluidkanäle des ersten Blocks von dem Kältemittel durchströmbar sind und das Kältemittel durch den ersten Kältemittelauslass aus dem ersten Block ausströmbar ist. Entsprechend bildet der erste Kältemitteleinlass zusammen mit den ersten Fluidkanälen einen Fluidpfad für das Kältemittel bis zum ersten Kältemittelauslass. Dabei können die ersten Fluidkanäle durch eine Vielzahl von Fluidkanälen gebildet sein, die in zumindest einer Gruppe oder in Gruppen parallel und/oder seriell durchströmbar sind, je nach Bedarf in unterschiedlichen Fluten. Dabei kann aufgrund der Kondensation von Kältemittel der Durchströmungsquerschnitt der Fluidkanäle zumindest zum Teil von Flut zu Flut beispielsweise abnehmen.
Bevorzugt weist der erste Block einen Enthitzungs- und Kondensierabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt auf, wobei optional zwischen dem Enthitzungs- und Kondensierabschnitt und dem Unterkühlungsabschnitt ein Kältemittelsammler verschaltet angeordnet ist. Der Enthitzungs- und Kondensierabschnitt dient der Enthitzung und der Kondensation des durchströmenden Kältemittels im Wärmetausch mit dem ersten flüssigen Kühlmittel und der Unterkühlungsabschnitt dient der Unterkühlung des Kältemittels im Wärmetausch mit dem ersten flüssigen Kühlmittel. Der Kältemittelsammler kann als Reservoir, wie ein Volumen, Rohrsammler, eine Flasche etc., in den ersten Block integriert ausgebildet sein oder benachbart zu dem ersten Block angeordnet sein, wobei er dann mit dem ersten Block fluidverschaltet ist und von dem Kältemittel durchströmbar ist. Der Kältemittelsammler dient bevorzugt zur Vorratsbildung des Kältemittels zum Volumenausgleich aber auch zur Phasentrennung von dampfförmigem Kältemittel und flüssigem Kältemittel vor dem Unterkühlungsabschnitt als auch, falls vorhanden, der Filterung und Entwässerung des Kältemittels mit einem optionalen Filter und/oder Trockner.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der erste Block einen zweiten Kältemitteldurchquerungskanal und einen dritten Kältemitteldurchquerungskanal aufweist, wobei der zweite Kältemitteldurchquerungskanal den Enthitzungs- und Kondensierabschnitt mit dem Kältemittelsammler fluidverbindet und der dritte Kältemitteldurchquerungskanal den Kältemittelsammler mit dem Unterkühlungsabschnitt fluidverbindet. So kann der Endbereich des Enthitzungs- und Kondensierabschnitts über den zweiten Kältemitteldurchquerungskanal mit dem Einlass des Kältemittelsammlers verbunden sein und der Auslass des Kältemittelsammlers kann mit dem Anfangsbereich des Unterkühlungsabschnitts über den dritten Kältemitteldurchquerungskanal verbunden sein. Dadurch wird eine unkomplizierte interne Fluidverbindung ohne aufwändige zusätzliche Rohre oder Leitungen erreicht.
Auch ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn der zweite Block derart ausgebildet ist, dass Kältemittel über den zweiten Kältemitteleinlass des zweiten Blocks in den zweiten Block einströmbar ist, der zweite Block durch den ersten Kältemitteldurchquerungskanal von dem Kältemittel durchquerbar ist und das Kältemittel über den zweiten Kältemittelauslass ausströmbar ist hin zu dem Expansionsventil mit dem vierten Kältemitteleinlass, wobei das Expansionsventil von dem Kältemittel durchströmbar ist und das Kältemittel aus dem vierten Kältemittelauslass des Expansionsventils ausströmbar ist in den dritten Kältemitteleinlass des zweiten Blocks, vom dritten Kältemitteleinlass die dritten Fluidkanäle des zweiten Blocks durchströmbar sind, wobei am dritten Kältemittelauslass das Kältemittel aus dem zweiten Block ausströmbar ist. Dadurch wird ebenso eine kompakte Ausgestaltung ohne zusätzliche Rohre oder Leitungen erreicht.
Auch ist es zweckmäßig, wenn zwischen dem ersten Block und dem zweiten Block ein dritter Block eines dritten Wärmeübertragers, welcher insbesondere als innerer Wärmeübertrager ausgebildet ist, verschaltet ist, wobei der dritte Block fünfte Fluidkanäle für Kältemittel und sechste Fluidkanäle für Kältemittel aufweist. So kann eine Wärmeübertragung zwischen dem den ersten Block verlassenden Kältemittel und dem den zweiten Block verlassenden Kältemittel durchgeführt werden, was eine Vorkühlung des Kältemittels bewirkt, bevor es in den zweiten Block einströmt, was die Kühlleistung des zweiten Blocks verbessert und damit die Kühlung des zweiten flüssigen Kühlmittels verbessert. Dies kann insbesondere durch die Integration des dritten Blocks zwischen den ersten Block und den zweiten Block vorgenommen werden, was den benötigten Bauraum reduziert und keine zusätzlichen Rohre oder Leitungen zur Verschaltung benötigt.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der dritte Block einen fünften Kältemitteleinlass und einen fünften Kältemittelauslass aufweist, welche mit den fünften Fluidkanälen kommunizieren und dass der dritte Block einen sechsten Kältemitteleinlass und einen sechsten Kältemittelauslass aufweist, welche mit den sechsten Fluidkanälen kommunizieren. Damit wird eine einfache Gestaltung erreicht.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der erste Kältemittelauslass des ersten Blocks über den fünften Kältemitteleinlass, die fünften Fluidkanäle und den fünften Kältemittelauslass mit dem zweiten Kältemitteleinlass des zweiten Blocks in Fluidverbindung steht, wobei der zweite Block derart verschaltet ist, dass am dritten Kältemittelauslass das Kältemittel aus dem zweiten Block ausströmbar ist und über den sechsten Kältemitteleinlass, die sechsten Fluidkanäle und den sechsten Kältemittelauslass aus dem dritten Block ausströmbar ist. Damit wird eine einfache und bauraumsparende Gestaltung erreicht.
Auch ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste Block, der zweite Block und/oder der dritte Block in Stapelscheibenbauweise ausgebildet ist bzw. sind mit einer jeweiligen Aufeinanderstapelung von Stapelscheiben, wobei in den Stapelscheiben Öffnungen zum Ein- und Ausströmen von Kältemittel und/oder flüssigem Kühlmittel vorgesehen sind und dass zwischen benachbarten Stapelscheiben erste Fluidkanäle, zweite Fluidkanäle, dritte Fluidkanäle, vierte Fluidkanäle, fünfte Fluidkanäle und/oder sechste Fluidkanäle ausgebildet sind. Durch die Gestaltung der Stapelscheiben und deren Aufeinanderstapelung wird ein jeweiliger kompakter Wärmeübertrager und ein kompaktes Wärmeübertragermodul geschaffen.
Auch ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zweckmäßig, wenn der erste Kältemitteldurchquerungskanal, der zweite Kältemitteldurchquerungskanal, der dritte Kältemitteldurchquerungskanal, der vierte Kältemitteldurchquerungskanal und/oder der fünfte Kältemitteldurchquerungskanal von Stapelscheiben gebildet wird, wobei die Stapelscheiben Öffnungen und die Öffnungen umgebende ringförmige Bereiche und/oder ringförmige Aufstellungen ausbilden, wobei die ringförmigen Aufstellungen und/oder die ringförmigen Bereiche benachbarter Stapelscheiben miteinander abgedichtet verbunden sind, um einen abgedichteten Kanal als jeweiligen Kältemitteldurchquerungskanal auszubilden. Dadurch kann erreicht werden, dass ohne den Einsatz von zumindest einem zusätzlich einschiebbaren Rohr, wie Tauchrohr, ein abgedichteter Kanal als Kältemitteldurchquerungskanal durch den jeweiligen Block erzeugt werden kann, welcher die Funktion eines Tauchrohres übernehmen kann, dieser Kanal jedoch mit den Stapelscheiben selbst herstellbar ist. Dies reduziert den Herstellungsaufwand und die Kosten.
Die Erfindung ist daher nicht auf einzelne Aspekte begrenzt, sondern kann auch in einer Kombination von oben beschriebenen Merkmalen fortgebildet sein.
Figurenliste
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragermoduls,
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragermoduls,
3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragermoduls, und
4 eine schematische Ansicht einer Stapelscheibe eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragermoduls.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragermodul 1, 101, 201, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Die 1 bis 3 zeigen jeweils in einer schematischen Darstellung ein jeweiliges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragermoduls 1, 101, 201. Die 4 zeigt dazu schematisch die Ansicht einer Stapelscheibe zur Ausbildung eines Wärmeübertragers eines solchen Wärmeübertragermoduls 1, 101, 201.
Dabei weist das Wärmeübertragermodul 1 gemäß 1 einen ersten Block 2 auf, welcher einen ersten Wärmeübertrager 3 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Kondensator ausgebildet ist. Der erste Wärmeübertrager 3 ist dabei in einen Kältemittelkreislauf 4 verschaltbar, so dass er von einem Kältemittel 5 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der erste Wärmeübertrager 3 in einem Kreislauf 6 von einem ersten flüssigen Kühlmittel 7 verschaltet, so dass das erste flüssige Kühlmittel 7 durch den ersten Wärmeübertrager 3 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 5 steht. Dadurch wird das Kältemittel 5 in dem als Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager 3 enthitzt, kondensiert und gegebenenfalls auch unterkühlt. Das erste flüssige Kühlmittel 7 wird dabei erwärmt.
Dabei ist der erste Wärmeübertrager 3 als erster Block 2 des Wärmeübertragermoduls 1 ausgebildet. Der erste Block 2 weist dazu erste Fluidkanäle 8 für Kältemittel 5 und zweite Fluidkanäle 9 für das erste flüssige Kühlmittel 7 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 8, 9 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Dabei weist das Wärmeübertragermodul 1 auch einem zweiten Block 10 auf, welcher einen zweiten Wärmeübertrager 11 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Chiller ausgebildet ist. Der zweite Wärmeübertrager 11 ist dabei in dem Kältemittelkreislauf 4 verschaltbar, so dass er von dem Kältemittel 5 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der zweite Wärmeübertrager 11 in einem Kreislauf 12 von einem zweiten flüssigen Kühlmittel 13 verschaltet, so dass das zweite flüssige Kühlmittel 13 durch den zweiten Wärmeübertrager 11 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 5 steht. Dadurch wird das Kältemittel 5 in dem als Chiller ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager 11 verdampft. Das zweite flüssige Kühlmittel 13 wird dabei abgekühlt.
Dabei ist der zweite Wärmeübertrager 11 als zweiter Block 10 des Wärmeübertragermoduls 1 ausgebildet. Der zweite Block 10 weist dazu dritte Fluidkanäle 14 für Kältemittel 5 und vierte Fluidkanäle 15 für das zweite flüssige Kühlmittel 13 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 14, 15 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Weiterhin weist das Wärmeübertragermodul ein Expansionsventil 16 auf.
Der erste Block 2, der zweite Block 10 und das Expansionsventil 16 sind als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet. Dies bedeutet, dass beide Blöcke 2 und 10 beispielsweise miteinander verbunden sind, wie verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt sind oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden sind. Das Expansionsventil 16 ist an dem zweiten Block 10 befestigt, beispielsweise verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden.
Der erste Block 2, also der erste Wärmeübertrager 3, weist einen ersten Kältemitteleinlass 17 und einen ersten Kältemittelauslass 18 auf.
Der zweite Block 10 weist einen zweiten Kältemitteleinlass 19, einen ersten Kältemitteldurchquerungskanal 20, einen zweiten Kältemittelauslass 21 und einen dritten Kältemitteleinlass 22 und einen dritten Kältemittelauslass 23 auf.
Das Expansionsventil 16 weist einen vierten Kältemitteleinlass 24 und einen vierten Kältemittelauslass 25 auf.
Die Verschaltung der Blöcke 2, 10 und des Expansionsventils 16 ist dabei folgendermaßen:

Der erste Kältemittelauslass 18 des ersten Blocks 2 steht mit dem zweiten Kältemitteleinlass 19 des zweiten Blocks 10 in Fluidverbindung. Diese Fluidverbindung kann unmittelbar sein oder auch indirekt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist diese Fluidverbindung direkt und unmittelbar.

Im ersten Ausführungsbeispiel der 1 ist der erste Block 2 derart ausgebildet, dass Kältemittel 5 über den ersten Kältemitteleinlass 17 in den ersten Block 2 einströmen kann, danach die ersten Fluidkanäle 8 des ersten Blocks 2 von dem Kältemittel 5 durchströmt werden und das Kältemittel 5 durch den ersten Kältemittelauslass 18 aus dem ersten Block 2 ausströmen kann.
In seiner Funktion als Kondensator weist der erste Wärmeübertrager 3 des ersten Blocks 2 und damit auch der erste Block 2 einen Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 26 und einen Unterkühlungsabschnitt 27 auf. Im Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 26 wird das Kältemittel 5 von seiner Temperatur beim Eintritt in den ersten Block 2 auf Kondensationstemperatur enthitzt, also abgekühlt. Im Unterkühlungsabschnitt 27 wird das kondensierte Kältemittel 5 von seiner Kondensationstemperatur aus weiter abgekühlt, also unterkühlt.
In 1 ist zu erkennen, dass optional zwischen dem Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 26 und dem Unterkühlungsabschnitt 27 ein Kältemittelsammler 28 verschaltet angeordnet ist.
Zur Verschaltung des Kältemittelsammlers 28 weist der erste Block 2 einen zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 29 und einen dritten Kältemitteldurchquerungskanal 30 auf. Dabei fluidverbindet der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 29 den Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 26 mit dem Kältemittelsammler 28 und der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 30 fluidverbindet den Kältemittelsammler 28 mit dem Unterkühlungsabschnitt 27. Das Kältemittel 5 strömt daher am Ende des Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 26 durch den zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 29, durch den Kältemittelsammler 28 und danach durch den dritten Kältemitteldurchquerungskanal 30 hin zum Unterkühlungsabschnitt 27.
Der zweite Kältemitteleinlass 19 des zweiten Blocks 10 steht über den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 20 mit dem zweiten Kältemittelauslass 21 des zweiten Blocks 10 in Fluidverbindung. Der zweite Kältemittelauslass 21 des zweiten Blocks 10 steht mit dem vierten Kältemitteleinlass 24 des Expansionsventils 16 in Fluidverbindung und der vierte Kältemittelauslass 25 des Expansionsventils 16 steht mit dem dritten Kältemitteleinlass 22 des zweiten Blocks 10 in Fluidverbindung. So wird das Expansionsventil 16 mit dem zweiten Block 10 verschaltet.
Der zweite Block 10 ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel 5 über den zweiten Kältemitteleinlass 19 des zweiten Blocks 10 in den zweiten Block 10 einströmt, der zweiten Block 10 durch den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 20 von dem Kältemittel 5 durchquerbar ist und das Kältemittel 5 über den zweiten Kältemittelauslass 21 ausströmt, hin zu dem Expansionsventil 16 mit dem vierten Kältemitteleinlass 24, wobei das Expansionsventil 16 von dem Kältemittel 5 durchströmt wird und das Kältemittel 5 aus dem vierten Kältemittelauslass 25 des Expansionsventils 16 ausströmt in den dritten Kältemitteleinlass 22 des zweiten Blocks 10. Vom dritten Kältemitteleinlass 22 werden die dritten Fluidkanäle 14 des zweiten Blocks 10 durchströmt, wobei am dritten Kältemittelauslass 23 das Kältemittel 5 aus dem zweiten Block 10 ausströmt.
Dabei kann gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 optional zwischen dem dritten Kältemitteleinlass 22 und den dritten Fluidkanälen 14 des zweiten Blocks 10 ein vierter Kältemitteldurchquerungskanal 31 vorgesehen sein.
Optional kann, was in dem Ausführungsbeispiel der 1 jedoch nicht gezeigt ist, zwischen den dritten Fluidkanälen 14 des zweiten Blocks 10 und dem dritten Kältemittelauslass 23 ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal vorgesehen sein.
Gemäß einem vorteilhaften Gedanken kann bzw. können der erste Block 2 und/oder der zweite Block 10 und/oder auch weitere Blöcke, wie beispielsweise ein optionaler dritter Block, in Stapelscheibenbauweise ausgebildet sein, mit einer Aufeinanderstapelung von Stapelscheiben 50, siehe 4, wobei in den Stapelscheiben 50 Öffnungen 51 zum Ein- und Ausströmen von Kältemittel 5 und/oder flüssigem Kühlmittel vorgesehen sind und dass zwischen benachbarten Stapelscheiben 50 erste Fluidkanäle 8, zweite Fluidkanäle 9, dritte Fluidkanäle 14 und/oder vierte Fluidkanäle 15 und optional auch fünfte Fluidkanäle und/oder sechste Fluidkanäle ausgebildet sind.
Dabei dienen die Stapelscheiben 50 auch dazu, dass der erste Kältemitteldurchquerungskanal 20, der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 29, der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 30 und/oder der vierte Kältemitteldurchquerungskanal 31 und/oder weitere Kältemitteldurchquerungskanäle, wie beispielsweise ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal gebildet wird bzw. werden, wobei die Stapelscheiben 50 Öffnungen 52 und die Öffnungen 52 umgebende ringförmige Bereiche 53 und/oder ringförmige Aufstellungen 54 ausbilden, wobei die ringförmigen Aufstellungen 54 und/oder die ringförmigen Bereiche 53 benachbarter Stapelscheiben 50 miteinander abgedichtet verbunden sind, um einen abgedichteten Kanal als Kältemitteldurchquerungskanal 20, 29, 30 31 auszubilden.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragermoduls 101, welches einen ersten Block 102 aufweist, welcher einen ersten Wärmeübertrager 103 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Kondensator ausgebildet ist. Der erste Wärmeübertrager 103 ist dabei in einen Kältemittelkreislauf 104 verschaltbar, so dass er von einem Kältemittel 105 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der erste Wärmeübertrager 103 in einem Kreislauf 106 von einem ersten flüssigen Kühlmittel 107 verschaltet, so dass das erste flüssige Kühlmittel 107 durch den ersten Wärmeübertrager 103 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 105 steht. Dadurch wird das Kältemittel 105 in dem als Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager 103 enthitzt, kondensiert und gegebenenfalls auch unterkühlt. Das erste flüssige Kühlmittel 107 wird dabei erwärmt.
Dabei ist der erste Wärmeübertrager 103 als erster Block 102 des Wärmeübertragermoduls 101 ausgebildet. Der erste Block 102 weist dazu erste Fluidkanäle 108 für Kältemittel 105 und zweite Fluidkanäle 109 für das erste flüssige Kühlmittel 107 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 108, 109 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Dabei weist das Wärmeübertragermodul 101 auch einem zweiten Block 110 auf, welcher einen zweiten Wärmeübertrager 111 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Chiller ausgebildet ist. Der zweite Wärmeübertrager 111 ist dabei in dem Kältemittelkreislauf 104 verschaltbar, so dass er von dem Kältemittel 105 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der zweite Wärmeübertrager 111 in einem Kreislauf 112 von einem zweiten flüssigen Kühlmittel 113 verschaltet, so dass das zweite flüssige Kühlmittel 113 durch den zweiten Wärmeübertrager 111 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 105 steht. Dadurch wird das Kältemittel 105 in dem als Chiller ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager 111 verdampft. Das zweite flüssige Kühlmittel 113 wird dabei abgekühlt.
Dabei ist der zweite Wärmeübertrager 111 als zweiter Block 110 des Wärmeübertragermoduls 101 ausgebildet. Der zweite Block 110 weist dazu dritte Fluidkanäle 114 für Kältemittel 105 und vierte Fluidkanäle 115 für das zweite flüssige Kühlmittel 113 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 114, 115 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Weiterhin weist das Wärmeübertragermodul ein Expansionsventil 116 auf.
Der erste Block 102, der zweite Block 110 und das Expansionsventil 116 sind als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet. Dies bedeutet, dass beide Blöcke 102 und 110 beispielsweise miteinander verbunden sind, wie verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt sind oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden sind. Das Expansionsventil 116 ist an dem zweiten Block 110 befestigt, beispielsweise verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden.
Der erste Block 102, also der erste Wärmeübertrager 103, weist einen ersten Kältemitteleinlass 117 und einen ersten Kältemittelauslass 118 auf.
Der zweite Block 110 weist einen zweiten Kältemitteleinlass 119, einen ersten Kältemitteldurchquerungskanal 120, einen zweiten Kältemittelauslass 121 und einen dritten Kältemitteleinlass 122 und einen dritten Kältemittelauslass 123 auf.
Das Expansionsventil 116 weist einen vierten Kältemitteleinlass 124 und einen vierten Kältemittelauslass 125 auf.
Zwischen dem ersten Block 102 und dem zweiten Block 110 ist ein dritter Block 160 vorgesehen. Der dritte Block 160 weist dazu fünfte Fluidkanäle 161 für Kältemittel 105 aus dem ersten Block 102 und sechste Fluidkanäle 162 für Kältemittel 105 aus dem zweiten Block 110 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 161, 162 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Der dritte Block 160 weist einen fünften Kältemitteleinlass 170, einen fünften Kältemittelauslass 171 und einen sechsten Kältemitteleinlass 172 und einen sechsten Kältemittelauslass 173 auf. Der fünfte Kältemitteleinlass170 wird durch die fünften Fluidkanäle 161 mit dem fünften Kältemittelauslass 171 verbunden und der sechste Kältemitteleinlass 172 wird durch die sechsten Fluidkanäle 162 mit dem sechsten Kältemittelauslass 173 verbunden.
Die Verschaltung der Blöcke 102, 110, 160 und des Expansionsventils 116 ist dabei folgendermaßen:

Der erste Kältemittelauslass 118 des ersten Blocks 102 steht mit dem fünften Kältemitteleinlass 170 des dritten Blocks 160 in Fluidverbindung. Diese Fluidverbindung kann unmittelbar sein oder auch indirekt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 ist diese Fluidverbindung direkt und unmittelbar. Der fünfte Kältemittelauslass 171 ist mit dem zweiten Kältemitteleinlass 119 fluidverbunden.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 ist der erste Block 102 derart ausgebildet, dass das Kältemittel 105 über den ersten Kältemitteleinlass 117 in den ersten Block 102 einströmen kann, danach die ersten Fluidkanäle 108 des ersten Blocks 102 von dem Kältemittel 105 durchströmt werden und das Kältemittel 105 durch den ersten Kältemittelauslass 118 aus dem ersten Block 102 ausströmen kann.
In seiner Funktion als Kondensator weist der erste Wärmeübertrager 103 des ersten Blocks 102 und damit auch der erste Block 102 einen Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 126 und einen Unterkühlungsabschnitt 127 auf. Im Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 126 wird das Kältemittel 105 von seiner Temperatur beim Eintritt in den ersten Block 102 auf Kondensationstemperatur enthitzt, also abgekühlt. Im Unterkühlungsabschnitt 127 wird das kondensierte Kältemittel 105 von seiner Kondensationstemperatur aus weiter abgekühlt, also unterkühlt.
In 2 ist zu erkennen, dass optional zwischen dem Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 126 und dem Unterkühlungsabschnitt 127 ein Kältemittelsammler 128 verschaltet angeordnet ist.
Zur Verschaltung des Kältemittelsammlers 128 weist der erste Block 2 einen zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 129 und einen dritten Kältemitteldurchquerungskanal 130 auf. Dabei fluidverbindet der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 129 den Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 126 mit dem Kältemittelsammler 128 und der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 130 fluidverbindet den Kältemittelsammler 128 mit dem Unterkühlungsabschnitt 127. Das Kältemittel 105 strömt daher am Ende des Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 126 durch den zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 129, durch den Kältemittelsammler 128 und danach durch den dritten Kältemitteldurchquerungskanal 130 hin zum Unterkühlungsabschnitt 127.
Der zweite Kältemitteleinlass 119 des zweiten Blocks 110 steht über den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 120 mit dem zweiten Kältemittelauslass 121 des zweiten Blocks 110 in Fluidverbindung. Der zweite Kältemittelauslass 121 des zweiten Blocks 110 steht mit dem vierten Kältemitteleinlass 124 des Expansionsventils 116 in Fluidverbindung und der vierte Kältemittelauslass 125 des Expansionsventils 116 steht mit dem dritten Kältemitteleinlass 122 des zweiten Blocks 110 in Fluidverbindung. So wird das Expansionsventil 116 mit dem zweiten Block 110 verschaltet.
Der zweite Block 110 ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel 105 über den zweiten Kältemitteleinlass 119 des zweiten Blocks 110 in den zweiten Block 110 einströmt, der zweiten Block 110 durch den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 120 von dem Kältemittel 105 durchquerbar ist und das Kältemittel 105 über den zweiten Kältemittelauslass 121 ausströmt, hin zu dem Expansionsventil 116 mit dem vierten Kältemitteleinlass 124, wobei das Expansionsventil 116 von dem Kältemittel 105 durchströmt wird und das Kältemittel 105 aus dem vierten Kältemittelauslass 125 des Expansionsventils 116 ausströmt in den dritten Kältemitteleinlass 122 des zweiten Blocks 110. Vom dritten Kältemitteleinlass 122 werden die dritten Fluidkanäle 114 des zweiten Blocks 110 durchströmt, wobei am dritten Kältemittelauslass 123 das Kältemittel 105 aus dem zweiten Block 110 ausströmt.
Dabei kann gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 optional zwischen dem dritten Kältemitteleinlass 122 und den dritten Fluidkanälen 14 des zweiten Blocks 10 ein vierter Kältemitteldurchquerungskanal 131 vorgesehen sein.
Optional kann, was in dem Ausführungsbeispiel der 2 auch gezeigt ist, zwischen den dritten Fluidkanälen 114 des zweiten Blocks 110 und dem dritten Kältemittelauslass 123 ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal 132 vorgesehen sein.
Der dritte Kältemittelauslass 123 des zweiten Blocks 110 ist mit dem sechsten Kältemitteleinlass 172 des dritten Blocks 160 fluidverbunden, wobei der fünfte Kältemitteleinlass 170 des dritten Blocks 160 mit dem ersten Kältemittelauslass 118 des ersten Blocks 102 fluidverbunden ist. Der fünfte Kältemittelauslass 171 des dritten Blocks 160 ist mit dem zweiten Kältemitteleinlass 119 des zweiten Blocks 110 fluidverbunden. Aus dem sechsten Kältemittelauslass 173 wird das Kältemittel 105 aus dem Wärmeübertragermodul 101 ausgelassen.
Der dritte Block 160 ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel 105 über den fünften Kältemitteleinlass 170 des dritten Blocks 160 in den dritten Block 160 einströmt, der dritten Block 160 durch die fünften Fluidkanäle 161 durchströmt und das Kältemittel 105 über den fünften Kältemittelauslass 171 aus den dritten Block 160 ausströmt, hin zu dem zweiten Block 110. Weiterhin wird Kältemittel 105 von dem zweiten Block 110 aus dem dritten Kältemittelauslass 123 in den sechsten Kältemitteleinlass 172 des dritten Blocks 160 eingeströmt. Der dritte Block 160 wird durch die sechsten Fluidkanäle 162 durchströmt und das Kältemittel 105 strömt über den sechsten Kältemittelauslass 173 aus den dritten Block 160 aus.
Gemäß einem vorteilhaften Gedanken kann bzw. können der erste Block 102 und/oder der zweite Block 110 und/oder auch weitere Blöcke, wie beispielsweise ein optionaler dritter Block 160, in Stapelscheibenbauweise ausgebildet sein, mit einer Aufeinanderstapelung von Stapelscheiben 50, siehe 4, wobei in den Stapelscheiben 50 Öffnungen 51 zum Ein- und Ausströmen von Kältemittel 105 und/oder flüssigem Kühlmittel vorgesehen sind und dass zwischen benachbarten Stapelscheiben 50 erste Fluidkanäle 8, zweite Fluidkanäle 109, dritte Fluidkanäle 114 und/oder vierte Fluidkanäle 115 und optional auch fünfte Fluidkanäle 161 und/oder sechste Fluidkanäle 162 ausgebildet sind.
Dabei dienen die Stapelscheiben 50 auch dazu, dass der erste Kältemitteldurchquerungskanal 120, der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 129, der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 130 und/oder der vierte Kältemitteldurchquerungskanal 131 und/oder weitere Kältemitteldurchquerungskanäle, wie beispielsweise ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal 132 gebildet wird bzw. werden, wobei die Stapelscheiben Öffnungen 52 und die Öffnungen 52 umgebende ringförmige Bereiche 53 und/oder ringförmige Aufstellungen 54 ausbilden, wobei die ringförmigen Aufstellungen 54 und/oder die ringförmigen Bereiche 53 benachbarter Stapelscheiben 50 miteinander abgedichtet verbunden sind, um einen abgedichteten Kanal als Kältemitteldurchquerungskanal 120, 129, 130 131, 132 auszubilden.
Der Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 ist also, dass zwischen dem ersten Block 102 und dem zweiten Block 110 ein dritter Block 160 eines dritten Wärmeübertragers 180, welcher als innerer Wärmeübertrager ausgebildet ist, verschaltet ist, wobei der dritte Block 160 fünfte Fluidkanäle 161 für Kältemittel und sechste Fluidkanäle 162 für Kältemittel aufweist. Dabei hat das Kältemittel 105 allerdings unterschiedliche Temperaturen in den Fluidkanälen 161 und 162, weil es aus unterschiedlichen Wärmeübertragern 103, 111 stammt.
Der dritte Block 160 hat einen fünften Kältemitteleinlass 170 und einen fünften Kältemittelauslass 171, welche mit den fünften Fluidkanälen 161 kommunizieren und der dritte Block 160 hat einen sechsten Kältemitteleinlass 172 und einen sechsten Kältemittelauslass 173, welche mit den sechsten Fluidkanälen 162 kommunizieren.
Die Verschaltung ist dabei so, dass der erste Kältemittelauslass 118 des ersten Blocks 102 über den fünften Kältemitteleinlass 170, die fünften Fluidkanäle 161 und den fünften Kältemittelauslass 171 mit dem zweiten Kältemitteleinlass 119 des zweiten Blocks 110 in Fluidverbindung steht, wobei der zweite Block 110 derart verschaltet ist, dass am dritten Kältemittelauslass 123 das Kältemittel 105 aus dem zweiten Block 110 ausströmbar ist und über den sechsten Kältemitteleinlass 172, die sechsten Fluidkanäle 162 und den sechsten Kältemittelauslass 173 aus dem dritten Block 160 ausströmbar ist.
Im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 ist der Unterkühlungsabschnitt 127 beispielsweise zweiflutig durchströmt, so dass es zu einer Umlenkung des Kältemittels 105 im Unterkühlungsabschnitt 127 kommt.
Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragermoduls 201, welches einen ersten Block 202 aufweist, welcher einen ersten Wärmeübertrager 203 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Kondensator ausgebildet ist. Der erste Wärmeübertrager 203 ist dabei in einen Kältemittelkreislauf 204 verschaltbar, so dass er von einem Kältemittel 205 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der erste Wärmeübertrager 203 in einem Kreislauf 206 von einem ersten flüssigen Kühlmittel 207 verschaltet, so dass das erste flüssige Kühlmittel 207 durch den ersten Wärmeübertrager 203 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 205 steht. Dadurch wird das Kältemittel 205 in dem als Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager 203 enthitzt, kondensiert und gegebenenfalls auch unterkühlt. Das erste flüssige Kühlmittel 207 wird dabei erwärmt.
Dabei ist der erste Wärmeübertrager 203 als erster Block 202 des Wärmeübertragermoduls 201 ausgebildet. Der erste Block 202 weist dazu erste Fluidkanäle 208 für Kältemittel 205 und zweite Fluidkanäle 209 für das erste flüssige Kühlmittel 207 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 208, 209 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Dabei weist das Wärmeübertragermodul 201 auch einem zweiten Block 210 auf, welcher einen zweiten Wärmeübertrager 211 ausbildet, welcher als flüssigkeitsgekühlter Chiller ausgebildet ist. Der zweite Wärmeübertrager 211 ist dabei in dem Kältemittelkreislauf 204 verschaltbar, so dass er auch von dem Kältemittel 205 durchströmbar ist.
Weiterhin ist der zweite Wärmeübertrager 211 in einem Kreislauf 212 von einem zweiten flüssigen Kühlmittel 213 verschaltet, so dass das zweite flüssige Kühlmittel 213 durch den zweiten Wärmeübertrager 211 durchströmbar ist und dabei in Wärmeübertragung mit dem Kältemittel 205 steht. Dadurch wird das Kältemittel 205 in dem als Chiller ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager 211 verdampft. Das zweite flüssige Kühlmittel 213 wird dabei abgekühlt.
Dabei ist der zweite Wärmeübertrager 211 als zweiter Block 210 des Wärmeübertragermoduls 201 ausgebildet. Der zweite Block 210 weist dazu dritte Fluidkanäle 214 für Kältemittel 205 und vierte Fluidkanäle 215 für das zweite flüssige Kühlmittel 213 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 214, 215 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Weiterhin weist das Wärmeübertragermodul ein Expansionsventil 216 auf.
Zwischen dem ersten Block 202 und dem zweiten Block 210 ist ein dritter Block 260 vorgesehen. Der dritte Block 260 weist dazu fünfte Fluidkanäle 261 für Kältemittel 205 aus dem ersten Block 202 und sechste Fluidkanäle 262 für Kältemittel 205 aus dem zweiten Block 210 auf. Dabei können sich die Fluidkanäle 261, 262 beispielsweise abwechseln oder in einer anderen Reihenfolge oder Schichtung anordnen.
Der erste Block 202, der zweite Block 210, der dritte Block 260 und das Expansionsventil 216 sind als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet. Dies bedeutet, dass beide Blöcke 202 und 260 sowie die Blöcke 260 und 210 beispielsweise jeweils miteinander verbunden sind, wie verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt sind oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden sind. Das Expansionsventil 216 ist an dem zweiten Block 210 befestigt, beispielsweise verlötet, verschraubt, verschweißt oder verklebt oder anderweitig formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden.
Der erste Block 202, also der erste Wärmeübertrager 203, weist einen ersten Kältemitteleinlass 217 und einen ersten Kältemittelauslass 218 auf.
Der zweite Block 210 weist einen zweiten Kältemitteleinlass 219, einen ersten Kältemitteldurchquerungskanal 220, einen zweiten Kältemittelauslass 221 und einen dritten Kältemitteleinlass 222 und einen dritten Kältemittelauslass 223 auf.
Das Expansionsventil 216 weist einen vierten Kältemitteleinlass 224 und einen vierten Kältemittelauslass 225 auf.
Der dritte Block 260 weist einen fünften Kältemitteleinlass 270, einen fünften Kältemittelauslass 271 und einen sechsten Kältemitteleinlass 272 und einen sechsten Kältemittelauslass 273 auf. Der fünfte Kältemitteleinlass 270 wird durch die fünften Fluidkanäle 261 mit dem fünften Kältemittelauslass 271 verbunden und der sechste Kältemitteleinlass 272 wird durch die sechsten Fluidkanäle 262 mit dem sechsten Kältemittelauslass 273 verbunden.
Die Verschaltung der Blöcke 102, 210, 260 und des Expansionsventils 216 ist dabei folgendermaßen:

Der erste Kältemittelauslass 218 des ersten Blocks 202 steht mit dem fünften Kältemitteleinlass 270 des dritten Blocks 260 in Fluidverbindung. Der fünfte Kältemittelauslass 271 ist mit dem zweiten Kältemitteleinlass 219 fluidverbunden.

Im dritten Ausführungsbeispiel der 3 ist der erste Block 202 derart ausgebildet, dass Kältemittel 205 über den ersten Kältemitteleinlass 217 in den ersten Block 202 einströmen kann, danach die ersten Fluidkanäle 208 des ersten Blocks 202 von dem Kältemittel 205 durchströmt werden und das Kältemittel 205 durch den ersten Kältemittelauslass 218 aus dem ersten Block 202 ausströmen kann.
In seiner Funktion als Kondensator weist der erste Wärmeübertrager 203 des ersten Blocks 202 und damit auch der erste Block 202 einen Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 226 und einen Unterkühlungsabschnitt 227 auf. Im Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 226 wird das Kältemittel 205 von seiner Temperatur beim Eintritt in den ersten Block 202 auf Kondensationstemperatur enthitzt, also abgekühlt. Im Unterkühlungsabschnitt 227 wird das kondensierte Kältemittel 205 von seiner Kondensationstemperatur aus weiter abgekühlt, also unterkühlt.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Unterkühlungsabschnitt 227 beispielsweise einflutig oder ungeradzahlig flutig durchströmt, so dass es zu keiner Umlenkung der zu einer geradzahligen Umlenkung des Kältemittels 205 im Unterkühlungsabschnitt 227 kommt.
In 3 ist zu erkennen, dass optional zwischen dem Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 226 und dem Unterkühlungsabschnitt 227 ein Kältemittelsammler 228 verschaltet angeordnet ist.
Zur Verschaltung des Kältemittelsammlers 228 weist der erste Block 202 einen zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 229 und einen dritten Kältemitteldurchquerungskanal 230 auf. Dabei fluidverbindet der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 229 den Enthitzungs- und Kondensierabschnitt 226 mit dem Kältemittelsammler 228 und der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 230 fluidverbindet den Kältemittelsammler 228 mit dem Unterkühlungsabschnitt 227. Das Kältemittel 205 strömt daher am Ende des Enthitzungs- und Kondensierabschnitts 226 durch den zweiten Kältemitteldurchquerungskanal 229, durch den Kältemittelsammler 228 und danach durch den dritten Kältemitteldurchquerungskanal 230 hin zum Unterkühlungsabschnitt 227.
Der zweite Kältemitteleinlass 219 des zweiten Blocks 210 steht über den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 220 mit dem zweiten Kältemittelauslass 221 des zweiten Blocks 210 in Fluidverbindung. Der zweite Kältemittelauslass 221 des zweiten Blocks 210 steht mit dem vierten Kältemitteleinlass 224 des Expansionsventils 216 in Fluidverbindung und der vierte Kältemittelauslass 225 des Expansionsventils 216 steht mit dem dritten Kältemitteleinlass 222 des zweiten Blocks 210 in Fluidverbindung. So wird das Expansionsventil 216 mit dem zweiten Block 210 verschaltet.
Der zweite Block 210 ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel 205 über den zweiten Kältemitteleinlass 219 des zweiten Blocks 210 in den zweiten Block 210 einströmt, der zweiten Block 210 durch den ersten Kältemitteldurchquerungskanal 220 von dem Kältemittel 205 durchquerbar ist und das Kältemittel 205 über den zweiten Kältemittelauslass 221 ausströmt, hin zu dem Expansionsventil 216 mit dem vierten Kältemitteleinlass 224, wobei das Expansionsventil 216 von dem Kältemittel 205 durchströmt wird und das Kältemittel 205 aus dem vierten Kältemittelauslass 225 des Expansionsventils 216 ausströmt in den dritten Kältemitteleinlass 122 des zweiten Blocks 210. Vom dritten Kältemitteleinlass 222 werden die dritten Fluidkanäle 214 des zweiten Blocks 210 durchströmt, wobei am dritten Kältemittelauslass 223 das Kältemittel 205 aus dem zweiten Block 210 ausströmt.
Dabei kann gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 optional zwischen dem dritten Kältemitteleinlass 222 und den dritten Fluidkanälen 214 des zweiten Blocks 210 ein vierter Kältemitteldurchquerungskanal 231 vorgesehen sein.
Optional kann, was in dem Ausführungsbeispiel der 3 auch gezeigt ist, zwischen den dritten Fluidkanälen 214 des zweiten Blocks 210 und dem dritten Kältemittelauslass 223 ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal 232 vorgesehen sein.
Der dritte Kältemittelauslass 223 des zweiten Blocks 210 ist mit dem sechsten Kältemitteleinlass 272 des dritten Blocks 260 fluidverbunden, wobei der fünfte Kältemitteleinlass 270 des dritten Blocks 260 mit dem ersten Kältemittelauslass 218 des ersten Blocks 202 fluidverbunden ist. Der fünfte Kältemittelauslass 271 des dritten Blocks 260 ist mit dem zweiten Kältemitteleinlass 219 des zweiten Blocks 210 fluidverbunden. Aus dem sechsten Kältemittelauslass 273 wird das Kältemittel 205 aus dem Wärmeübertragermodul 201 ausgelassen.
Der dritte Block 260 ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel 205 über den fünften Kältemitteleinlass 270 des dritten Blocks 260 in den dritten Block 260 einströmt, der dritte Block 260 durch die fünften Fluidkanäle 261 durchströmt und das Kältemittel 205 über den fünften Kältemittelauslass 271 aus den dritten Block 260 ausströmt, hin zu dem zweiten Block 210. Weiterhin wird Kältemittel 205 von dem zweiten Block 210 aus dem dritten Kältemittelauslass 223 in den sechsten Kältemitteleinlass 272 des dritten Blocks 260 eingeströmt. Der dritte Block 260 wird von Kältemittel 205 durch die sechsten Fluidkanäle 262 durchströmt und das Kältemittel 205 strömt über den sechsten Kältemittelauslass 273 aus den dritten Block 260 aus.
Gemäß einem vorteilhaften Gedanken kann bzw. können der erste Block 202 und/oder der zweite Block 210 und/oder auch weitere Blöcke, wie beispielsweise auch der dritte Block 260, in Stapelscheibenbauweise ausgebildet sein, mit einer Aufeinanderstapelung von Stapelscheiben 50, siehe 4, wobei in den Stapelscheiben 50 Öffnungen 51 zum Ein- und Ausströmen von Kältemittel 205 und/oder flüssigem Kühlmittel vorgesehen sind und dass zwischen benachbarten Stapelscheiben 50 erste Fluidkanäle 208, zweite Fluidkanäle 209, dritte Fluidkanäle 214 und/oder vierte Fluidkanäle 215 und optional auch fünfte Fluidkanäle 261 und/oder sechste Fluidkanäle 262 ausgebildet sind.
Dabei dienen die Stapelscheiben 50 auch dazu, dass der erste Kältemitteldurchquerungskanal 220, der zweite Kältemitteldurchquerungskanal 229, der dritte Kältemitteldurchquerungskanal 230 und/oder der vierte Kältemitteldurchquerungskanal 231 und/oder weitere Kältemitteldurchquerungskanäle, wie beispielsweise ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal 232 gebildet wird bzw. werden, wobei die Stapelscheiben Öffnungen 52 und die Öffnungen 52 umgebende ringförmige Bereiche 53 und/oder ringförmige Aufstellungen 54 ausbilden, wobei die ringförmigen Aufstellungen 54 und/oder die ringförmigen Bereiche 53 benachbarter Stapelscheiben 50 miteinander abgedichtet verbunden sind, um einen abgedichteten Kanal als Kältemitteldurchquerungskanal 220, 229, 230 231, 232 auszubilden.

Claims

Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) mit einem ersten Block (2, 102, 202) eines ersten Wärmeübertragers (3, 103, 203), welcher als flüssigkeitsgekühlter Kondensator ausgebildet ist, wobei der erste Block (2, 102, 202) erste Fluidkanäle (8, 108, 208) für Kältemittel (5, 105, 205) und zweite Fluidkanäle (9, 109, 209) für ein erstes flüssiges Kühlmittel (7, 107, 207) aufweist, weiterhin mit einem zweiten Block (10, 110, 210) eines zweiten Wärmeübertragers (11, 111, 211), welcher als flüssigkeitskühlender Chiller ausgebildet ist, wobei der zweite Block (10, 110, 210) dritte Fluidkanäle (14, 114, 214) für Kältemittel (5, 105, 205) und vierte Fluidkanäle (15, 115, 215) für ein zweites flüssiges Kühlmittel (13, 113, 213) aufweist, und weiterhin mit einem Expansionsventil (16, 116, 216), wobei der erste Block (2, 102, 202), der zweite Block (10, 110, 210) und das Expansionsventil (16, 116, 216) als miteinander verbunden ausgebildete Baueinheit ausgebildet sind, wobei der erste Block (2, 102, 202) einen ersten Kältemitteleinlass (17, 117, 217) und einen ersten Kältemittelauslass (18, 118, 218) aufweist und der zweite Block (10, 110, 210) einen zweiten Kältemitteleinlass (19, 119, 219), einen ersten Kältemitteldurchquerungskanal (20, 120, 220), einen zweiten Kältemittelauslass (21, 121, 221) und einen dritten Kältemitteleinlass (22, 122, 222) und einen dritten Kältemittelauslass (23, 123, 223) aufweist, wobei das Expansionsventil (16, 116, 216) einen vierten Kältemitteleinlass (24, 124, 224) und einen vierten Kältemittelauslass (25, 125, 225) aufweist, derart, dass der erste Kältemittelauslass (18, 118, 218) des ersten Blocks (2, 102, 202) mit dem zweiten Kältemitteleinlass (19, 119, 219) des zweiten Blocks (10, 110, 210) in Fluidverbindung steht, der zweite Kältemitteleinlass (19, 119, 219) des zweiten Blocks (10, 110, 210) über den ersten Kältemitteldurchquerungskanal (20, 120, 220) mit dem zweiten Kältemittelauslass (21, 121, 221) des zweiten Blocks (10, 110, 210) in Fluidverbindung steht, der zweite Kältemittelauslass (21, 121, 221) des zweiten Blocks (10, 110, 210) mit dem vierten Kältemitteleinlass (24, 124, 224) des Expansionsventils (16, 116, 216) in Fluidverbindung steht und der vierte Kältemittelauslass (25, 125, 225) des Expansionsventils (16, 116, 216) mit dem dritten Kältemitteleinlass (22, 122, 222) des zweiten Blocks (10, 110, 210) in Fluidverbindung steht.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (2, 102, 202) derart ausgebildet ist, dass Kältemittel (5, 105, 205) über den ersten Kältemitteleinlass (17, 117, 217) in den ersten Block (2, 102, 202) einströmbar ist, die ersten Fluidkanäle (8, 108, 208) des ersten Blocks (2, 102, 202) von dem Kältemittel (5, 105, 205) durchströmbar sind und das Kältemittel (5, 105, 205) durch den ersten Kältemittelauslass (18, 118, 218) aus dem ersten Block (2, 102, 202) ausströmbar ist.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (2, 102, 202) einen Enthitzungs- und Kondensierabschnitt (26, 126, 226) und einen Unterkühlungsabschnitt (27, 127, 227) aufweist, wobei optional zwischen dem Enthitzungs- und Kondensierabschnitt (26, 126, 226) und dem Unterkühlungsabschnitt (27, 127, 227) ein Kältemittelsammler (28, 128, 228) verschaltet angeordnet ist.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (2, 102, 202) einen zweiten Kältemitteldurchquerungskanal (29, 129, 229) und einen dritten Kältemitteldurchquerungskanal (30, 130, 230) aufweist, wobei der zweite Kältemitteldurchquerungskanal (29, 129, 229) den Enthitzungs- und Kondensierabschnitt (26, 126, 226) mit dem Kältemittelsammler (28, 128, 228) fluidverbindet und der dritte Kältemitteldurchquerungskanal (30, 130, 230) den Kältemittelsammler (28, 128, 228) mit dem Unterkühlungsabschnitt (27, 127, 227) fluidverbindet.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Block (10, 110, 210) derart ausgebildet ist, dass das Kältemittel (5, 105, 205) über den zweiten Kältemitteleinlass (19, 119, 219) des zweiten Blocks (10, 110, 210) in den zweiten Block (10, 110, 210) einströmbar ist, der zweiten Block (10, 110, 210) durch den ersten Kältemitteldurchquerungskanal (20, 120, 220) von dem Kältemittel (5, 105, 205) durchquerbar ist und das Kältemittel (5, 105, 205) über den zweiten Kältemittelauslass (21, 121, 221) ausströmbar ist hin zu dem Expansionsventil (16, 116, 216) mit dem vierten Kältemitteleinlass (24, 124, 224), wobei das Expansionsventil (16, 116, 216) von dem Kältemittel (5, 105, 205) durchströmbar ist und das Kältemittel (5, 105, 205) aus dem vierten Kältemittelauslass (25, 125, 225) des Expansionsventils (16, 116, 216) ausströmbar ist in den dritten Kältemitteleinlass (22, 122, 222) des zweiten Blocks (10, 110, 210), vom dritten Kältemitteleinlass (22, 122, 222) die dritten Fluidkanäle (14, 114, 214) des zweiten Blocks (10, 110, 210) durchströmbar sind, wobei am dritten Kältemittelauslass (23, 123, 223) das Kältemittel (5, 105, 205) aus dem zweiten Block (10, 110, 210) ausströmbar ist, wobei optional zwischen dem dritten Kältemitteleinlass (22, 122, 222) und den dritten Fluidkanälen (14, 114, 214) des zweiten Blocks (10, 110, 210) ein vierter Kältemitteldurchquerungskanal (31, 131, 231) und/oder optional zwischen den dritten Fluidkanälen (14, 114, 214) des zweiten Blocks (10, 110, 210) und dem dritten Kältemittelauslass (23, 123, 223) ein fünfter Kältemitteldurchquerungskanal (132, 232) vorgesehen ist.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Block (2, 102, 202) und dem zweiten Block (10, 110, 210) ein dritter Block (160, 260) eines dritten Wärmeübertragers (180), welcher als innerer Wärmeübertrager ausgebildet ist, verschaltet ist, wobei der dritte Block (160, 260) fünfte Fluidkanäle (161, 261) für Kältemittel (5, 105, 205) und sechste Fluidkanäle (162, 262) für Kältemittel (5, 105, 205) aufweist.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Block (160, 260) einen fünften Kältemitteleinlass (170, 270) und einen fünften Kältemittelauslass (171, 271) aufweist, welche mit den fünften Fluidkanälen (161, 261) kommunizieren und dass der dritte Block (160, 260) einen sechsten Kältemitteleinlass (172, 272) und einen sechsten Kältemittelauslass (173, 273) aufweist, welche mit den sechsten Fluidkanälen (162, 262) kommunizieren.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kältemittelauslass (18, 118, 218) des ersten Blocks (2, 102, 202) über den fünften Kältemitteleinlass (170, 270), die fünften Fluidkanäle (161, 261) und den fünften Kältemittelauslass (171, 271) mit dem zweiten Kältemitteleinlass (19, 119, 219) des zweiten Blocks (10, 110, 210) in Fluidverbindung steht, wobei der zweite Block (10, 110, 210) derart verschaltet ist, dass am dritten Kältemittelauslass (23, 123, 223) das Kältemittel (5, 105, 205) aus dem zweiten Block (10, 110, 210) ausströmbar ist und über den sechsten Kältemitteleinlass (172, 272), die sechsten Fluidkanäle (162, 262) und den sechsten Kältemittelauslass (173, 273) aus dem dritten Block (160, 260) ausströmbar ist.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (2, 102, 202), der zweite Block (10, 110, 210) und/oder der dritte Block (160, 260) in Stapelscheibenbauweise ausgebildet ist mit einer Aufeinanderstapelung von Stapelscheiben (50), wobei in den Stapelscheiben (50) Öffnungen (51) zum Ein- und Ausströmen von Kältemittel (5, 105, 205) und/oder flüssigem Kühlmittel vorgesehen sind und dass zwischen benachbarten Stapelscheiben (50) erste Fluidkanäle (8, 108, 208), zweite Fluidkanäle (9, 109, 209), dritte Fluidkanäle (14, 114, 214), vierte Fluidkanäle (15, 115, 215), fünfte Fluidkanäle (161, 261) und/oder sechste Fluidkanäle (162, 262) ausgebildet sind.
Wärmeübertragermodul (1, 101, 201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kältemitteldurchquerungskanal (20, 120, 220), der zweite Kältemitteldurchquerungskanal (29, 129, 229), der dritte Kältemitteldurchquerungskanal (30, 130, 230), der vierte Kältemitteldurchquerungskanal (31, 131, 231) und/oder der fünfte Kältemitteldurchquerungskanal (132, 232) von Stapelscheiben (50) gebildet wird, wobei die Stapelscheiben (50) Öffnungen (52) und die Öffnungen (52) umgebende ringförmige Bereiche (53) und/oder ringförmige Aufstellungen (54) ausbilden, wobei die ringförmigen Aufstellungen (54) und/oder die ringförmigen Bereiche (53) benachbarter Stapelscheiben (50) miteinander abgedichtet verbunden sind, um einen abgedichteten Kanal als Kältemitteldurchquerungskanal (20, 29, 30, 31, 120, 129, 130, 131, 132, 220, 229, 230, 231, 232), auszubilden.