DE10223712C1 - Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs. Dabei ist ein Kreislauf 2 eines inneren Wärmetauschfluids vorgesehen, der nacheinander eine zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Kreislaufs angeordnete Expansionseinrichtung 4, eine Verdampfereinrichtung 6, eine Verdichtereinrichtung 8, eine hochdruckseitige, im Wärmetausch zwischen dem inneren Wärmetauschfluid und Umgebungsluft stehende, Wärmetauschereinrichtung 10 für das innere Wärmetauschfluid des Kreislaufs und eine von dieser Wärmetauschereinrichtung 10 ausgangsseitig folgende Anschlußleitung 12 an die Eingangsseite der Expansionseinrichtung 4 aufweist. DOLLAR A Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung 10 in einer verrippten Flachrohrbauweise ausgebildet ist, bei der verrippte Flachrohre mit mindestens einer Sammlereinrichtung kommunizieren, welche die geometrische Längserstreckungsrichtung innerhalb der Wärmetauschereinrichtung beschreibt, und einen modularen Aufbau aufweist, bei dem eine beliebige Anzahl in Nennleistung und Druckverlust gleicher Module 18 in bezug auf ihre jeweilige geometrische Längserstreckung hintereinander, kreislaufmäßig aber parallel schaltbar ist und jedes dieser Module 18 eine der Bauart nach selbständige Wärmetauschereinheit mit Flachrohren ist, deren Verrippung jeweils nur dem betreffenden Modul zugehörig ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren
eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch
1.
Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der DE 44 32 272 C2
für eine überkritische Betriebsweise bekannt. Die DE 44 32 272 C2
bildet dabei die EP 0 424 474 B1 für die Verhältnisse
einer Klimatisierung eines Fahrzeugs weiter. In der letztge
nannten EP 0 424 474 B1 sind dabei die Verhältnisse einer un
terkritischen Betriebsweise mit denen einer überkritischen Be
triebsweise verglichen, wobei sich ergibt, daß die Merkmale des
Oberbegriffs von Anspruch 1 auch auf eine Anordnung zum Klima
tisieren eines Fahrzeugs in unterkritischer Betriebsweise zu
treffen.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders auf die Bedürfnis
se von schienengebundenen und schienenungebundenen Nutzfahrzeu
gen abgestellt, wobei ein besonderer Schwerpunkt die Klimati
sierung von Omnibussen ist. Die Erfindung hat aber auch allge
meine Bedeutung für sonstige Fahrzeuge einschließlich Personen
kraftwagen.
Bei Personenkraftwagen steht von vornherein für eine Klimati
sierungsanordnung selbst bei konstruktiver Einplanung nur wenig
Raum zur Verfügung. Das gilt in ähnlicher Weise aber auch für
Nutzfahrzeuge wie Omnibusse, bei denen beispielsweise eine Kli
matisierungseinheit in einem Dachaufbau angeordnet wird (vgl.
z. B. US 4 201 064). Im letztgenannten Fall ist es bereits be
kannt, zwei baugleiche Wärmetauscher räumlich mit nebeneinan
derliegenden Achsen und schaltungsmäßig in paralleler Betriebs
weise anzuordnen. Für unterschiedliche Typen von Omnibussen
müssen dabei aber die eingesetzten Wärmetauscher typangepaßt
jeweils individuell gefertigt werden. Das bedeutet einen erheb
lichen Herstellungsaufwand und erschwert die Lagerhaltung für
die Fertigung und für Ersatzteile. Dies ist besonders kritisch
bei Nutzfahrzeugen, bei denen jeweils nur eine relativ kleine
Anzahl eines bestimmten Bautyps gefertigt wird. Aber auch bei
der Massenherstellung für PKW's stellen sich bei der jetzt üb
lichen harten Kostenkalkulation ähnliche Probleme.
In der letzten Zeit ist man bei Klimatisierungseinrichtungen
für Personenkraftwagen dazu übergegangen, für die hochdrucksei
tige Wärmetauschereinrichtung Flachrohrwärmetauscher wegen de
ren besonders günstigen spezifischen Leistungsgewichtes einzu
setzen (vgl. z. B. EP 0 219 974 A2). Derartige Flachrohrwärme
tauscher werden jetzt üblicherweise aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung gefertigt und miteinander hartverlötet. Bei
größeren Nutzfahrzeugen, insbesondere Omnibussen, hat die Fer
tigung einer hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung im Klima
tisierungskreislauf in Flachrohrbauweise bisher praktisch noch
keinen Eingang gefunden. Das gilt auch dann, wenn eine Klimati
sierungseinheit in einem Dachaufbau geborgen ist. Der Grund
liegt darin, daß die Herstellung von Wärmetauschern hoher Lei
stung, wie sie beispielsweise bei Omnibussen gefordert ist, in
Flachrohrbauweise Schwierigkeiten macht, die auch mit dem Hart
verlötungsprozeß relativ großer Wärmetauscher zusammenhängen,
so daß die mit diesen Herstellungsschwierigkeiten verbundenen
relativ großen Herstellungskosten sich bei den relativ geringen
Stückzahlen nicht rechnen.
Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine Anord
nung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1 weiter zu rationalisieren, wobei
zunächst besonderes Augenmerk auf die hochdruckseitige Wärme
tauschereinrichtung gelegt wird. Bei dieser handelt es sich bei
einem unterkritischen Betrieb um eine Verflüssigereinrichtung
und bei einem überkritischen Betrieb um einen Gaskühler (vgl.
Ansprüche 7 und 5).
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung verkörpert dabei die Verknüpfung von zwei jeweils
für sich aus dem genannten Stand der Technik nicht nahegelegten
Prinzipien.
Zum einen wird davon abgegangen, die Dimensionierung der hoch
druckseitigen Wärmetauscher in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp
vorzunehmen. Es wird vielmehr das Hauptargument auf eine Ver
einfachung von Herstellung, Lagerhaltung und Bereitstellung
solcher Wärmetauscher gelegt.
Im Idealfall wird dabei sogar nur noch ein einziger Bautyp ei
nes Wärmetauschermoduls eingesetzt, der mindestens in Richtung
Nennleistung und Druckverlust und vorzugsweise auch hinsicht
lich Aufbau und Dimensionierung aller Komponenten auf eine Bau
form normiert ist. Bei höherem Bedarf an Nennleistung erfolgt
dann je nach den Anforderungen eine baukastenmäßige Zusammen
setzung aus derartigen einheitlich normierten Modulen. Der Er
findungsgedanke ist geometrisch besonders anschaulich dann,
wenn mindestens zwei derartige Module miteinander verschaltet
werden. Aber selbst wenn nur ein einziges derartiges Modul ein
gesetzt wird, ist der Erfindungsgedanke bereits erfüllt, wenn
dieses Modell aus dem genannten Baukastensatz stammt, der auch
zum Aufbau von Wärmetauschern beispielsweise doppelter Nennlei
stung durch Verschaltung von zwei Modulen Anwendung finden
kann. Dies ist nicht zu verwechseln mit der altbekannten Kon
struktionsweise, gegebenenfalls nur einen einzigen Wärmetau
scher einzusetzen, diesen jedoch aber bedarfsweise für jeden
Bautyp eines Fahrzeugs neu zu dimensionieren und zu gestalten.
Zum anderen setzt die Erfindung eine neuartige Verknüpfung von
derartigen Modulen für den Fall ein, daß die hochdruckseitige
Wärmetauschereinrichtung aus mindestens zwei derartigen Modulen
zusammengesetzt ist. Zur Definition dieser neuartigen Verknüp
fungsweise wird davon ausgegangen, daß im Einklang mit der
schon genannten EP 0 219 974 A2 einem üblichen Wärmetauscher in
Flachrohrbauweise eine Längserstreckungsrichtung zugeordnet
werden kann, welcher durch mindestens ein Sammelrohr an der ei
nen Endseite der Flachrohre bestimmt ist, die alle mit diesem
Sammelrohr kommunizieren. In dem genannten parallelen Fall sind
sogar zwei Sammelrohre oder allgemein Sammler an beiden Enden
der Flachrohre angeordnet.
Nach dem zweiten Grundprinzip der Erfindung ist vorgesehen, daß
bei einer Leistungsanforderung über die Leistung hinaus, welche
schon ein Modul zur Verfügung stellt, mindestens zwei Module in
der durch die Sammler bestimmten Längsrichtung hintereinander
geometrisch angeordnet werden, dabei aber jeder von diesen Mo
dulen für sich bei dieser geometrischen Hintereinanderanordnung
im Kreislauf von dem inneren Wärmetauschfluid parallel beauf
schlagt werden. Bei Verwendung mehrerer Module wird dabei die
Leistung vervielfacht, ohne daß der Druckabfall an der aus meh
reren Modulen in dieser Weise zusammengesetzten Wärmetauscher
einrichtung nennenswert verändert wird und ohne daß die Lei
stungsanforderung an das einzelne Modul verändert wird. Dieses
erfindungsgemäße Prinzip ist in keiner Weise mit der Anordnung
der US 4 201 064 vergleichbar, wo die beiden gleichartigen
Wärmetauscher nicht geometrisch hintereinander, sondern geome
trisch nebeneinander angeordnet sind. Bei dieser bekannten An
ordnung würde die konsequente Anwendung der Erfindung bedeuten,
beide Wärmetauscher jeweils für sich in geometrisch hinterein
ander angeordnete Module zu zerlegen, die aber weiterhin jeder
für sich vom inneren Wärmetauschfluid parallel beaufschlagt
bleiben. Diese Module bleiben dabei raummäßig klein und noch
relativ einfach herstellbar.
Es ist an sich bekannt (DE 38 43 305 A1), bei einem Verflüssi
ger für ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage, bei der das
Kältemittel das innere Wärmetauschfluid darstellt, in Flach
rohrbauweise mehrere parallel vom Kältemittel beaufschlagte
Wärmetauscherschlangen in einer Baueinheit zusammen zu fassen,
bei der die Verrippung allen Schlangen gemeinsam ist. Abgesehen
davon, daß die vom Fahrzeugtyp unabhängige Bautypennormierung
der erfindungsgemäßen Anordnung nicht vorgesehen ist, handelt
es sich nicht, wie bei der Erfindung, um eine geometrische Hin
tereinanderanordnung von einzelnen Modulen, die wegen des Nor
mierungsgedankens jeweils nur dem betreffenden Modul zugehörige
gesonderte Verrippungen haben.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 spezialisiert die geometri
sche Hintereinanderordnung von mindestens zwei Modulen auf eine
solche, bei der diese Hintereinanderordnung sogar mit axialer
Fluchtung der Sammlereinrichtungen vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist die Richtung der geometrischen Hintereinander
ordnung auch mehr oder minder mit der Längsrichtung des Fahr
zeugs gemeinsam.
Anderseits kann man aber auch einen Winkel zwischen den Längs
erstreckungsrichtungen der mindestens zwei Module vorsehen. Das
gilt insbesondere dann, wenn die geometrische Längserstrec
kungsrichtung innerhalb der Wärmetauschereinrichtung quer zum
Fahrzeug ausgerichtet ist.
Wie erwähnt ist bei überkritischer Auslegung des Kreislaufs die
Wärmetauschereinrichtung üblicherweise ein Gaskühler; dann ist
zweckmäßig eine Sammlereinrichtung in der Niederdruckseite des
Kreislaufs einbezogen, was an sich aus der schon zur Bildung
des Oberbegriffs von Anspruch 1 herangezogenen DE 44 32 272 C2
an sich bekannt ist (vgl. insbesondere deren Fig. 3 mit Be
schreibung).
Wenn dann bei unterkritischer Auslegung des Kreislaufs die Wär
metauschereinrichtung in ebenfalls schon angesprochener Weise
eine Verflüssigereinrichtung ist, ist vorzugsweise vorgesehen,
daß eine Sammlereinrichtung in der Hochdruckseite und/oder der
Niederdruckseite des Kreislaufseinbezogen ist.
Im Idealfall ist die Erfindung dann verkörpert, wenn alle in
Frage kommenden hochdruckseitigen Wärmetauschereinrichtungen
aus der gleichen Modulbauart aufgebaut werden können, sei es
unter Einsatz nur eines Moduls, sei es unter der geschilderten
Vereinigung mehrerer Module.
Es ist aber nicht ausgeschlossen, daß auch noch andersartig
ausgelegte Bauarten von Modulen mit verwendet werden.
Ein Sonderfall hiervon besteht darin, daß mindestens ein weite
res Modul für eine Spezialfunktion anders als die sonstigen Mo
dule gestaltet ist. Das gilt beispielsweise dann, wenn in einem
zusätzlichen Weg des Kreislaufs eine Gegenstromwärmetauschein
richtung zwischen dem hochdruckseitigen und dem niederdrucksei
tigen inneren Wärmetauschfluid vorgesehen ist, was an sich be
kannt ist (wiederum DE 44 32 272 C2, Fig. 3 mit Beschreibung).
Da in einem solchen Fall beide Wärmetauschflächen des Sammlers
von dem inneren Wärmetauschfluid beaufschlagt werden, erübrigt
sich in einem solchen Wärmetauschermodul eine äußere Verrip
pung.
Es ist aber nicht ausgeschlossen, daß auch Module mit äußerer
Verrippung in einem zusätzlichen Kreislauf oder einem zusätzli
chen Weg eingesetzt werden und dabei in die normierte Bauart
gemäß der Erfindung mit einbezogen sind (vgl. Anspruch 30).
Ferner ist nicht ausgeschlossen, daß die Wärmetauschereinrich
tung mindestens zwei Sätze von jeweils in beliebiger Anzahl je
weils gleich in Nennleistung und Druckverlust untereinander
bauartgleichen Modulen aufweist, wobei in verschiedenen Sätzen
mindestens die Nennleistung unterschiedlich ist. Es kann dabei
dem Fachmann überlassen bleiben, ob dabei die Gestaltung derar
tiger Module allein aus numerischen Gesichtspunkten wie Halbie
rung oder Verdoppelung der Leistung abgeleitet wird oder sich
nach spezielleren Anforderungen der zu bedienenden Bautypen von
Fahrzeugen richtet.
Bei der unterschiedlichen Leistungsanforderung an hochdrucksei
tige Wärmetauschereinrichtungen für unterschiedliche Fahrzeug
typen kommt der durch die Erfindung erreichbare Vorteil schon
dann voll zur Geltung, wenn er sich allein bei der Herstellung
von hochdruckseitigen Wärmetauschern unterschiedlicher Leistung
auswirkt. Diese können nämlich dann bei der Herstellung bauka
stenmäßig aus den mindestens leistungsmäßig genormten Modulen
aufgebaut werden. Aus diesen kann dann, gegebenenfalls mit an
deren Teilen, ein Wärmetauscher jeweils gewünschter Leistung
aufgebaut werden, bei dem dann die Module dauerhaft integriert
sind (vgl. Anspruch 10). In diese dauerhafte Integration kann
man dann auch noch andere Teile mit einbeziehen, wie etwa eine
Anschlußverzweigung (vgl. Ansprüche 12 bis 16). Bei entspre
chender konstruktiver Vorbereitung kann man aber auch geome
trisch hintereinander und schaltungsmäßig parallel angeordnete
Module lösbar in der hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung
anordnen, etwa wenn dies aus den Gesichtspunkten leichterer
Wartung bzw. leichterer Reparatur erwünscht ist. Diese lösbare
Anordnung schließt nicht aus, die genannten weiteren Teile dann
auch wahlweise lösbar oder dauerhaft integriert in der betref
fenden hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung anzuordnen.
Bei Flachrohrwärmetauschern verlaufen die verrippten Flachrohre
konventionell geradlinig zwischen zwei parallel zueinander ver
laufenden Sammeleinrichtungen, beispielsweise zwei Sammelrohren
(vgl. z. B. erneut EP 0 219 974 A2). Im Rahmen der Erfindung
wird die achsparallele Anordnung von Sammlereinrichtungen
zweckmäßig beibehalten, dem Verlauf der Flachrohre zwischen den
beiden Sammlereinrichtungen jedoch eine Krümmung verliehen
(vgl. Ansprüche 17 bis 19). Hierdurch wird mindestens ein Frei
raum für den Einbau mindestens eines weiteren Elementes gewon
nen, beispielsweise eines Axiallüfters, wenn dies erfindungsge
mäß der Anordnung in einem Dachaufbau des Fahrzeugs bereitge
stellt wird. Derartige Dachaufbauten sind beispielsweise bei
Omnibussen oder größeren Nutzfahrzeugen üblich, vgl. die schon
erwähnte US 4 201 064 oder auch die DE 32 24 895 C2 und die
DE 34 06 249 C2.
Bei den letztgenannten bekannten Dachaufsätzen sind jeweils
baugleiche Verdampfer in Betracht gezogen, welche zu beiden
Seiten des Dachaufsatzes angeordnet sind und beispielsweise bei
einem Omnibus solche Luft klimatisieren, die an den beiden
seitlichen Fensterfronten des Omnibusses in den Fahrgastraum
eingeleitet wird. Man kann im Rahmen der erfindungsgemäßen An
ordnung aber auch dieselbe hochdruckseitige Wärmetauscheinrich
tung mit verschiedenen Verdampfern zur Klimatisierung unter
schiedlicher Klimatisierungszonen des Fahrzeugs verwenden (vgl.
Anspruch 21).
Eine im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugte Konstrukti
onsweise - für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird -
besteht dann darin, mindestens einen Verdampfer der Verdampfer
einrichtung analog zu den Modulen der hochdruckseitigen Wärme
tauscheinrichtung aus mindestens zwei Verdampfermodulen zusam
men zu setzen, welche unter Bezug auf ihre Sammeleinrichtung
geometrisch hintereinander angeordnet werden, jedoch unterein
ander parallel vom inneren Wärmetauschfluid beaufschlagt wer
den.
Diese modulare Aufbauweise der Verdampfer kann man im Grenzfall
für die ganze Verdampfereinrichtung vorsehen. Sie bietet aber
auch bereits dann deutliche Vorteile, wenn nur ein Verdampfer
für eine bestimmte Klimazone derart modular aufgebaut wird, der
besonders hohe Leistungsanforderungen hat und bei dem bei un
terschiedlichen Fahrzeugtypen die Leistungsanforderungen sehr
unterschiedlich sind. Das kann beispielsweise für die Klimati
sierung eines Fahrgastraumes oder eines größeren Nutzraumes der
Fall sein, während man mit einem einzigen Bautyp eines Verdamp
fers für den Fahrerplatz auskommen kann (vgl. Ansprüche 22 und
23). Für den Fall, daß nur ein einziger Verdampfer für die Kli
matisierung des Fahrerplatzes benötigt wird, ist dabei vorzugs
weise vorgesehen, auch diesen einzigen Verdampfer aus dem Bau
kasten von Verdampfermodulen einzusetzen, die sonst für den Zu
sammenbau Leistungsstärkerer Verdampfer eingesetzt werden.
Die Verdampfermodule sind ebenso wie die Module der hochdruck
seitigen Wärmetauschereinrichtung jeweils für sich zum Wärme
tausch mit dem äußeren Wärmetauschfluid, im allgemeinen der Um
gebungsluft, verrippt. Man kommt jedoch in der Praxis mit einer
Bauweise aus, bei der die verrippten Rohre Rundrohre oder al
lenfalls ovale Rohre sind, da Flachrohre nur im relativ selte
nen Einzelfall für die Verdampfer weitere Vorteile bieten.
Eine Verdampfereinrichtung ist funktionell mit der Expansions
einrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung verknüpft. Die An
sprüche 26 bis 28 geben verschiedene Möglichkeiten an, diese
Verknüpfung auch in Bezug auf die Verdampfermodule zu realisie
ren.
Unabhängig davon, ob die erfindungsgemäße Anordnung Module der
hochdruckseitigen Wärmetauschereinrichtung und/oder Verdampfer
module enthält, wird die erfindungsgemäße Anordnung zweckmäßig
gemäß den Ansprüchen 29 bzw. 30 ausgelegt.
Nach Anspruch 29 kann ein bestimmtes Modul der hochdruckseiti
gen Wärmetauschereinrichtung oder auch ein Verdampfermodul aus
dem Baukasten solcher Module auch für einen Sonderzweck einge
setzt werden, nämlich beispielsweise innerhalb eines zusätzli
chen Kreislaufes oder aber auch nur eines zusätzlichen Weges
desselben Kreislaufs.
Andererseits erhält man eine Rationalisierung des Aufbaus der
ganzen Anordnung im Sinne von Anspruch 30 dann, wenn von ver
schiedenen Quellen herangeführte Luft als äußeres Wärmetausch
fluid mit derselben hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung in
Wärmetausch tritt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun
gen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Basisschaltung einer Anordnung zum Klimatisieren
eines Fahrzeugs;
Fig. 2 und Fig. 3 zwei ergänzte Varianten von Fig. 1;
Fig. 4a bis 7a Seitenansichten sowie
Fig. 4b bis 7b Stirnansichten eines modularen Aufbaus einer
Hochdruckseitigen Wärmetauschereinrichtung, wie sie bei den
Fig. 1 bis 3 Anwendung finden kann;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten An
schlußweise von Modulen der hochdruckseitigen Wärmetauscherein
richtung;
Fig. 9 und Fig. 10 zwei weitere Anordnungsvarianten von Fig.
1, wobei Fig. 10 eine erste Möglichkeit der Anordnung von meh
reren Verdampfermodulen zeigt;
Fig. 11 in Seitenansicht eine prinzipielle Darstellung der
geometrischen Anordnung und Verschaltung von zwei Verdampfermo
dulen;
Fig. 12 eine weitere Variante von Fig. 1 mit Einbeziehung von
zwei Verdampfermodulen sowie
Fig. 13 eine seitliche Schnittdarstellung eines die erfin
dungsgemäße Anordnung enthaltenden Dachaufsatzes auf einem
Fahrzeug, insbesondere Omnibusse oder großem Nutzfahrzeug.
Fig. 1 zeigt einen geschlossenen Kreislauf eines inneren Wär
metauschfluids zum Klimatisieren eines Fahrzeugs, insbesondere
eines Omnibusses oder größeren Nutzfahrzeuges.
Es gibt zwei typische Betriebsweisen eines solchen Kreislaufs,
nämlich einen unterkritischen Betrieb und einen überkritischen
Betrieb. Die unterkritische Betriebsweise ist die bisher kon
ventionelle, bei der als inneres Wärmetauschfluid früher FCKW,
jetzt weniger umweltgefährliche Kältemittel, wie beispielsweise
R134a, eingesetzt werden. Bei der unterkritischen Betriebsweise
erfolgt auf der Hochdruckseite ein Phasenwechsel. Neuerdings
zieht man als inneres Wärmetauschfluid beispielsweise CO2 in
Betracht, welches geringere Umweltrisiken mit sich bringt.
Hierbei kommt es auf der Hochdruckseite zu sehr hohen Drucken,
ohne daß es dabei auf der Hochdruckseite zu einem Phasenwechsel
kommt.
Unabhängig davon, ob es sich um eine unterkritische oder eine
überkritische Betriebsweise handelt, enthält der Kreislauf ba
sismäßig folgende Komponenten: eine Expansionseinrichtung 4,
eine entsprechend dem Kreislaufsymbol nachfolgende Verdampfer
einrichtung 6, eine Verdichtereinrichtung 8 und eine nachfol
gende hochdruckseitige, im Wärmetausch zwischen dem inneren
Wärmetauschfluid und Umgebungsluft stehende Wärmetauscheinrich
tung 10 für das innere Wärmetauschfluid des Kreislaufs. Diese
hochdruckseitige Wärmetauscheinrichtung 10 ist dann über eine
ausgangsseitig folgende Anschlußleitung 12 an die Eingangsseite
der Expansionseinrichtung 4 zurückgeführt.
Die hochdruckseitige Wärmetauscheinrichtung 10 ist bei unter
kritischem Betrieb ein Verflüssiger und bei überkritischem Be
trieb ein Gaskühler.
Es ist dabei konventionell, bei dem unterkritischen Betrieb ge
mäß Fig. 2 eine hochdruckseitige Sammlereinrichtung 14 in
Kreislaufrichtung zwischen dem Ausgang des Verflüssigers 10 und
dem Eingang der Expansionseinrichtung 4, also innerhalb der An
schlußleitung 12, zwischen zu schalten.
Man kann aber auch eine niederdruckseitige Sammlereinrichtung
16 vorsehen; dies ist sowohl bei unterkritischer als auch bei
überkritischer Betriebsweise möglich.
Bei der Anordnung der Fig. 1, 2 und 3 ist die hochdrucksei
tige Wärmetauscheinrichtung von mehreren, hier ohne Beschrän
kung der Allgemeinheit drei, Modulen 18 gebildet, die gemäß den
drei parallelen Wegen 2a, 2b und 2c des Kreislaufs 2 parallel
zueinander im geschlossenen Kreislauf des inneren Wärmetausch
fluids geschaltet sind. Die Anzahl dieser Module ist allgemein
n = 1, 2, 3, etc. Der eigentliche Effekt der Erfindung einer
Zusammensetzung eines leistungsstarken Wärmetauschers aus nor
mierten Modulen kleinerer Leistung ist anschaulich erst ab n =
2 und höher. Wenn jedoch aus demselben Baukasten auch ein ein
zelnes Modul eingesetzt wird, und dieses nicht gesondert für
die Schaltung gefertigt wird, wird dies auch noch als innerhalb
der Erfindung liegend angesehen.
In den Fig. 4 und 5 wird für n = 2 die tatsächliche Bauweise
und Zusammensetzung der Module 18 mehr im einzelnen beschrie
ben. Dabei sind Fig. 4a und 5a identisch; der Unterschied
liegt jeweils in den Fig. 4b und 5b.
Jedes Modul 18 hat eine Sammlereinrichtung in Gestalt von zwei
achsparallelen Sammelrohren 20, zwischen denen sich Flachrohre
22 erstrecken. Das eine, in der Zeichnung obere, Sammelrohr 20
hat jeweils einen Eintritt 24 und einen Austritt 26, welche
zweien der Strömungswege 2a, 2a bzw. 2b, 2b gemäß Fig. 1 bis 3
entsprechen. Alternativ könnte der Austritt auch an dem ande
ren, in der Zeichnung unteren Sammelrohr angeordnet sein. Die
ses könnte gegebenenfalls aber auch bei der gezeichneten An
schlußweise des oberen Sammelrohres zu einer Umlenkeinrichtung
beliebiger Bauart degeneriert sein, je nachdem, mit wieviel
Fluten die zwischen den beiden Sammelrohren 20 angeordneten
Flachrohre 22 beaufschlagt werden. Die Aufteilung der Fluten
erfolgt in der dargestellten Weise durch die Trennwände 28 in
den Sammelrohren.
In jedem Modul 18 haben die parallel zueinander und rechtwinke
lig zu den Sammelrohren 20 verlaufenden Flachrohre 22 eine ge
meinsame Verrippung 30, etwa durch eingeschachtelte Zick-Zack-
Lamellen. Die Verrippungen sind jedoch jeweils nur einem Modul
18 eigen und erstrecken sich insbesondere nicht von einem Modul
zum anderen. Vielmehr ist jedes Modul für sich eine eigene Bau
einheit. Die Trennlinie 32 gibt daher eine tatsächliche materi
elle Trennlinie zwischen benachbarten Modulen 18 wieder.
Die Flachrohre 22, ihre Verrippung 30 sowie die Sammelrohre 20
und gegebenenfalls anschließende Elemente, die weiter unten be
schrieben werden, bestehen zweckmäßig aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung.
In Fig. 4b ist zu erkennen, daß im Normalfall die Flachrohre
22 geradlinig zwischen den beiden Sammelrohren 20 verlaufen.
In der Variante von Fig. 5b beschreibt statt dessen das ein
zelne Flachrohr 22 eine gekrümmte Linie entsprechend dem als
Phantomlinie eingezeichneten Kreisbogenstück 34, dessen Krüm
mung um die Biegeachse 36 verläuft, unter deren Verwendung auch
die Krümmung der Flachrohre 22 mitsamt deren Verrippung 30 bei
der Herstellung leicht gewonnen werden kann. Man erkennt, daß
bei dieser Krümmung der Anschluß der Flachrohre 22 an die Sam
melrohre 18 geneigt verläuft.
In Fig. 6 entspricht Fig. 6b der beschriebenen Fig. 5b von
Fig. 5.
Fig. 6a ist im Vergleich zu Fig. 5a noch durch das Modul 18b
ergänzt, welches in axialer Verlängerung an die beiden Module
18a anschließt.
Das Modul 18b kann wiederum in beliebiger Anzahl von n = 1 (wie
hier gezeigt) bis N = 2, 3, 4, etc. vorhanden sein. Es gehört
jedoch zu einer anderen Serie als die Module 18a. Bei der ge
zeigten Dimensionierung des Moduls 18b im Vergleich zu Modul
18a ist bei dem Modul 18b die Nennleistung etwa halb so groß,
während, jedenfalls im theoretischen Idealfall, der aufgrund
der Parallelschaltung vorliegende Druckabfall in allen Modulen
etwa gleich bleibt. Durch praktische Betriebsverhältnisse kann
es dabei zu Abweichungen kommen.
An den Fig. 5 und 6 wird darüber hinaus deutlich, daß die
Module nur schaltungsmäßig bezüglich des inneren Wärmetausch
fluids parallel geschaltet sind, während sie geometrisch hin
tereinander angeordnet sind, wobei die Hintereinanderordnung
durch die Achsrichtung der Sammelrohre 20 definiert ist. Diese
sind dabei aber nicht bei verschiedenen Modulen durchlaufend,
sondern endseitig abgeschlossen, auch im Bereich der Trennlinie
oder Trennfuge 32.
In einer denkbaren Modifikation könnte man auch die Module im
wesentlichen nur durch die Flachrohre 22 und ihre Verrippung 30
definieren und bei einer Herstellung, bei der schließlich ein
nicht lösbarer integraler Aufbau gewonnen wird, durchlaufende
Sammelrohre 20 einsetzen und in diesen in gewünschten Rhythmus
die Trennwände 28 einsetzen.
Die Anordnung von Fig. 7 bildet die grundsätzliche Bauweise
gemäß Fig. 5 in folgender Hinsicht weiter:
Zunächst ist von der Modifikation ausgegangen, daß die Eintrit te 24 und die Austritte 26 an verschiedenen Sammelrohren 20 vorgesehen sind, wie oben bisher ohne zeichnerische Darstellung als mögliche Modifikation erwähnt wurde.
Zunächst ist von der Modifikation ausgegangen, daß die Eintrit te 24 und die Austritte 26 an verschiedenen Sammelrohren 20 vorgesehen sind, wie oben bisher ohne zeichnerische Darstellung als mögliche Modifikation erwähnt wurde.
Ferner ist eingangsseitig, also im Bereich der Eintritte 24,
jeweils eine eingangsseitige Anschlußverzweigung 38 und aus
gangsseitig im Anschluß an die Austritte 26 jeweils eine aus
gangsseitige Anschlußverzweigung 40 vorgesehen, die jeweils an
ihrer zeichnerisch rechten Stirnseite eingangsseitig und aus
gangsseitig in den Kreislauf 2 eingebunden sind. Die beiden An
schlußverzweigungen 38 und 40 ersetzen dabei die parallelen
Leitungswege 2a, 2b und 2c in den Fig. 1 bis 3.
Die Anschlußverzweigungen 38 und 40 und gegebenenfalls auch die
Sammelrohre 20 können jeweils Strangpreßprofile sein, wiederum
zweckmäßig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
Ausgangsseitig ist in der Ausgangsseitigen Anschlußverzweigung
40 eine Filtereinrichtung 42 zur Filterung des inneren Wärme
tauschfluids eingebaut.
Bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen sind aufeinander
folgende Module jeweils in Achsrichtung ihrer Sammelrohre geo
metrisch hintereinander angeordnet. Fig. 8 zeigt, daß zwei an
einander angrenzende Module 18x und 18y, die aus der gleichen
Bauserie stammen oder verschiedenen Bauserien angehören oder im
Grenzfall gar einer Sonderbauform angehören können (siehe Be
schreibung weiter unten), unter einem vorzugsweise stumpfen
Winkel α relativ zueinander angeordnet sein können. Dies er
möglicht ebenso wie die gekrümmte Bauweise einzelner Module die
Gewinnung von Raum für andere Bauelemente, wie beispielsweise
ein Axialgebläse in einem Dachaufsatz, wie auch später noch be
schrieben wird.
Die Fig. 9 und 10 zeigen zwei anordnungsmäßige Varianten
wiederum von der Basisanordnung gemäß Fig. 1.
In Fig. 9 beschreibt der geschlossene Kreislauf 2 über eine
bestimmte Wegstrecke einen zusätzlichen Weg 44, welcher im Be
reich der hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung 10 außer
durch die Module 18 (n = 3) auch noch durch einen Gegenstrom
wärmetauscher 46 geführt ist, bei dem sowohl das innere als
auch das äußere Wärmetauschfluid dem inneren Wärmetauschfluid
der zuvor beschriebenen Wärmetauscher im Kreislauf 2 ent
spricht. Dabei erfolgt im Gegenstromwärmetauscher 46 ein Wärme
tausch zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des
inneren Wärmetauschfluids. Deswegen ist bei dem Gegenstromwär
metauscher 46 auch nicht die Verrippung 30 erforderlich, welche
sonst regelmäßig mit Umgebungsluft im Wärmetausch steht.
Der Gegenstromwärmetauscher hat somit eine eigenständige Bau
form, die auch nicht zwingend Flachrohre erfordert, sondern im
allgemeinen mit Rundungen auskommen kann. Trotzdem kann man ihn
äußerlich so gestalten, daß er in den modularen Zusammenbau der
Module 18 mit einbezogen sein kann.
In Fig. 10 ist zunächst gezeigt, daß die Verdampfungseinrich
tung 6 in wenigstens zwei verschiedene Verdampfer bzw. wiederum
partielle Verdampfungseinrichtungen 48 aufgeteilt sein kann,
die verschiedenen Klimatisierungszonen im Fahrzeug zugeordnet
sind und dementsprechend auch verschieden groß in ihrer Nenn
leistung dimensioniert werden können. Man erkennt im Zeich
nungsbild der Fig. 10, daß diese beiden Verdampfer parallel im
Kreislauf 2 des inneren Wärmetauschfluids einbezogen sind.
Ferner ist in Fig. 10 ohne Beschränkung der Allgemeinheit je
dem der beiden Verdampfer 48a und 48b eine eigene Expansions
einrichtung 4 zugeordnet.
In Fig. 10 ist ferner zu erkennen, daß die beiden Verdampfer
48 nennleistungsmäßig verschieden stark dimensioniert sein sol
len.
Fig. 11 zeigt, daß dabei mindestens der nennleistungsmäßig
größere Verdampfer 38b aus mindestens zwei bauartgleichen Ver
dampfermodulen 50 bestehen kann, wenn dies aus ähnlichen Grün
den wie bei der vorhergehenden Betrachtung der Module 18 er
wünscht ist. Man kann dabei im Grenzfall sogar den Verdampfer
48a aus demselben Baukasten der Verdampfermodule 50 nehmen.
Gemäß Fig. 11 ist hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit je
des Verdampfermodul 50 aus zwei parallelen Sammelrohren 52 auf
gebaut, zwischen denen hier im allgemeinen runde oder ovale
Rohre 54 mit einer äußeren Verrippung 56 verlaufen, die jeweils
nur jedem Verdampfermodul 50 für sich allein zugehörig ist.
Die beiden Verdampfermodule 50 sind hier wie im Falle der Modu
le 18 gemäß Fig. 4 bis 7 geometrisch axial hintereinander an
geordnet, wobei die geometrische Hintereinanderordnung durch
die Achsrichtung der Sammelrohre 52 bestimmt ist. Diese Sammel
rohre haben hier wiederum jede für sich einen Eintritt 58 und
einen Austritt 60, über die die Verdampfermodule 50 bezüglich
des inneren Wärmetauschfluids parallel miteinander verschaltet
sind.
Auch hier können die verrippten Rohre sowie die Sammelrohre aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen und die Sam
melrohre Strangpreßprofile sein. Alle weiteren Weiterbildungen,
die in Bezug auf die Module der hochdruckseitigen Wärme
tauscheinrichtung beschrieben wurden, sind grundsätzlich bezüg
lich der Verdampfermodule 50 ebenso möglich. Das gilt insbeson
dere bezüglich der Zusammensetzbarkeit aus Modulen verschiede
ner Serien, der Ergänzbarkeit durch Sonderausführungen von Mo
dulen und der verschiedenen Anschlußarten.
Anhand von Fig. 12 wird ferner gezeigt, daß auch noch anders
artige Varianten als die bisher beschriebenen möglich sind,
welche in das Grundkonzept der Erfindung passen.
Analog zu Fig. 1 wird wiederum davon ausgegangen, daß die
hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung 10 aus den beispiels
weise gewählten drei Modulen 18 besteht.
Ferner wird von zwei Verdampfermodulen 50 ausgegangen, die
ebenso wie die Module 18 im Kreislauf 2 des inneren Wärme
tauschfluids parallel geschaltet sind und bedarfsweise geome
trisch hintereinander angeordnet sein können, wie dies anhand
von Fig. 11 erläutert ist.
Die Anzahlen der Module bzw. Verdampfermodule können dabei
grundsätzlich zur Beschreibung des folgenden von n = 1, 2 bis
höher variiert sein.
Die hier dargestellte Besonderheit besteht darin, daß der Ge
genstromwärmetauscher 46 von Fig. 9 nicht im hochdruckseitigen
Ast des Kreislaufs 2 wie in Fig. 9, sondern auf der Nieder
druckseite des Kreislaufs 2 angeordnet ist, und zwar als Gegen
stromwärmetauscher 62, der insoweit auch auf einem gesonderten
Weg 64 des Kreislaufs 2 angeordnet ist. Trotz der eigenständi
gen Bauart dieses Gegenstromwärmetauschers kann er doch in der
äußeren Gestaltung wiederum modulartig als gesonderte Bauein
heit vorbereitet sein und so sogar eine Mischform von Zusammen
schaltungen von Modulen ermöglichen, hier des Gegenstromwärme
tauschers 62 mit den Verdampfermodulen 50.
Fig. 13 schließlich zeigt die günstige Anordnungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Anordnung insbesondere in einem Dachauf
satz eines Fahrzeugs, zum Beispiel Omnibusses oder größeren
Nutzfahrzeugs.
Wie bei den eingangs erörterten bekannten Dachaufsätzen ist im
großen eine zur Mittelachse symmetrische Aufbauart so vorgese
hen, daß ein Fahrgastraum oder ein entsprechender großer Nutz
raum des Fahrzeugs an den beiden Seitenwänden des Fahrzeugs mit
Klimatisierungsluft beaufschlagt werden kann.
Hierzu sind im Anschluß an nicht dargestellte links- und
rechtsseitige Dachkanale des Fahrzeugs links und rechts im
Dachaufsatz Anschlußräume vorgesehen, in denen jeweils minde
stens ein die Klimatisierungsluft ins Fahrzeug förderndes Radi
algebläse 66 angeordnet ist. Diesem ist strömungsmäßig folgen
des vorgeschaltet, was sich in der zeichnerischen Darstellung
von Fig. 13 von radial außen nach radial innen ergibt: ein
Heizungswärmetauscher 68, ein Verdampfer 48 bzw. Verdampfermo
dul 50, eine Expansionseinrichtung 4 sowie eine Außenluft-
Umluft-Klappe 70 für den wahlweisen oder gemischten Betrieb mit
Ansaugung von Außenluft bzw. Umwälzung von Umluft. Die entspre
chenden Anschlußschächte bedürfen hier keiner näheren Erläute
rung, da diese konventionell und weit verbreitet sind.
Von Interesse im Rahmen der Erfindung ist, daß die hochdruck
seitige Wärmetauschereinrichtung 10 mindestens ein Modul 18,
vorzugsweise eine Hintereinanderanordnung derartiger Module,
aufweist, welche gemäß Fig. 5b, 6b und 7b gekrümmte Flachrohre
22 aufweist, die parallel zueinander in Längsrichtung des Dach
aufsatzes verlaufende Sammelrohre 20 an ihren beiden Enden ha
ben. Es ist dabei eine beliebige Anzahl von Modulen 18 von n =
1 an aufwärts möglich, die senkrecht zur Zeichnungsebene von
Fig. 13 geometrisch hintereinander angeordnet sein können.
Durch die Krümmung der Flachrohre 22 konvex nach unten entsteht
nach oben hin eine ausgedehnte konkave Bucht. Dies ermögicht
ohne große vertikale Erstreckung des Dachaufsatzes die Aufnahme
eines Axiallüfters 72 oder einer Mehrzahl davon. Dies ermög
licht einen unüblich gedrungenen und insbesondere in der Höhe
reduzierten Aufbau des Dachaufsatzes.
Bedarfsweise kann man, wie schon angesprochen, auch mehrere
Verdampfermodule 50 an jeder Seite des Dachaufbaus vorsehen,
die gemäß Fig. 11 gestaltet, angeordnet und verschaltet werden
können.
2
geschlossener Kreislauf
4
Expansionseinrichtung
6
Verdampfereinrichtung
8
Verdichtereinrichtung
10
hochdruckseitige Wärme
tauschereinrichtung
12
Anschlußleitung
14
hochdruckseitige Sammler
einrichtung
16
niederdruckseitige
Sammlereinrichtung
18
Module
18
a Module
18
b Module
20
achsparallele Sammelrohre
22
Flachrohre
24
Eintritt
26
Austritt
28
Trennwände
30
gemeinsame Verrippung
32
Trennlinie
34
Kreisbogenstück
36
Biegeachse
38
eingangsseitige Anschluß
verzweigung
40
ausgangsseitige Anschluß
verzweigung
42
Filtereinrichtung
44
zusätzlicher Weg
46
Gegenstromwärmetauscher
48
Verdampfer
48
a,
48
b
50
Verdampfermodul
52
Sammelrohre
54
runde oder ovale Rohre
56
äußere Verrippung
58
Eintritt
60
Austritt
62
Gegenstromwärmetauscher
modul
64
gesonderter Weg
66
Radialgebläse
68
Heizungswärmetauscher
70
Außenluft-Umluft-Klappe
72
Axialventilator
Claims (31)
1. Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs, wobei die An
ordnung einen Kreislauf (2) eines inneren Wärmetauschfluids
mit einer zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite
des Kreislaufes angeordneten Expansionseinrichtung (4), einer
nachfolgenden Verdampfereinrichtung (6), einer nachfolgenden
Verdichtereinrichtung (8) und einer nachfolgenden hochdruck
seitigen, im Wärmetausch zwischen dem inneren Wärmetauschfluid
und Umgebungsluft stehenden, Wärmetauschereinrichtung (10) für
das innere Wärmetauschfluid des Kreislaufs und einer von der
hochdruckseitigen Wärmetauscheinrichtung (10) ausgangsseitig
folgenden Anschlußleitung (12) an die Eingangsseite der Expan
sionseinrichtung (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung (10) in einer verrippten Flachrohrbauweise ausgebildet ist, bei der verrippte (30) Flachrohre (22) mit mindestens einer Sammler einrichtung (20) kommunizieren, welche die geometrische Längs erstreckungsrichtung innerhalb der Wärmetauschereinrichtung (10) beschreibt, und
daß die hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung (10) einen modularen Aufbau aufweist, bei dem eine beliebige Anzahl n (n = 1, 2, 3, etc.) in Nennleistung und Druckverlust gleicher Module (18) in Bezug auf ihre jeweilige geometrische Längs erstreckung hintereinander, kreislaufmäßig aber parallel schaltbar ist und jedes dieser Module (18) eine der Bauart nach selbständige Wärmetauschereinheit mit Flachrohren (22) ist, deren Verrippung (30) jeweils nur dem betreffenden Modul (18) zugehörig ist.
daß die hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung (10) in einer verrippten Flachrohrbauweise ausgebildet ist, bei der verrippte (30) Flachrohre (22) mit mindestens einer Sammler einrichtung (20) kommunizieren, welche die geometrische Längs erstreckungsrichtung innerhalb der Wärmetauschereinrichtung (10) beschreibt, und
daß die hochdruckseitige Wärmetauschereinrichtung (10) einen modularen Aufbau aufweist, bei dem eine beliebige Anzahl n (n = 1, 2, 3, etc.) in Nennleistung und Druckverlust gleicher Module (18) in Bezug auf ihre jeweilige geometrische Längs erstreckung hintereinander, kreislaufmäßig aber parallel schaltbar ist und jedes dieser Module (18) eine der Bauart nach selbständige Wärmetauschereinheit mit Flachrohren (22) ist, deren Verrippung (30) jeweils nur dem betreffenden Modul (18) zugehörig ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der kreislaufmäßig parallelen Schaltung von mindestens zwei
Modulen (18) deren Sammlereinrichtungen (20) axial fluchtend
angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die geometrische Längserstreckungsrichtung innerhalb der
Wärmetauschereinrichtung (10) längs des Fahrzeugs ausgerichtet
ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der kreislaufmäßig parallelen Schaltung von mindestens zwei
Modulen (18) deren Sammlereinrichtungen (20) unter einem Win
kel zueinander angeordnet sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
geometrische Längserstreckungsrichtung innerhalb der Wärmetau
schereinrichtung (10) quer zum Fahrzeug ausgerichtet ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei überkritischer Auslegung des Kreislaufs (2)
die Wärmetauschereinrichtung (10) ein Gaskühler ist, und daß
eine Sammlereinrichtung (16) in der Niederdruckseite des
Kreislaufs (2) einbezogen ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei unterkritischer Auslegung des Kreislaufs (2)
die Wärmetauschereinrichtung (10) eine Verflüssigereinrichtung
ist und daß eine Sammlereinrichtung (14) in der Hochdruckseite
und/oder der Niederdruckseite des Kreislaufs (2) einbezogen
ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmetauschereinrichtung (10) nur die belie
bige Anzahl n (n = 1, 2, 3, etc.) der in Nennleistung und Druck
verlust gleichen Module (18) aufweist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmetauschereinrichtung (10) mindestens
zwei Sätze von jeweils in beliebiger Anzahl n1, n2 etc., (n1
bzw. n2 etc. jeweils gleich 1, 2, 3) in Nennleistung und
Druckverlust untereinander bauartgleichen Modulen (18a, 18b)
aufweist, wobei jedoch in verschiedenen Sätzen mindestens die
Nennleistung unterschiedlich ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere in Bezug auf ihre jeweilige geome
trische Längserstreckung hintereinander angeordnete Module
(18) in der Wärmetauschereinrichtung (10) dauerhaft integriert
sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere in Bezug auf ihre jeweilige geome
trische Längserstreckung hintereinander angeordnete Module
(18) in der Wärmetauschereinrichtung (10) lösbar eingebaut
sind.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Module (18) jeweils eingangsseitig und/oder aus
gangsseitig eine verteilende bzw. sammelnde Anschlußverzwei
gungen (38, 40) haben.
13. Anordnung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß auch mindestens eine Anschlußverzweigung (38, 40)
in die dauerhafte Integrierung der Module (18) mit integriert
ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Körper der Anschlußverzweigung (38, 40) ein
Strangpreßprofil ist.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
für verteilende und für sammelnde Anschlußverzweigungen
(38, 40) dieselbe Bauform eines Strangpreßprofils verwendet
ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Filtereinrichtung (42) für das innere
Wärmetauschfluid in einer sammelnden Anschlußverzweigung (40)
einbezogen ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bauart der Module (18) zueinander achs
parallele Sammlereinrichtungen (20) aufweist, zwischen denen
die Flachrohre (32) angeordnet sind, und daß der Verlauf der
Flachrohre (32) zwischen den beiden Sammlereinrichtungen (20)
jeweils längs einer gekrümmten Linie (34) erfolgt.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die gekrümmten Linien (34) eine mindestens einseitige Ausbuch
tung mindestens eines Moduls (18) beschreiben.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die gekrümmten Linien (34) eine Biegeachse (36) haben.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens die hochdruckseitige Wärme
tauscheinrichtung (10), die Verdampfereinrichtung (6) und die
Expansionseinrichtung (4) in einem Dachaufsatz (Fig. 13) des
Fahrzeugs angeordnet sind.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung (6) für verschie
dene Klimatisierungszonen des Fahrzeugs, z. B. für einen Fah
rerplatz einerseits und für einen Fahrgast- oder Nutzraum an
dererseits, gesonderte Verdampfer aufweist, die ihr jeweiliges
inneres Wärmetauschfluid derselben hochdruckseitigen Wärme
tauscheinrichtung (10) zuführen.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung (6) in einer Bau
weise ausgebildet ist, bei der verrippte (56) Rohre (54) mit
mindestens einer Sammlereinrichtung (52) kommunizieren, welche
die geometrische Längserstreckungsrichtung innerhalb der Ver
dampfereinrichtung (6) beschreibt, und
daß die Verdampfereinrichtung einen modularen Aufbau aufweist,
bei dem eine beliebige Anzahl n (n = 1, 2, 3, etc.) in Nennlei
stung und Druckverlust gleicher Verdampfermodule (50) in Bezug
auf ihre jeweilige geometrische Längserstreckung hintereinan
der, kreislaufmäßig aber parallel schaltbar ist und jedes die
ser Verdampfermodule (50) eine der Bauart nach selbständige
Verdampfereinheit mit Rohren (54) ist, deren Verrippung (56)
jeweils nur dem betreffenden Verdampfermodul (50) zugehörig
ist.
23. Anordnung nach den Ansprüchen 21 und 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der modulare Aufbau der Verdampfereinrichtung
(6) für mindestens eine Klimatisierungszone des Fahrzeugs,
z. B. für einen Fahrgast- oder Nutzraum, vorgesehen ist.
24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
ein einzelnes weiteres in Nennleistung und Druckverlust glei
ches Verdampfermodul (50) für eine weitere Klimazone, z. B. für
einen Fahrerplatz, in dem modularen Aufbau mit einbezogen ist.
25. Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens ein Verdampfermodul (50) eine ei
gene Expansionseinrichtung (4) aufweist.
26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verdampfermodul (50) mit seiner eigenen Expansionseinrich
tung (4) integriert aufgebaut ist.
27. Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere Verdampfermodule (50) mit einer ge
meinsamen Expansionseinrichtung (4) kommunizieren.
28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Klimatisierungszone mindestens zwei Bereiche, bei einem
Fahrgast- oder Nutzraum z. B. in Nachbarschaft der beiden Sei
tenwände, aufweist, und daß in mindestens zwei solchen Berei
chen jeweils mehrere Verdampfermodule (50) mit einer gemeinsa
men Expansionseinrichtung (4) kommunizieren.
29. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch ge
kennzeichnet, daß von mehreren Modulen (18) oder Verdampfermo
dulen (50) gleicher Leistung und gleichen Druckverlustes min
destens eines von innerem Wärmetauschfluid eines zusätzlichen
Kreislaufs oder eines zusätzlichen Weges (64) desselben Kreis
laufs (2) beaufschlagt ist.
30. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch ge
kennzeichnet, daß von verschiedenen Klimatisierungszonen im
Fahrzeug, z. B. von einem Fahrerplatz einerseits und von einem
Fahrgast- oder Nutzraum andererseits, herangeführte verbrauch
te Klimatisierungsluftströme allein, in Mischung mit herange
führter Umgebungsluft oder alternierend mit herangeführter Um
gebungsluft als äußeres Wärmetauschfluid mit derselben hoch
druckseitigen Wärmetauscheinrichtung (10) in Wärmetausch tre
ten.
31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
das im zusätzlichen Weg (64) eingeschaltete Modul (18) bzw.
Verdampfermodul (50) eine Gegenstromwärmetauscheinrichtung
(62) zwischen hochdruckseitigem und niederdruckseitigem inne
rem Wärmetauschfluid ist.
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