DE10322165B4 - Kältemittel-Kühlwärmetauscher - Google Patents

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Abstract

Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) mit einer Vielzahl an quer mit Luft heaufschlagbaren Flachrohren (36), die in Untereinheiten (2a, 2b, 2c, 2d) von einem Kältemittel sukzessive durchströmbar sind, wobei zumindest eine Untereinheit (2d), die sich tiefer als eine andere Untereinheit (2c) befindet Kältemittel-strömungstechnisch diesbezüglich vorschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (44a, 34a) vorgesehen sind, um die Strömungsgeschwindigkeit in einem unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit (2d) relativ zu einem oberen Bereich davon zu erhöhen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittel-Kühlwärmetauscher, wie er insbesondere in Kraftfahrzeugklimaanlagen zum Einsatz kommt. Der Kältemittel-Kühlwärmetauscher kann sowohl als Kondensator ausgebildet sein, wie auch z. B. im Falle einer CO2-Anwendung als Gaskühler. Solch ein Kältemittel-Kühlwärmetauscher ist üblicherweise mit einer Vielzahl an quer mit Luft beaufschlagbaren Rohren ausgebildet.
  • Bei Kältemittel-Kühlwärmetauschern wird üblicherweise das zu kühlende Kältemittel am oberen Ende des Wärmetauschers eingeführt und durchströmt sukzessive Untereinheiten von Flachrohren, z. B. unter Beschreibung eines S-Pfades oder Mehrfach-Zick-Zack-Pfades um im unteren Bereich, ggf. unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitsabscheiders von dem Wärmetauscher abgeführt zu werden. Solch ein Wärmetauscher ist beispielhaft beschrieben in der EP-A-1147930, die einen Kondensator für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einer Unterkühlungszone beschreibt. Die DE 199 57 945 A1 beschreibt ebenfalls einen Kondensator mit Unterkühlstrecke, welche in der Mitte des Kondensators angeordnet ist, wodurch eine Verbesserung der Belüftung erreicht wird.
  • Um den Wirkungsgrad eines solchen Kältemittel-Kühlwärmetauschers in akzeptablen Bereichen zu halten, sollte er möglichst mit Luft beaufschlagt werden, die über die gesamte Wärmetauscherfläche über eine annähernd homogene Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur verfügt. Nachdem sich solche Bedingungen insbesondere bei Fahrzeugklimaanlagen jedoch nur schwerlich und nur für bestimmte Betriebszustände des Fahrzeugs darstellen lassen, besteht ein erheblicher Bedarf für einen verbesserten Kältemittel-Kühlwärmetauscher der spezifischen Umgebungsparametern und Zuständen besser Rechnung tragen kann. Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen solchen verbesserten Kältemittel-Kühlwärmetauscher bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kältemittel-Kühlwärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
  • Insbesondere schlägt die vorliegende Erfindung bei einem Kältemittel-Kühlwärmetauscher mit einer Vielzahl an quer mit Luft beaufschlagbaren Flachrohren, die in Untereinheiten von einem Kältemittel sukzessive durchströmbar sind vor, dass zumindest eine Untereinheit, die sich tiefer als eine andere Untereinheit befindet, Kältemittel-strömungstechnisch diesbezüglich vorschaltbar ist. Anders ausgedrückt, stellt die Erfindung einen Wärmetauscher bereit, der bzgl. der Umgebungs- und/oder Betriebsparameter optimiert ist, wobei man in vollkommener Abkehr zu bisherigen Ansätzen vorsieht, dass ein strömungstechnisch vorgelagerter oder vorschaltbarer Teil des Wärmetauschers tiefer angeordnet ist bzw. werden kann, als ein strömungstechnisch nachgeschalteter Teil. Weiterhin sind bei dem erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauscher Mittel vorgesehen, die es ermöglichen die Strömungsgeschwindigkeit in einem unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit relativ zu einem oberen Bereich davon zu erhöhen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es z. B. möglich, einen fahrzeugspezifisch optimierten Wärmetauscher bereitzustellen, der ggf. bestehende Wärmenester berücksichtigen kann, wie sie z. B. auftreten, wenn dem Kältemittel-Kühlwärmetauscher ein Ladeluftkühler vorgeschaltet ist, oder auch wenn ein Teil des Kältemittel-Kühlwärmetauschers lediglich mit Luft beaufschlagt wird, die über eine niedrigere Geschwindigkeit verfügt als in einem anderen Teil des Wärmetauschers. Indem man die Geschwindigkeit im unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit erhöht, kann die Transportfähigkeit von Öl und ggf. verflüssigtem Kältemittel verbessert werden. Als Mittel, die es ermöglichen, solch eine Geschwindigkeitsverteilung bereitzustellen, sind insbesondere eintritts- und/oder austrittsseitig der Flachrohre vorgesehene Umlenkbleche oder Baffles zu nennen, die jeweils den dynamischen Druck in den Flachrohren entsprechend beeinflussen können, wobei auch anzumerken ist, dass man alternativ auch Flachrohre mit unterschiedlichen Querschnitten verwenden könnte, um zu einer entsprechenden Geschwindigkeitsverteilung zu gelangen.
  • Es ist anzumerken, dass bei dem erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauscher der Strömungsmittelpfad sowohl fest vorgegeben sein kann, als auch schaltbar, z. B. durch den Einsatz von dem Fachmann geläufigen Ventilanordnungen. Ein fest vorgeschriebener Kältemittel-Strömungspfad wird insbesondere in den Fällen in Frage kommen, wo sich die Luft-, Strömungs- und Temperaturverteilungen bei unterschiedlichen Fahrzuständen nur unwesentlich verändern, während ein variabler Kältemittelströmungspfad unterschiedlichen Luft-, Geschwindigkeits- und/oder Temperaturverteilungen bei unterschiedlichen Betriebszuständen Rechnung tragen kann.
  • Vorteilhafterweise ist eine Verbindung zwischen der vorschaltbaren Untereinheit und der anderen Untereinheit zur Kältemittelentnahme im unteren Bereich der vorschaltbaren Einheit vorgesehen, um Öl und ggf. verflüssigtes Kältemittel effektiv abtransportieren zu können und ein Zusetzen des Kältemittel-Kühlwärmetauschers zu vermeiden. Eine entsprechende Wirkung kann alternativ auch dadurch erzielt werden, dass man das aus den Flachrohren der vorschaltbaren Untereinheit austretende Kältemittel im unteren Bereich einer Austrittskammer zusammenführt, indem man z. B. ein entsprechend ausgeformtes Umlenkblech vorsieht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorgenannte Verbindung als Steigrohr oder Steigleitung ausgebildet. Durch das Bereitstellen separater, externer Steigrohre oder Leitungen kann eine Verwirbelung in einer aufsteigenden Kältemittelströmung vermieden werden, so dass Öl und ggf. verflüssigte Kältemittel effektiv zu einem darüber gelegenen Abschnitt, respektive einer darüber gelegenen Untereinheit transportiert werden kann.
  • In dieser Weise ist es insbesondere auch möglich, eine konstante Ölfilm-Dicke über im wesentlichen den gesamten Wärmetauscher aufrechtzuerhalten, wodurch sich zusätzlich zu der Erhöhung des Wirkungsgrades durch die Temperatur- und/oder Strömungsgeschwindigkeiten-Optimierung der Wirkungsgrad nochmals steigern lässt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann man den in dem Kältemittel vorhandenen dynamischen Druck zum Erhalten einer höheren Geschwindigkeit im unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit bzgl. eines oberen Bereiches davon dadurch nutzen, dass man eine Kältemittelzufuhr zu der vorschaltbaren Untereinheit in einem unteren Bereich davon vorsieht. Durch das Bereitstellen der Kältemittelzufuhr im unteren Bereich wird die Strömung in unmittelbar benachbarten Flachrohren, d. h. in unteren Flachrohren bevorzugt, so dass der untere Bereich der vorschaltbaren Untereinheit mit höherer Geschwindigkeit beströmt wird als der obere Bereich, wodurch wiederum ein Öltransport verbessert dargestellt werden kann, insbesondere wenn auch die Kältemittelabfuhr zu einer nachgeschalteten Untereinheit im unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit stattfindet.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass die Anzahl an Flachrohren in den Untereinheiten unterschiedlich ist, insbesondere derart, dass die Anzahl in der vorschaltbaren Untereinheit größer ist als in der anderen Untereinheit. In dieser Weise kann man beispielhaft gewährleisten, dass der dynamische Druck in den Untereinheiten im Wesentlichen gleich ist, so dass eine Ölansammlung effektiv vermieden werden kann. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass alternativ ein konstanter dynamischer Druck in den Untereinheiten auch durch entsprechende Dimensionierung der Querschnittsflächen der Flachrohre, wenn aufsummiert betrachtet, gewährleistet werden kann.
  • Schließlich ist es bevorzugt, dass bei einem erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauscher Kältemittelzu- und -abfuhr örtlich im Wesentlichen zusammenfallen. Durch das Vorsehen von Zu- und Abfuhr nahe zueinander lässt sich der Verrohrungsaufwand zur Einbindung in eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage deutlich reduzieren. Bei solch einer Ausgestaltung könnte man z. B. die Kältemittelzu- und -abfuhr benachbart auf halber Höhe des Wärmetauschers ausbilden, um das Kältemittel bei einem beispielhaft in vier Untereinheiten unterteilten Wärmetauscher durch eine von oben gesehen dritte Untereinheit einströmen zu lassen, um das Kältemittel anschließend nach unten zu leiten zu der vierten Untereinheit, von wo mittels einer Steigleitung das Kältemittel zur obersten oder ersten Untereinheit geführt wird, wonach das Kältemittel über die zweite Untereinheit hin zu dem Auslass geführt wird, der benachbart oder nahe zu dem Kältemitteleinlass ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen, die rein illustrativ und nicht einschränkend beabsichtigt ist und in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen gilt:
  • 1 zeigt in schematischer Seitenschnittansicht die prinzipielle Anordnung eines Kältemittel-Kühlwärmetauschers im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs.
  • 2 zeigt in schematischer Frontansicht eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß konzeptionierten Wärmetauschers.
  • 2a zeigt in schematischer Teilfrontansicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß konzeptionierten Wärmetauschers.
  • 3 zeigt in schematischer Frontansicht eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß konzeptionierten Wärmetauschers.
  • 4 zeigt in schematischer Frontansicht eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß konzeptionierten Wärmetauschers.
  • 4a zeigt in schematischer Schnittansicht den in 4 dargestellten Wärmetauscher.
  • 5 zeigt in schematischer Frontansicht eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß konzeptionierten Wärmetauschers.
  • 5a–c zeigen unterschiedliche Alternativen und Stömungspfade in einem erfindungsgemässen Wärmetauscher.
  • Wie es in 1 dargestellt ist, wird üblicherweise der zu einem nicht dargestellten Kältekreis gehörige Kältemittel-Kühlwärmetauscher 2 vor einem zu Motorkühlzwecken dienenden Radiator oder Motorkühler 4 angeordnet, wobei sich nachgeschaltet ein Gebläse 6 befinden kann. Wie dargestellt, liegt diese Anordnung im Frontbereich eines Motorraumes 22 vor, der von einer Motorhaube 20 begrenzt wird. Idealerweise ist eine Dichtung 18 vorgesehen, um Luft aus dem Motorraum 22 davon abzuhalten, von oben her vor die Wärmetauscheranordnung zu gelangen. Vielmehr ist es vorgesehen, dass Luft entsprechend den Pfeilen 8 und 16 zu der Wärmetauscheranordnung gelangt, wobei optional und wie dargestellt im unteren Bereich ein Ladeluftkühler 10 vorgesehen sein kann, sowie ein strömungstechnisch vorgeschaltetes Gebläse 12 mit entsprechender Abschirmung 14. Wie es in 1 bereits angedeutet ist, ist der Kältemittel-Kühlwärmetauscher 2 in vier Untereinheiten unterteilt, die mit den Bezugszeichen 2a, 2b, 2c und 2d versehen sind. In dem hier dargestellten Anwendungsbeispiel ist die Untereinheit 2b mit Luft beaufschlagt oder durchströmt, die über eine sehr hohe Geschwindigkeit verfügt, während die Untereinheit 2d mit relativ warmer Luft beaufschlagt wird, bedingt einerseits durch das Vorhandensein eines Ladeluftkühlers 10, und andererseits dadurch, dass die angedeutete Luftströmung beim Bezugszeichen 8 bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges auch Luft von unterhalb des Motorraums ansaugt, die klassischerweise wärmer ist als Umgebungsluft. Bei den nachfolgend näher beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wird die vorbenannte Anordnung, d.h. die Temperatur und Luftgeschwindigkeitsverteilung angenommen.
  • In 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauschers 2 in Frontansicht dargestellt. Der Wärmetauscher 2 ist in klassischer Weise aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten Flachrohren 36 ausgebildet. Der Wärmetauscher von 2 wurde konzipiert nachdem man in einem Fahrzeug bestimmt hatte, dass die Temperatur der den Wärmetauscher beaufschlagenden Luft im unteren Bereich hoch ist, während im oberen Bereich die Luftströmungsgeschwindigkeit hoch ist.
  • Wie es in 2 dargestellt ist, wird das Kältemittel über eine Zufuhrleitung 32 in eine erste Verteilerkammer 34 eingeleitet, um in einer untersten Untereinheit 2d, die den weiteren Untereinheiten 2c, 2b und 2a strömungstechnisch vorgeschaltet ist, zu einer ersten Auslasskammer 38 zu gelangen, von wo es in einem untersten Abschnitt davon über eine Steigleitung 44 zu einer zweiten Verteilerkammer 40 gelangt, um durch eine andere Untereinheit 2d an Flachrohren 36 geführt zu werden, um wiederum in einer Kammer 42 gesammelt zu werden, an deren unterem Ende eine weitere Steigleitung 44 vorgesehen ist, die wiederum zu einer Untereinheit 2b führt, um letztendlich in entsprechender Weise über noch eine weitere Steigleitung 44 zu der zuoberst angeordneten Untereinheit 2a geführt zu werden, wo das Kältemittel noch weiter abgekühlt wird, um in die Austrittskammer 50 zu gelangen, von wo das Kältemittel über eine Abfuhrleitung 52 abgeführt werden kann. Wie es deutlich zu erkennen ist, ist auch die Abfuhrleitung 52 im unteren Bereich der Austrittskammer 50 vorgesehen, um eine Ansammlung von Öl im Falle vorwiegend gasförmiger Phase des Kältemittels zu vermeiden. Die Anordnung der saugseitigen Enden der Steigleitungen 44 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform von extremer Bedeutung, da diese Positionierung eine homogene Ölfilmdichte in dem gesamten Wärmetauscher ermöglicht, indem eine Ansammlung an Öl verhindert werden kann, da dieses strömungstechnisch in den Steigleitungen 44 mitgerissen wird. Um einen zufrieden stellenden Transport des Öles bzw. von kondensiertem Kältemittel zu gewährleisten, sollten die Steigleitungen 44 derart ausgebildet sein, dass die aus dem dynamischen Druck resultierenden Kräfte die Schwerkraft überschreiten. Zufriedenstellende Ergebnisse werden insbesondere bereitgestellt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in den Steigrohren 44 bei zumindest 1,5 m pro Sekunde vorsieht.
  • Bei der Teilansicht von 2a ist gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform eine Ausgestaltung gezeigt, die im Wesentlichen dieselbe Funktion bereitstellt, wie die in 2a gezeigten Steigleitungen 44. Austrittsseitig der untersten Untereinheit 2d wird das Kältemittel über ein Leitblech 44a nach unten umgelenkt, um anschließend zu der Untereinheit 2c aufzusteigen, wobei sich ansammelndes Öl und/oder Kältemittel effektiv mitgerissen wird. Die in 2a gezeigte Variante hat zudem den Vorteil, dass das Kältemittelleitblech 44a dazu führt, dass die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit in den zuunterst gelegenen Flachrohren 36 höher ist als in höher gelegenen Flachrohren 36, was das Mitreißen von Öl noch weiter unterstützt.
  • In 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauschers 2 dargestellt, vom prinzipiellen Aufbau und von der Konzeptionierung ähnlich zu den vorangegangenen Ausführungsformen, wobei jedoch einerseits der in der Zufuhrleitung 32 herrschende dynamische Druck genutzt wird, um die Geschwindigkeit in den tiefer gelegenen Flachrohren 36 zu erhöhen, und zusätzlich auch ein Baffle 34a in der ersten Eintrittskammer 34 dargestellt ist, wodurch sich die Geschwindigkeitsverteilung in der zuunterst angeordneten Untereinheit 2d noch deutlicher ausbilden lässt, um somit in der ersten Austrittskammer 38 zu gewährleisten, dass ein Großteil des auftretenden Öles mitgerissen wird.
  • In 4 wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauschers 2 angegeben. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist es mög lich, die Zu- und Abfuhr an Kältemittel örtlich zusammenzufassen, was sich bei der Verrohrung im Fahrzeug vorteilhaft auswirken kann. Wie dargestellt, gelangt das Kältemittel in den hier dargestellten Wärmetauscher 2 über die Zufuhrleitung 32, wird dort über die Verteilerkammer 34 in den Flachrohren 36 der Untereinheit 2c zur Austrittskammer 38 geführt, von wo das Kältemittel über Schwerkraft zu dem unteren Teil davon, als Verteilerkammer 40 dienend gelangt, von wo das Kältemittel über die unterste Untereinheit 2d zur Sammlerkammer 42 gelangt. Ausgehend von dieser zuunterst angeordneten Untereinheit 2d wird das Kältemittel über eine Steigleitung 44 zu der strömungstechnisch nachgeschalteten und zuoberst angeordneten Untereinheit 2a geführt, indem die Leitung 44 in der Verteilerkammer 48 mündet.
  • Nach Durchtritt der obersten Untereinheit 2a durchströmt das Kältemittel schließlich zur abschließenden Abkühlung die Untereinheit 2b, um über die Sammlerkammer 50 und die Austrittsleitung 52 den Wärmetauscher 2 zu verlassen.
  • Wie es in 4a dargestellt ist, kann vorteilhafterweise die Steigleitung 44 äußerst platzsparend an dem Anschlussstutzen 30 für die Kältemittel-Zu- und Abfuhr vorbeigeführt werden.
  • Obwohl vorangehend von einer statischen Konzeptionierung eines erfindungsgemäßen Kältemittel-Kühlwärmetauschers ausgegangen wurde, eignet sich der erfindungsgemäße Wärmetauscher auch zur dynamisch veränderbaren Kältemittelführung, wie dies in 5 dargestellt ist. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Aufbau ähnlich zu der Ausführungsform 4 dargestellt, wobei jedoch die Kältemittelzufuhrleitung 32, die Kältemittelabfuhrleitung 52, die zwischen den Kammern 34 und 50 ausgebildete Trennwandung und die Steigleitung 44 in einer Ventilanordnung 53 münden bzw. durch diese ausgebildet sind, die umschaltbar vier verschiedene Strömungspfade durch den Wärmetauscher 2 bereitstellen kann, nämlich einerseits einen Strömungspfad wie er in 4 angegeben ist, zweitens einen Strömungspfad exakt in umgekehrter Reihenfolge zu dem in 4 gezeigten, einen an und für sich klassischen Strömungspfad, d. h. das Kältemittel wird über den oberen Leitungsabschnitt 44b zu der obersten Untereinheit 2a geführt, von wo aus das Kältemittel durch die Untereinheit 2b tritt und durch die Ventilanordnung 53 in die Kammer 34 gelangen kann, um sukzessive die Untereinheiten 2c und 2d zu durchströmen, und viertens einen Strömungspfad, wie er in den 2 und 3 angedacht ist, d. h. das Kältemittel wird von der Ventilanordnung 53 aufgenommen, über den unteren Leitungsabschnitt 44a in den unteren Teil des Wärmetau schers 2 eingespeist, um die zuunterst gelegenen Flachrohre 36 der Untereinheit 2d bevorzugt zu durchströmen, anschließend jene der Untereinheiten 2c, 2b und 2a, wobei der Übergang von der Untereinheit 2c und 2d erneut über die Ventilanordnung 53 erfolgt.
  • In den 5a bis 5c sind Schaltungsmöglichkeiten für unterschiedliche Temperaturverteilungen in dem Fahrzeug dargestellt, wobei der Teil des Wärmetauschers, der zur aufwärtigen Förderung des Kältemittels vorgesehen ist bei der hier dargestellten Ausführungsform gleichzeitig eine Filter- und Gas-Abscheiderfunktion erfüllt.
  • Bei der in 5a gezeigten Verschaltung des Kältemittelpfades wird das warme Kältemittel am unteren Ende des Wärmetauschers 2 eingeführt und durchströmt diesen, wobei einem hohen Lufttemperaturniveau Rechnung getragen wird, indem man durch das warme Kältemittel im untersten Abschnitt eine ausreichende Temperaturdifferenz gewährleistet. Das Kältemittel steigt anschließend in nachgeschaltete Abschnitte auf, um aus der Kammer 48 in einen Sammler 58 abgeführt zu werden, welcher einen Filter 64 enthält und eine Gasabscheiderfunktion erfüllt. Über das Steigrohr 44 wird dann das flüssige Kältemittel aus dem unteren Teil des Sammlers 58 einer oberen Sammlerkammer 70a zugeführt und über den Anschluss 70 der ersten Teilkammer 49a des dem Sammler 58 nachgeschalteten Wärmetauschers zugeführt, wonach es nach unten gerichtet Zick-Zack-förmig den Wärmetauscher durchläuft, um in etwa auf halbem Niveau über die Leitung 52 von dem Wärmetauscher abgeführt zu werden. Durch Bereitstellen eines Bypassloches 60 kann aus dem unteren Bereich des Sammlers 58 angesaugter Flüssigkeit gesättigtes Gas beigefügt werden, um zunächst in der weiteren Untereinheit 82 des Wärmetauschers Kondensation zu bewirken, wobei in der weiteren Untereinheit 84 das in der Untereinheit 82 vollständig kondensierte Kältemittel unterkühlt wird. Durch die Größe des Bypassloches 60 kann die Kondensationszone in der Untereinheit 82 noch weiter nach unten verschoben werden.
  • Bei der Schaltung gemäß 5b ist eine im Wesentlichen entsprechende Ausgestaltung vorgesehen, wobei jedoch der Bereich des Wärmetauschers, in dem das Kältemittel aufwärts fließt, relativ größer gewählt ist.
  • Schließlich ist in 5c eine Anordnung, wie sie z. B. mit der fest verschalteten Kältemittelführung entsprechend mit der in 4 gezeigten Ausführungsform oder optional mit der in 5 gezeigten Ausführungsvariante darstellbar ist, gezeigt. Das Kältemittel erreicht den Wärmetauscher in etwa auf der halben Höhe, durchströmt S- oder Zick-Zack-förmig den Wärmetauscher nach unten hin, um von dem untersten Abschnitt über den als Gasabscheider und Filter dienenden Sammler zu dem obersten Abschnitt geführt zu werden und von dort erneut nach unten hin gerichtet den Wärmetauscher Zick-Zack-förmig durchströmt, um letztendlich den Wärmetauscher wiederum etwa auf halbem Niveau zu verlassen. Wie sich aus der Darstellung von 5c deutlich ergibt, ist es wünschenswert, gegebenenfalls eine thermische Isolation zwischen dem zuerst durchströmten Teil und dem zuletzt durchströmten Teil des Wärmetauschers vorzusehen, da hier eine maximale Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel vorliegt.
  • Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Erfindung in äußerst unkonventioneller, jedoch einfacher Weise fahrzeugspezifischen oder fahrzeugzustandsspezifischen Zuständen einfach und effektiv Rechnung getragen werden kann, indem in völliger Abkehr zu der bisher üblichen Praxis, einen tiefergelegenen Teil des Wärmetauschers vor einem darüber gelegenen durchströmt. Vorteilhafterweise sollte der Wärmetauscher so ausgelegt oder konzeptioniert sein, dass ein Öltransport ausreichend gewährt ist.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig und im Detail auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass verschiedenste Veränderungen und Modifikationen im Rahmen der Ansprüche möglich sind. So ist anzumerken, dass der erfindungsgemäße Wärmetauscher andenkbar ist, sowohl auf Gaskühler als auch auf Kondensatoren. Die spezifischen Eigenarten der einzelnen, exemplarisch beschriebenen Ausführungsformen sind frei kombinierbar, so dass z. B. auch eine Ausführungsform als offenbart anzusehen ist, bei der bezüglich der zuunterst angeordneten Untereinheit sowohl die Zufuhr als auch die Abfuhr am untersten Punkt erfolgt, z. B. gemeinsam mit entsprechend zusätzlichen Baffels oder Umleitblechen. Der Fachmann sollte ferner auch erkennen, dass ihm geläufige Maßnahmen wie eine geeignete Wahl der Querschnitte und/oder der Anzahl an Flachrohren, um z. B. einen in den Untereinheiten im Wesentlichen gleichmäßigen dynamischen Druck bereitzustellen umfasst sind. Bezüglich der dynamisch schaltbaren Ausgestaltung sei angemerkt, dass auch eine dezentrale Ventilanordnung denkbar ist. Letztendlich erlaubt der erfindungsgemäße Wärmetauscher höchst versatil auf konstruktive Gegebenheiten bzw. auf fahrdynamische Umstände einzugehen, um den Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu erhöhen. Bei einer variablen Umschaltung wäre es z. B. gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform möglich, lediglich eine Umschaltung vorzusehen bei Leerlauf, d. h. wenn das Fahrzeug steht, da lediglich in diesem Fall die von der Motorwärme her rührende Temperaturerhöhung im untersten Abschnitt des Wärmetauschers als kritisch anzusehen ist.

Claims (8)

  1. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) mit einer Vielzahl an quer mit Luft heaufschlagbaren Flachrohren (36), die in Untereinheiten (2a, 2b, 2c, 2d) von einem Kältemittel sukzessive durchströmbar sind, wobei zumindest eine Untereinheit (2d), die sich tiefer als eine andere Untereinheit (2c) befindet Kältemittel-strömungstechnisch diesbezüglich vorschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (44a, 34a) vorgesehen sind, um die Strömungsgeschwindigkeit in einem unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit (2d) relativ zu einem oberen Bereich davon zu erhöhen.
  2. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung (44) zwischen der vorschaltbaren Untereinheit (2d) und der anderen Untereinheit (2c) zur Kältemittelentnahme im unteren Bereich der vorschaltbaren Untereinheit (2d) vorgesehen ist.
  3. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (44) als Steigrohr (44) ausgebildet ist.
  4. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (44) als Leitblech (44a) ausgebildet ist.
  5. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkblech (34a) eintrittsseitig der vorschaltbaren Untereinheit (2d) vorgesehen ist.
  6. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kältemittelzufuhr zu der vorschaltbaren Untereinheit (2d) in einem unteren Bereich davon vorgesehen ist.
  7. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Flachrohren (36) in den Untereinheiten (2a, 2b, 2c, 2d) unterschiedlich ist, insbesondere derart, dass die Anzahl in der vorschaltbaren Untereinheit (2d) größer ist als in der anderen Untereinheit (2c).
  8. Kältemittel-Kühlwärmetauscher (2) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kältemittelzu- und -abfuhr örtlich im wesentlichen zusammenfallen.
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