DE19912381A1 - Kondensator - Google Patents

Abstract

Bei einem Kondensator mit einem Rohr-Rippen-Block (10) und zwei seitlichen Sammelrohren (11, 12) und einem Sammler (13) wird vorgesehen, daß eine Unterkühlstrecke (20) obenliegend angeordnet ist, und daß die mäander-förmige Strömungsbahn für das zugeführte Kältemittel von unten nach oben ansteigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einem Rohr- Rippen-Block, der zwischen zwei seitlichen Sammelrohren ange­ ordnet ist, die in axialer Richtung mit einer oder mehreren Trennwänden unterteilt sind, um eine mäander-förmige Strö­ mungsbahn für ein Kältemittel zu bilden, mit einem neben ei­ nem der Sammelrohre angebrachten Sammler und mit einer oben befindlichen Unterkühlstrecke.

Ein Kondensator der eingangs genannten Art ist insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges bestimmt.

Bei einem bekannten Kondensator (DE 42 38 853.8) ist die Unter­ kühlstrecke unten angeordnet. Es kann jedoch vorkommen, daß diese Anordnung der Unterkühlstrecke aus Einbaugründen in ei­ nem Fahrzeug nicht besonders vorteilhaft ist, beispielsweise wenn in Anströmrichtung vor dem Kondensator noch ein Lade­ luftkühler angeordnet ist. In diesem Fall ist der Luftmassen­ strom zu dem Bereich der Unterkühlstrecke reduziert, während gleichzeitig noch dieser reduzierte Luftmassenstrom eine er­ höhte Temperatur aufweist. Dies kann dazu führen, daß die Un­ terkühlung und damit die Kälteleistung reduziert sind.

Es ist auch ein Kondensator der eingangs genannten Art be­ kannt (DE 198 30 329 A1), bei welchem sich die Unter­ kühlstrecke oben befindet. Bei dieser Bauart wird das flüssi­ ge Kältemittel dem Sammelrohr unmittelbar unterhalb der Un­ terkühlstrecke zugeführt, so daß es anschließend mäander­ förmig nach unten strömt und in den neben dem anderen Sammel­ rohr angeordneten Sammler gelangt. Von diesem Sammler führt dann eine zwischen dem Sammelrohr und dem Sammler gebildete Steigleitung nach oben zu einem Abschnitt des Sammelrohres, der der Unterkühlstrecke zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Leistung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mäander-förmige Strömungsbahn von unten nach oben ansteigt und oben in den Sammler mündet, der mit einem Steigrohr versehen ist, das im Bereich des Bodens des Sammlers beginnt und oben in einer von dem übrigen Innenraum des Sammlers abgetrennten Kammer mün­ det, an die die Unterkühlstrecke angeschlossen ist.

Bei dieser Ausbildung wird das Kältemittel in dem Sammler zu­ nächst von oben nach unten und dann in dem Steigrohr wieder nach oben geführt. Diese längere Führung des Kältemittels in dem Sammler ermöglicht es, den Bereich, in welchen das heiße, gasförmige Kältemittel in den Kondensator eintritt, sehr weit entfernt von der Unterkühlstrecke vorzusehen, so daß von dem zugeführten, gasförmigen Kältemittel kein Wärmeeintrag in die Unterkühlstrecke erfolgt. Die Unterkühlung wird somit nicht beeinträchtigt, so daß auch die Leistung nicht reduziert ist. Da das heiße, gasförmige Kältemittel unten dem Kondensator in einem Bereich zugeführt wird, in dem möglicherweise aufgrund des Ladeluftkühlers Luft mit erhöhter Temperatur zuströmt, ist dennoch eine ausreichende Temperaturdifferenz vorhanden, so daß noch eine wirksame Kondensierung in diesem Bereich er­ folgt.

Bei einem im Motorraum eines Fahrzeuges angeordneten Konden­ sator besteht sehr häufig die Möglichkeit, daß der Sammler von außen her beheizt wird. Dies kann dann dazu führen, daß Dampf vorhanden ist, der Temperaturen aufweist, die über der Kondensationstemperatur liegen. Diese Gefahr führt bei der Erfindung nicht zu einer Störung, da Dampf und Flüssigkeit optimal durchmischt werden, da das flüssige Kältemittel im oberen Bereich des Sammlers in diesen einströmt. Das flüssige Kältemittel und der Dampf haben auch bei einem Wärmeeintrag von außen immer die gleiche Temperatur. Die Gefahr einer Ver­ größerung des Unterkühlbereiches in dem Kondensationsbereich besteht nur dann, wenn der Sammler vollständig gefüllt ist. Der Effekt des Durchmischens kann noch verbessert werden, wenn der Eintrittsöffnung für das Kältemittel ein Mischsieb zugeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Steigrohr und eine die Kammer begrenzende Trennwand als ein in den Sammler eingebrachter Einsatz gestaltet sind. Dies hat den Vorteil, daß erst durch den Einsatz bestimmt wird, ob der Kondensator so benutzt wird, daß die Unterkühlstrecke oben oder unten liegt. Beispielsweise kann im Prinzip der Kondensator nach der DE 42 38 853 A1 benutzt werden, um eine obenliegende Unterkühlstrecke zu schaffen. Der Kondensator wird dann um 180° gedreht und mit einem Einsatz versehen, der das Steigrohr und die Trennwand für die von dem Innenraum des Sammlers abzutrennende Kammer bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensa­ tor.

Der Kondensator enthält einen an sich bekannten Rohr-Rippen- Block 10 aus Flachrohren und Wellrippen. Die Flachrohre die­ ses Rohr-Rippen-Blockes münden in seitlich angeordneten Sam­ melrohren 11, 12. Das Sammelrohr 11 ist als eine Einheit mit einem rohrförmigen Sammler 13 ausgebildet. Die Konstruktion von Rohr-Rippen-Block 10, Sammelrohren 11, 12 und Sammler 13 kann entsprechend der DE 42 38 853 A1 ausgeführt sein.

Das Sammelrohr 12 ist unten mit einem Zuführanschluß 14 für heißes, gasförmiges Kältemittel versehen. An seinem oberen Ende weist es einen Abführanschluß 15 für das flüssige Kälte­ mittel auf. Die Sammelrohre 11 und 12 sind jeweils mittels einer Trennwand 16, 17 in axialer Richtung unterteilt, so daß das zugeführte Kältemittel mit einer mäander-förmigen Strö­ mugnsbahn von unten nach oben in dem Rohr-Rippen-Block 10 strömt. Dabei wird die Anzahl der zu den einzelnen Abschnit­ ten gehörenden Flachrohre entsprechend dem kondensierenden und damit sein Volumen verringernden Kältemittel verringert.

Von den beiden Sammelrohren 11, 12 ist jeweils mittels einer Trennwand 18, 19 ein oberer Endabschnitt abgeteilt, der zu einer Unterkühlstrecke 20 gehört und dem der Abführanschluß 15 zugeordnet ist.

Das zugeführte Kältemittel strömt in dem Rohr-Rippen-Block 10 mäander-förmig nach oben. Das Sammelrohr 11 ist in dem Be­ reich zwischen den Trennwänden 17, 18 mit einer Öffnung 21 zu dem Sammler 13 offen, so daß das schon weitgehend verflüssig­ te Kältemittel über diese Öffnung 21 in den Sammler 13 strömt.

In dem Sammler 13 ist ein Steigrohr 22 angeordnet, das in der Nähe des Bodens des Sammlers 13 beginnt und oben in einer Kammer 23 mündet, die mit einer Trennwand 24 von dem übrigen Innenraum des Sammlers 13 abgetrennt ist. Diese Kammer 23 ist über eine Öffnung 25 mit dem Endabschnitt des Sammelrohres 11 verbunden, der zu der Unterkühlstrecke 20 gehört. Innerhalb des Sammlers 13 ist noch ein Trockner-Filter-Element 26 ange­ ordnet, das bei dem Ausführungsbeispiel das Steigrohr 22 der­ art umgibt, daß sämtliches Kältemittel durch das Trockner- Filter-Element 26 hindurchströmen muß.

Das innerhalb des Rohr-Rippen-Blockes 10 mäander-förmig nach oben strömende Kältemittel ist in dem dem Unterkühlabschnitt 20 benachbarten Bereich schon so weit abgekühlt, daß keine Gefahr eines Wärmeeintrages in die Unterkühlstrecke gegeben ist. Auch wenn der Fall gegeben sein sollte, daß der Luft­ massestrom im unteren Bereich des Rohr-Rippen-Blockes 10 durch einen davor angeordneten Ladeluftkühler o. dgl. einge­ schränkt ist und dieser Luftmassestrom auch eine erhöhte Tem­ peratur hat, so ist dennoch hier die Kühlwirkung ausreichend, da auf jeden Fall eine relativ hohe Temperaturdifferenz noch zu dem heißen, gasförmigen Kältemittel in diesem Bereich be­ steht.

Da das Kältemittel relativ weit oben in den Sammler 13 ge­ langt, ergibt sich eine Mischungszone, in welcher sich der überhitzte Dampf und das flüssige Kältemittel gut mischen. Gegebenenfalls kann dieses Mischen noch durch einen Mischein- Satz, beispielsweise ein Sieb, verbessert werden. Der Flüs­ sigkeitsspiegel in dem Sammler 13 kann relativ hoch anstei­ gen, ohne daß die Gefahr einer Vergrößerung der Unter­ kühlstrecke in den Kondensationsbereich besteht. Hierzu kann insbesondere die Öffnung 21 praktisch unmittelbar unter der Trennwand 18 angeordnet werden. In dem Sammler 13 entsteht ein thermostatisches Gleichgewicht zwischen Dampf und flüssi­ gem Kältemittel.

Das Steigrohr 22 und die Trennwand 24 sowie ggf. der Trock­ ner-Filter-Einsatz 26 werden vorteilhaft als eine Baueinheit oder ein Einsatz ausgebildet, der in den rohrförmigen Sammler 13 eingesteckt wird. Die Trennwand 24 kann in diesem Fall mit dem Steigrohr 22 fest und dicht verbunden sein. Zwischen der Trennwand 24 und der Innenwand des Sammlers 13 kann dann ein Dichtungsring vorgesehen werden, beispielsweise ein O-Ring. Das Steigrohr 22 kann sich nach unten mittels Abstützstiften an dem Boden des Sammlers 13 abstützen und ggf. auch oben mit einem Abstandshalter versehen werden. Es ist selbstverständ­ lich auch möglich, das Steigrohr 22 selbst gegen den Boden des Sammlers 13 abzustützen und hierzu seinen unteren Bereich zu perforieren oder auf andere Weise zu öffnen, damit das Kältemittel in das Steigrohr 22 gelangt.

Der Trockner-Filter-Einsatz 26 wird bei einer abgewandelten Ausführungsform in der Kammer 23 angeordnet. Auch in diesem Fall kann er so angeordnet werden, daß das Kältemittel voll­ ständig durch diesen Trockner-Filter-Einsatz 26 strömt.

Der gleiche Kondensator kann um 180° gedreht eingebaut wer­ den, so daß dann die Unterkühlstrecke 20 unten liegt. In die­ sem Fall wird nur statt des Steigrohres 22 und der Trennwand 24 ein anderes Element eingesetzt, das dann eine Strömungs­ verbindung zwischen den Öffnungen 21 und 25 herstellt. In dieser Strömungsverbindung wird dann zweckmäßigerweise ein Filter und ein Trockner angeordnet.

Claims (8)

1. Kondensator mit einem Rohr-Rippen-Block, der zwischen zwei seitlichen Sammelrohren angeordnet ist, die in axialer Richtung mit einer oder mehreren Trennwänden unterteilt sind, um eine mäander-förmige Strömungsbahn für ein Kältemittel zu bilden, mit einem neben einem der Sammelrohre angebrachten Sammler und mit einer oben befindlichen Unterkühlstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß die mäander-förmige Strömungsbahn von unten nach oben an­ steigt und oben in den Sammler (13) mündet, der mit einem Steigrohr (22) versehen ist, das im Bereich des Bodens des Sammlers (13) beginnt und oben in einer von dem übrigen In­ nenraum des Sammlers (13) abgetrennten Kammer (23) mündet, an die die Unterkühlstrecke (20) angeschlossen ist.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Sammler (13) gegenüberliegende Sammelrohr (12) im Bereich seines unteren Endes mit einem Zuführanschluß (14) für gasförmiges Kältemittel und im Bereich seines oberen En­ des mit einem Abführanschluß (15) für flüssiges Kältemittel versehen ist.

3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Sammler (13) ein Trockner enthalten ist.

4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammler (13) ein Filter für das Kältemittel angeordnet ist.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsöffnung (21) für Kältemittel zu dem Sammler (13) ein Mischelement zugeordnet ist.

6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (22) und eine die Kammer (23) begrenzende Trennwand (24) als ein in den Sammler (13) eingebrachter Einsatz gestaltet sind.

7. Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz einen Trockner und/oder Filter enthält.

8. Kondensator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steigrohr (22) des Einsatzes mit Abstütz­ stiften o. dgl. auf dem Boden des Sammlers (13) abgestützt ist.