EP1892491A2 - Einheit, aufweisend einen Gaskühler und einen inneren Wärmetauscher, und Wärmetauscher - Google Patents

Einheit, aufweisend einen Gaskühler und einen inneren Wärmetauscher, und Wärmetauscher Download PDF

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EP1892491A2
EP1892491A2 EP07013144A EP07013144A EP1892491A2 EP 1892491 A2 EP1892491 A2 EP 1892491A2 EP 07013144 A EP07013144 A EP 07013144A EP 07013144 A EP07013144 A EP 07013144A EP 1892491 A2 EP1892491 A2 EP 1892491A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
unit according
tube
section
tubes
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Application number
EP07013144A
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English (en)
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Kurt Molt
Uwe FÖRSTER
Thomas Himmer
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates

Definitions

  • the invention relates to a unit comprising a gas cooler or condenser and an internal heat exchanger, as used for air conditioning systems, in particular for motor vehicles, according to the preamble of claim 1, and a heat exchanger, in particular an internal heat exchanger, according to the preamble of claim 17 ,
  • the use of internal heat exchangers for heat transfer between high and low pressure side of air conditioning systems is known, wherein the heat exchanger is usually in a refrigerant circuit, eg. With R744 as a refrigerant, arranged and operated in countercurrent operation.
  • the heat exchanger is usually arranged on the high pressure side between a gas cooler and an expansion element and low pressure side between an accumulator and a compressor.
  • Such an internal heat exchanger serves to increase the COP value of the air conditioner.
  • the EP 1 046 524 B1 discloses a generic unit.
  • a high-pressure gas cooler is provided for a coolant circuit of a motor vehicle air conditioner, wherein CO 2 (R744) serves as a refrigerant.
  • This gas cooler has an integrated internal heat exchanger, ie the gas cooler and the internal heat exchanger form a single unit that is soldered.
  • the gas cooler here has a plurality of heat exchanger tubes, as well as the inner heat exchanger, and the inner heat exchanger is disposed above or below the gas cooler heat exchanger tubes.
  • the heat exchanger tubes both in the case of the gas cooler heat exchanger tubes and in the case of the heat exchanger tubes of the inner heat exchanger, they are flat tubes with a plurality of chambers arranged side by side, the profiles of all the heat exchanger tubes corresponding to one another and the heat exchanger tubes being different only for their length and exit areas differ.
  • the flat tubes of the inner heat exchanger are arranged close to each other and alternately with respect to the refrigerant flowing through, so that a flat tube connected to the high pressure side is disposed directly adjacent to a flat tube connected to the low pressure side, and so on.
  • the flat tubes are arranged in a known manner at a distance from one another and with the interposition of corrugated ribs. The entire arrangement gas cooler and inner heat exchanger is soldered together in a single block.
  • an air conditioner in particular a motor vehicle air conditioning system
  • the inner heat exchanger helical webs which separate the outer channels from each other, as well as the provision of turbulence elements on the webs disclosed.
  • From the EP 1 202 016 A2 is a one-piece heat exchanger tube with a multi-chamber profile known, according to which a plurality of outer channels are provided around a central channel.
  • the outer channels are divided by intermediate walls which extend in the radial direction.
  • wave-like projections are provided, which extend slightly into the central channel. These projections serve to reduce the cross-sectional area and thus increase the flow velocity.
  • the projections may also be helical, wherein constant, changing or changing slopes may be provided.
  • the inner channel is used in this heat exchanger tube as the high pressure side, the outer channels as the low pressure side.
  • EP 1 046 524 B1 it is an object of the invention to provide an improved unit comprising a gas cooler and an internal heat exchanger. Further an improved heat exchanger is to be made available, which is particularly suitable as an internal heat exchanger.
  • pipe in particular in connection with the inner heat exchanger - is to be interpreted very broadly below and refers not only to round cross-sections, but in particular also oval, rounded rectangular or any other cross-sections.
  • the pipe can also be two tubes arranged inside one another which have no direct connections (pipe-in-pipe arrangement).
  • positioning elements for the inner tube may be provided in the outer tube, such as provided on the outer and / or inner tube, radially inwardly or outwardly projecting ribs to optionally ensure a coaxial arrangement.
  • an integrally formed coaxial tube can be provided.
  • the arrangement of the inner tube or of the inner region in the outer tube can be coaxial, but does not have to be so that, in particular, off-center arrangements are also possible.
  • a plurality of inner tubes may be provided.
  • the inner tube or tubes may also be brazed or otherwise connected to the outer tube in the contact regions.
  • the division of the flow cross-section into individual open-ended chambers is possible, i.
  • the inner tube may be formed by one or more multi-chamber flat tubes, whereby the heat transfer area increases greatly.
  • a unit comprising a first heat exchanger, in particular a gas cooler, which the Heat transfer from a refrigerant to air or another medium flowing through the first heat exchanger medium, and at least one second, in particular inner heat exchanger, which are formed as a structural unit, wherein the second, inner heat exchanger laterally offset and slightly spaced and / or thermally insulated in one Plain arranged with the first heat exchanger and connected via at least one connecting line directly to the first heat exchanger to form the structural unit, in particular soldered, is.
  • the laterally offset arrangement allows due to the preferably provided gap between the two heat exchangers, in which optionally still an insulating material may be arranged, an improved decoupling with respect to the heat, which in the case of EP 1 046 524 B1 disclosed high-pressure gas cooler with integrated internal heat exchanger is not possible. Nevertheless, due to the structural unit - according to the EP 1 046 524 B1 - Soldering of the entire unit, ie the first heat exchanger and the second, in particular internal heat exchanger, possible in a single operation, however, the assembly can be quite simplified, since two separately prepositioned blocks and a somewhat flexible connection thereof instead of a single blocks are provided with significantly more components.
  • another heat exchanger in particular a fluid-fluid heat exchanger, preferably undergoes a phase transition in at least one, particularly preferably both fluids in at least a portion of the corresponding fluid flow.
  • the relative positions of the two heat exchangers to one another are preferably no longer changeable after soldering has taken place - if appropriate apart from slight corrections via the connection line, which interconnect the two heat exchangers preferably directly connects, in particular with regard to the bending of the same.
  • the choice of the inner heat exchanger is substantially independent of the shape of the first heat exchanger, so that the air conditioner can also be optimized with regard to the shape of the second, in particular inner heat exchanger.
  • the second, in particular inner heat exchanger is particularly preferably arranged parallel to a collector of the first heat exchanger and laterally offset thereto in a plane with the heat exchanger.
  • the second, in particular inner heat exchanger is arranged perpendicular to the collector, above or below the first heat exchanger and in a plane with the first heat exchanger, however, the first-mentioned embodiment is preferred.
  • the first heat exchanger is preferably a plate-type heat exchanger, ie the collector or collectors consist of a plurality of plate-like sheets soldered together, in particular a connecting plate, a distributor plate and a bottom plate.
  • the connecting plate On the connecting plate, the connecting lines are attached, via which refrigerant is fed to the heat exchanger and discharged.
  • the distributor plate has, for example, H-shaped and L-shaped openings, via which the refrigerant is distributed to the individual tubes.
  • the bottom plate is used to connect the individual tubes, which are preferably flat tubes, which are soldered directly into slot-like openings in the floor panel.
  • corrugated ribs or other structures which increase the heat transfer surface are preferably arranged between the tubes, in particular the flat tubes, wherein they are preferably soldered firmly to the tubes.
  • the whole Heat exchanger is - preferably soldered together with the second heat exchanger - in a single operation.
  • the tubes of the first heat exchanger are - preferably in contrast to the tubes of the second internal heat exchanger - formed by flat tubes, more preferably by flat tubes with multiple flow channels.
  • a plurality of flat tubes may be arranged in the depth of the heat exchanger, but preferably a relatively broad flat tube with a plurality of flow channels is provided, which is viewed in the width direction flows through two different refrigerant streams, particularly preferably in the opposite flow direction.
  • the connecting line ie the direct connection of the two heat exchangers, is preferably designed to be short in comparison to the length of the second, in particular inner, heat exchanger, so that, inter alia, weight can be saved.
  • the second, parallel to a collector of the first heat exchanger and laterally offset in a plane arranged with the first heat exchanger, the second, in particular inner heat exchanger is shorter than the collector formed, in particular preferably so short that it fits between the terminals of the first heat exchanger and is protected to some extent by them. Furthermore, such a design allows a very compact, space-saving design. The space requirement for connecting lines can be minimized.
  • the second, in particular inner heat exchanger on a depth which is at most as large as the overall depth of the first heat exchanger, but with sufficient space in the depth in the height of the second, in particular inner heat exchanger also deeper second, in particular internal heat exchanger possible.
  • the second, inner heat exchanger is directly and firmly connected to the first heat exchanger via at least one connecting line.
  • This is preferably the outflow side of the first heat exchanger to the high-pressure side supply line of the refrigerant in the inner heat exchanger.
  • the connecting line is preferably designed to be short compared to the length of the second, in particular inner heat exchanger.
  • the connecting line is formed by a curved piece, in particular preferably by a 90 ° bend piece. This allows a short distance to the second, in particular internal heat exchanger and the same can be arranged parallel to the collector, from which the refrigerant flows out.
  • the second, in particular internal, heat exchanger is preferably arranged directly adjacent to the first heat exchanger, but is preferably not directly attached to it, i.e., not directly adjacent to the first heat exchanger. between the two heat exchangers, a heat-decoupling gap is provided.
  • advantages in terms of installation and optimum utilization of the installation space compared to a second, in particular internal, heat exchanger that is integrated into the first heat exchanger can result.
  • the entire arrangement is more flexible and adaptable without labor-intensive, fluidic recalculations to other conditions, for example.
  • connection piece with a bottom is preferably provided, which part is the flow cross-section is concealed and designed to be open for another part of the flow cross-section.
  • connection piece and bottom can also be formed in one piece.
  • the inflow and outflow preferably takes place substantially coaxially, for which the connecting piece is designed accordingly.
  • the inflow of the refrigerant into the "outer tube” takes place - depending on the design of the connection piece either axially or radially, but it can also be introduced and discharged via a connection formed separately from the connector in the radial direction.
  • At least one turbulence generator for example corrugated fins or turbulence sheets, is arranged in a flow cross section, which is preferably the larger flow cross section of the "outer tube".
  • a single continuous flow cross-section is provided for the first-pressure refrigerant and a plurality of smaller, non-connected and longitudinally-flowable chambers for the refrigerant under another pressure.
  • the lower-pressure refrigerant flows in the outer region, it is not divided into individual chambers.
  • it is also a divided into individual chambers embodiment of both flow areas, i. of the area in which the refrigerant coming from the high-pressure side and the area where the refrigerant coming from the low-pressure side flows.
  • the second, in particular inner heat exchanger preferably has an outer tube and a plurality of arranged in the same, possibly also in one piece with the same connected pipes with a multi-chamber profile, which may, for example, to flat tubes.
  • flow paths for the refrigerant flowing in the outer tube are formed between the individual multi-chamber profile tubes or multi-chamber profile-like regions.
  • These flow paths of the outer tube have a smallest flow cross section, which is preferably at least as large as the smallest flow cross section of the chambers of the inner tube or of the corresponding inner regions.
  • the heat exchanger is preferably flowed through in countercurrent operation, which improves the efficiency of heat transfer.
  • the free flow cross section of the high pressure side is preferably smaller than the free flow cross section of the low pressure side.
  • the free flow cross sections differ such that the free flow cross section of the high pressure side is preferably at most half as large and preferably at least a quarter as large, more preferably about one third +/- 10% is as large as the free flow cross section of the low pressure side.
  • the second, in particular inner, heat exchanger and / or the first heat exchanger preferably consists at least partially of aluminum or an aluminum alloy.
  • the essential parts of the second, in particular inner, heat exchanger ie the parts which form the heat transfer surfaces or at least essential regions thereof, are preferably produced by extrusion, both as an integrally formed profile and as a component composed of two or more profiles.
  • other types of profiles are possible, in particular bent and pressed or welded sheet metal profiles. Of course, this is also conceivable in the case of the first heat exchanger.
  • the second, inner heat exchanger can be formed both in one piece, particularly preferably as an extruded tube with a plurality of flow channels, as well as in several parts, in particular as a tube-in-tube arrangement.
  • the second, in particular inner, heat exchanger preferably has a circular cross section, but any other suitable cross section, for example also an oval or flat tube-like cross section, may be used.
  • the second heat exchanger - which can be used both alone and in the unit according to the invention as an internal heat exchanger - has at least one tubular flow channel, formed by an outer tube, for a first medium, and at least one in the at least one flow channel in the direction of Flow channel arranged line, formed by an inner tube, for a second medium, wherein the line is at least partially formed independently of the wall of the flow channel.
  • the inner tube has a plurality of inner channels through which the second medium flows.
  • the media may preferably be refrigerants of a single refrigerant circuit with different temperatures.
  • a plurality of flat-tube-like, inner tubes or flat tube-like regions of the inner tube, each having a plurality of inner channels are provided, which are arranged in the outer tube.
  • the outer tube and the one or more inner tubes are firmly connected to each other at exactly one point.
  • the connection can by means of Soldering or similar respectively.
  • the tubes are configured in one piece, ie the connection is made via a connecting region in the region of the inner wall of the outer tube.
  • turbulence generators for example.
  • corrugated fins provided to increase the efficiency of the heat exchanger.
  • An inventive unit of heat exchanger and inner heat exchanger can be used in particular for heat exchangers, preferably for motor vehicle air conditioning systems, particularly preferably for high-pressure air conditioning systems of motor vehicles, but other applications are possible.
  • the internal heat exchanger described can also be used alone, i. especially not in the previously described, rigid orientation to another heat exchanger.
  • a as a gas cooler for the same flowing through refrigerant CO 2 (R744) serving heat exchanger 1 of a motor vehicle air conditioner, of which only a small part is shown in Fig. 1, has a known construction with side collectors 2, extending between the same heat exchanger tubes, in the present case formed by flat tubes 3, and arranged between the flat tubes 3 corrugated fins 4, wherein in the present case, the individual parts were soldered together in one operation.
  • an inner heat exchanger 5 is further arranged, which is flowed through by the refrigerant and serves to increase the COP value of the air conditioner.
  • the inner heat exchanger 5 is arranged with its high pressure side H in the flow direction of the refrigerant behind the gas cooler and before an expansion element and with its low pressure side N behind a collector and in front of the compressor, wherein high and low pressure side of the inner heat exchanger 5 are flowed through in countercurrent operation.
  • the inner heat exchanger 5 is present, as shown in the section shown in Fig. 4a, formed by a round tube 6 and three arranged in the round tube 6, parallel, multi-chamber flat tubes 7, wherein two of the three flat tubes 7 have a cross section corresponding to each other and the third, arranged between the two flat tubes flat tube has a slightly wider cross section with a chamber more.
  • the maximum outer diameter of the inner heat exchanger 5, which substantially corresponds to the outer diameter of the round tube 6, in this case has the same dimension as the overall depth of the gas cooler.
  • the length of the inner heat exchanger is, as shown in FIG. 1, sufficiently smaller than the height of the gas cooler to have sufficient space for the connections of the heat exchanger.
  • connections of the inner heat exchanger 5 are in the present case designed such that in each case a connection 8 is provided in the axial direction and a connection 9 in the radial direction at each end thereof, the refrigerant being supplied to the chambers of the three flat tubes 7 via the connection 8 in the axial direction or is discharged from the same, and via the terminal 9 in the radial direction, the refrigerant is supplied to the free interior of the round tube 6 and discharged from the same.
  • the gas cooler, ie, the first heat exchanger 1, and the inner heat exchanger 5 the rigidly present to each other via one of the connecting lines 10, namely the connection line 10 shown in Fig. 1 below, which is soldered directly from the collector 2, form a structural Unit.
  • the inner heat exchanger can also be arranged parallel to the flat tubes of the gas cooler, in particular below or above the gas cooler.
  • the inner heat exchanger can also be arranged at another suitable location in the low and / or high pressure side of the refrigerant circuit.
  • connection line 10 may also be a fixed connection pipe fixed to the connector 11, to which the actual connection line, for example, by means of a mechanical fastening device or by means of a forming process can be fastened.
  • connection piece can, for example, also be provided with a mechanical fastening device, so that the connection line does not have to be soldered to the connection piece or connected in a non-detachable manner in other ways. This is particularly useful on one side of the inner heat exchanger, which is not soldered to the gas cooler with the involvement of the corresponding connection line.
  • a distributor chamber 12 is formed centrally in the connecting piece 11, which has a slightly larger inner diameter than the inner diameter of the connecting line 10, however has a smaller inner diameter than the outer diameter of the type of line 10.
  • the connector 11 On the opposite side, which is referred to below as the heat exchanger side, the connector 11 has a much larger inner diameter than the connection line side and as in the distribution chamber 12, wherein the transition again in the form of a step, the present significantly larger than the wall thickness of the round tube. 6 is done.
  • the round tube 6 At the step formed by the step is the round tube 6, whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the connecting piece 11 in this area, at.
  • the end of the round tube 6 is provided with a bottom 13, which in the present case has three openings 14 whose cross-section corresponds to the outer dimensions of the flat tubes 7 arranged in the round tube 6.
  • the connection piece-side ends of the round tube 6, the bottom 13 and the flat tubes 7 are presently arranged in a plane.
  • the flat tubes 7 have such a dimension that all three flat tubes 7 with at least a small portion of their ends in contact with the connector 11, but as far as possible, none of the chambers in the interior of the flat tubes 7 is covered by the connector 11, so that the Flow cross-section of all chambers of the flat tubes 7 as completely as possible available.
  • the low-pressure-side connection 9 takes place, as shown in Fig. 2 - or FIG. 5, which does not differ from the present embodiment in terms of the design of the round tube and in particular the low-pressure side connection - in the radial direction of the round tube 6, for which a bore 14 and a tube 15 introduced therein and soldered to the round tube 6 is provided.
  • the internal cross-sectional area of the tube 15 substantially corresponds to the free flow area in the round tube 6, i. the inner cross-sectional area minus the area of the flat tubes 7 arranged therein.
  • the operating pressure on the low pressure side is according to the present embodiment about 130 bar, the corresponding bursting pressure 264 bar, and the operating pressure on the high pressure side is about 160 bar, the corresponding Bursting pressure 352 bar.
  • the stated pressure values relate in particular to the use of CO 2 as refrigerant.
  • an improved, defined flow of the high-pressure refrigerant can be realized via the corresponding connection piece 11; in particular, as shown in FIG. 2, a relatively deflection-free flow of the high-pressure refrigerant in the direction of the longitudinal axis of the flat tubes 7 is provided , whereby the pressure loss can be reduced and thereby the cooling capacity can be improved.
  • the flow of the low-pressure refrigerant takes place in the radial direction with respect to the longitudinal axis of the round tube. 6
  • the round tube, as well as the flat tubes 7 in the interior of the round tube 6, in the present case are extruded tubes made of aluminum.
  • the same are with the bottoms 13, the fittings 11 and the radial connections 9 forming tubes soldered, which is advantageously carried out in one operation.
  • the soldering of the parts can also - with a corresponding arrangement of the inner heat exchanger 5 on at least one refrigerant-carrying and directly connected to the guest pipe - done in a single operation with the soldering of the gas cooler.
  • the same can also be designed as a stamped and bent part, so that in particular the region extending in the direction of the adjoining tube can be made larger so that, if necessary, a short, short, soldered pipe section or the direct soldering of the connection line omitted and can be provided directly to the edge of the fitting a corresponding attachment for the pipe to be connected.
  • connection piece in the case of a formation of the connection piece as a stamped and bent part, the same can also with ribs or the like. be formed stiffening structures. Furthermore, the provision of extended regions, ribs or other guide structures also makes it possible to optimize the shape of the distributor space with regard to the inflow and outflow of the refrigerant into the chambers of the flat tubes or corresponding refrigerant-carrying structures.
  • the inlet and / or outlet direction of the refrigerant into and out of the connection piece does not necessarily have to be in the axial direction to the inner heat exchanger, although this direction is the most favorable with regard to the refrigerant flow. Rather, a radial flow direction, for example. Parallel to the flow direction of the radial port or an oblique flow direction is possible, which may be particularly advantageous in view of the required space for the connecting lines. Likewise, high and low pressure side can be arranged reversed compared to the first embodiment.
  • the floor described above may also be formed integrally with the connector. Although production is more difficult to manufacture, the number of individual parts and the number of points to be sealed in the course of manufacture are thereby reduced. Furthermore, the distributor space can be made more pressure- and flow-compatible. The one-piece design further allows a slight increase in the heat-transmitting length of the inner heat exchanger.
  • each of the widths of the outer flat tubes 7 and the central flat tubes 7 corresponds to each other, so that the flat tubes 7 relatively evenly in the interior of the round tube 6 are arranged distributed.
  • the configuration of the terminals corresponds to that of the first embodiment, i.
  • the flat tubes end in a bottom, which is accommodated in a connection piece.
  • the number of flat tubes can be increased, also in principle round tubes or tubes can be used with other cross-sections instead of the flat blanks.
  • Fig. 4c shows a third embodiment with a single, € -like design tube 7, which is arranged in the round tube 6 to form an annular gap with the same.
  • a plurality of longitudinally continuous, adjacently arranged chambers are formed whose function corresponds to that of the chambers of the multi-chambered flat tubes.
  • the same is formed by a plurality of centrally interconnected flat tubes of different widths.
  • the longitudinally continuous chambers are also provided in the connection area.
  • Fig. 4e shows the inner tube 7 according to the fifth embodiment, which in turn is arranged in a round tube (not shown).
  • This inner tube 7 has a meandering cross section with a plurality of longitudinally continuous chambers.
  • the sixth embodiment shown in Fig. 4f substantially corresponds to the embodiment of Fig. 4c, but the inner tube 7 and the round tube are connected to each other via a web, which forms a transitional area, i. integrally formed.
  • the production of this tube is done by means of extrusion in a single operation.
  • fork-like, flat tube-like regions 7 are formed integrally with the circular tube 6 with chambers extending in the longitudinal direction.
  • the outer flat tube-like regions 7 are, in order to obtain as uniformly wide flow cross sections as possible, curved slightly in the direction of one another in the region of their free ends, and the middle flat tube-like region 7 is shorter.
  • Fig. 4h shows the eighth embodiment, which substantially corresponds to the seventh embodiment, but the individual, inner flat tubes, which are connected to one side with the outer round tube, straight and have different widths to fill the interior of the round tube as evenly as possible ,
  • the ninth exemplary embodiment illustrated in FIG. 4i has wedge-shaped regions with chambers extending in the longitudinal direction, in addition to chambers arranged at an angle to one another, integrally connected to one side with the outer circular tube, inner flat tubes the channels between the wedges and flat tubes present have a constant width.
  • three inner flat tubes 7 arranged parallel to one another and at a distance from each other are provided, which are connected in one piece with the outer round tube 6 on one side.
  • the side connected to the round tube alternates, so that, in contrast to the embodiment of FIG. 4h, no fork-shaped regions but a meandering region remains between the individual flat tubes.
  • the eleventh embodiment shown in FIG. 4k differs from the tenth embodiment shown in FIG. 4j only in that, instead of three flat tubes, four flat tubes 7 are integrally and mutually connected to the round tube 6.
  • an outer tube can be used with a different cross section, in particular preferably with an oval cross section.
  • the tubes in which the longitudinally continuous chambers are formed in the cross-section of the (outer) tube, i. a single tube provides the channels for high and low pressure side.
  • the outer tube can also with ribs or similar. be formed, as well as have changing wall thicknesses.
  • the longitudinal extent does not necessarily have to be straight; on the contrary, a curved, for example U-shaped, or a helical configuration of the tube, as well as a corresponding configuration of the inner tube or chambers, is possible.
  • Fig. 5 shows a part of an inner heat exchanger 5, which corresponds in cross section substantially to the inner heat exchanger of Fig. 4i, in which, however, in the channels around the flat tubes 7 baffles 15 are provided.
  • baffles 15 are each arranged only in a partial region of the cross section and each offset from one another, so that the refrigerant flowing in the channel is constantly deflected. This prevents the formation of a laminar flow and mixes the refrigerant flowing outside and in the middle of the flow channel with each other, so that a very uniform temperature profile is formed and the heat transfer of the counterflowing refrigerant flows is optimized.
  • FIG. 5 in the upper, left-hand region, the opening 14 for the connection 9 in the radial direction can be seen, through which the low-pressure-side refrigerant is introduced into the inner heat exchanger 5.
  • the refrigerant is conveyed through the first deflecting plate 15, in particular into the width of the inner heat exchanger 5, i. distributed to the rearmost channel, so that even this inflow area is flowed through evenly by refrigerant.
  • the design of the discharge area is designed accordingly, so that the entire length of the inner heat exchanger 5 is used optimally.
  • the baffles 15 are presently arranged at equidistant intervals from each other and soldered to the flat tubes 7 and the inner wall of the round tube 6.
  • the baffles can also be integrally connected to one another and loosely inserted into the inner heat exchanger.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the outer tube as a round tube 6.
  • four flat tubes 7 arranged parallel to one another are arranged, wherein corrugated ribs 16 are respectively arranged between the flat tubes 7 for enlarging the heat transfer surface.
  • the ribs 16 lie with a portion each on the outside of the flat tubes 7 and here take heat from the same (or possibly also give heat to the same from). This heat is conducted into the oblique connection areas, which are surrounded by the refrigerant, which absorbs the heat.
  • the corrugated fins 16 are used for turbulence generation, ie prevent the formation of a laminar flow and thus ensure equalization of the temperature profile over the entire flow cross-section.
  • Such corrugated ribs can of course also be provided in connection with other types of flat tube geometries 7, in particular in conjunction with the above-mentioned embodiments of the flat tubes. 7
  • the described air conditioning system may also be used in an R134a refrigerant circuit or in a circuit with another suitable refrigerant.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einheit, aufweisend einen ersten Wärmetauscher (1), insbesondere einen Gaskühler, welcher der Wärmeübertragung von einem Kältemittel an Luft oder ein anderes durch den ersten Wärmetauscher (1) strömendes Medium dient, und mindestens einen zweiten, inneren Wärmetauscher (5), die als bauliche Einheit ausgebildet sind, wobei der zweite, innere Wärmetauscher (5) seitlich versetzt und etwas beabstandet in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher (1) angeordnet und über mindestens eine Anschlussleitung (10) direkt mit dem ersten Wärmetauscher (1) zur Bildung der baulichen Einheit verbunden, insbesondere verlötet, ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einheit, aufweisend einen Gaskühler oder Kondensator und einen inneren Wärmetauscher, wie sie für Klimaanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, benutzt werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie einen Wärmetauscher, insbesondere einen inneren Wärmetauscher, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 17.
  • Soweit in den vorliegenden Unterlagen ein Gaskühler erwähnt ist, kann erfindungsgemäß auch ein Kondensator oder ein anderer Wärmetauscher verwendet werden.
  • Die Verwendung von inneren Wärmetauschern zur Wärmeübertragung zwischen Hoch- und Niederdruckseite von Klimaanlagen ist bekannt, wobei der Wärmetauscher üblicherweise in einem Kältemittelkreislauf, bspw. mit R744 als Kältemittel, angeordnet ist und im Gegenstrombetrieb betrieben wird. Dabei ist in der Regel der Wärmetauscher hochdruckseitig zwischen einem Gaskühler und einem Expansionsorgan und niederdruckseitig zwischen einem Akkumulator und einem Verdichter angeordnet. Ein derartiger innerer Wärmetauscher dient dazu, den COP-Wert der Klimaanlage zu erhöhen.
  • Die EP 1 046 524 B1 offenbart eine gattungsgemäße Einheit. Hierbei ist ein Hochdruckgaskühler für einen Kühlmittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage vorgesehen, wobei CO2 (R744) als Kältemittel dient. Dieser Gaskühler hat einen integrierten inneren Wärmetauscher, d.h. der Gaskühler und der innere Wärmetauscher bilden eine einzelne Einheit, die verlötet ist. Der Gaskühler weist hierbei eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren auf, ebenso wie der innere Wärmetauscher, und der innere Wärmetauscher ist ober- oder unterhalb der Gaskühler-Wärmetauscherrohre angeordnet. Bei den Wärmetauscherrohren handelt es sich sowohl im Falle der Gaskühler-Wärmetauscherrohe als auch im Falle der Wärmetauscherrohre des inneren Wärmetauschers um Flachrohre mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Kammern, wobei die Profile sämtlicher Wärmetauscherrohre einander entsprechen und sich die Wärmetauscherrohre nur durch ihre Länge zwecks unterschiedlicher Ein- und Austrittsbereiche unterscheiden. Die Flachrohre des inneren Wärmetauschers sind dicht nebeneinander und abwechselnd bezüglich des durchströmenden Kältemittels angeordnet, so dass ein an der Hochdruckseite angeschlossenes Flachrohr direkt neben einem an der Niederdruckseite angeschlossen Flachrohr angeordnet ist, und so weiter. Im Bereich des Gaskühlers sind die Flachrohre jedoch auf bekannte Weise beabstandet voneinander und unter Zwischenlage von Wellrippen angeordnet. Die gesamte Anordnung Gaskühler und innerer Wärmetauscher ist miteinander zu einem einzigen Block fest verlötet.
  • Getrennt ausgebildete Gaskühler und innere Wärmetauscher, die über im Rahmen der Gesamtmontage nach dem getrennt erfolgenden Verlöten der beiden Wärmetauscher angebrachte, meist flexible Leitungen miteinander, beispielsweise durch Flanschverbindungen, verbunden sind, sind im Prinzip bekannt.
  • Ein Beispiel einer Verwendung eines zweiteiligen Koaxialrohrsystems als inneren Wärmetauscher, bestehend aus einem Außenrohr und einem in das Außenrohr eingeschobenen Innenrohr, für eine Klimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, ist aus der DE 199 44 951 A1 bekannt. Hierin sind für den inneren Wärmetauscher wendelförmige Stege, welche die Außenkanäle voneinander trennen, sowie das Vorsehen von Turbulenzelementen an den Stegen offenbart.
  • Aus der EP 1 202 016 A2 ist ein einstückiges Wärmetauscherrohr mit einem Mehrkammer-Profil bekannt, gemäß dem um einen Zentralkanal mehrere Außenkanäle vorgesehen sind. Die Außenkanäle sind durch Zwischenwände, die in radialer Richtung verlaufen, unterteilt. An der Wandung des Zentralkanals sind wellenartige Vorsprünge vorgesehen, die sich geringfügig in den Zentralkanal hinein erstrecken. Diese Vorsprünge dienen der Verringerung der Querschnittsfläche und somit der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Die Vorsprünge können auch schraubenförmig ausgebildet sein, wobei konstante, sich ändernde oder wechselnde Steigungen vorgesehen sein können. Der Innenkanal wird bei diesem Wärmetauscherrohr als Hochdruckseite, die Außenkanäle als Niederdruckseite verwendet.
  • Aus der US 6,098,704 B2 ist eine Rohr-in-Rohr-Anordnung bekannt, wobei sowohl das Außenrohr als auch das Innenrohr eine Vielzahl in äquidistanten Abständen über den Umfang verteilter, in radialer Richtung ein kurzes Stück nach innen zeigender Rippen aufweist, die eine keilartige Gestalt haben. Diese Rippen dienen hierbei dem Korrosionsschutz, so dass die Rohrwand zwischen den beiden Medien geschützt und die Lebensdauer der Rohr-in-Rohr-Anordnung verlängert wird.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik, insbesondere der EP 1 046 524 B1 , ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Einheit, aufweisend einen Gaskühler und einen inneren Wärmetauscher, zur Verfügung zu stellen. Ferner soll ein verbesserter Wärmetauscher zur Verfügung gestellt werden, der insbesondere als innerer Wärmetauscher geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruches 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Begriff "Rohr" - insbesondere in Verbindung mit dem inneren Wärmetauscher - ist im Folgenden sehr weit auszulegen und bezieht sich nicht nur auf runde Querschnitte, sondern insbesondere auch ovale, abgerundet rechteckförmige oder auch beliebige andere Querschnitte. Beim Rohr kann es sich auch um zwei ineinander angeordnete Rohre handeln, die keine direkten Verbindungen aufweisen (Rohr-in-Rohr-Anordnung). Hierbei können jedoch auch positionierende Elemente für das Innenrohr im Außenrohr vorgesehen sein, wie beispielsweise am Außen- und/oder Innenrohr vorgesehene, radial nach innen beziehungsweise außen vorstehende Rippen, um gegebenenfalls eine koaxiale Anordnung sicherzustellen. Ferner kann ein einstückig ausgebildetes Koaxialrohr vorgesehen sein. Die Anordnung des Innenrohres oder des inneren Bereichs im Außenrohr kann koaxial sein, muss es jedoch nicht sein, so dass insbesondere auch außermittige Anordnungen möglich sind. Insbesondere können auch mehrere Innenrohre vorgesehen sein. Das Innenrohr oder die Innenrohre können auch mit dem Außenrohr in den Kontaktbereichen verlötet oder auf andere Weise mit demselben verbunden sein. Ferner ist die Aufteilung des Strömungsquerschnitts in einzelne endseitig offene Kammern möglich, d.h. bspw. das Innenrohr kann durch ein oder mehrere Mehrkammer-Flachrohre gebildet sein, wodurch sich die Wärmeübertragungsfläche stark vergrößert.
  • Erfindungsgemäß ist eine Einheit vorgesehen, aufweisend einen ersten Wärmetauscher, insbesondere einen Gaskühler, welcher der Wärmeübertragung von einem Kältemittel an Luft oder ein anderes durch den ersten Wärmetauscher strömendes Medium dient, und mindestens einen zweiten, insbesondere inneren Wärmetauscher, die als bauliche Einheit ausgebildet sind, wobei der zweite, innere Wärmetauscher seitlich versetzt und etwas beabstandet und/oder wärmeisoliert in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher angeordnet und über mindestens eine Anschlussleitung direkt mit dem ersten Wärmetauscher zur Bildung der baulichen Einheit verbunden, insbesondere verlötet, ist. Die seitlich versetzte Anordnung ermöglicht auf Grund des vorzugsweise vorgesehenen Spalts zwischen den beiden Wärmetauschern, in welchem gegebenenfalls noch ein Isoliermaterial angeordnet sein kann, eine verbesserte Entkoppelung in Bezug auf die Wärme, was im Falle des in der EP 1 046 524 B1 offenbarten Hochdruckgaskühlers mit integriertem inneren Wärmetauscher nicht möglich ist. Dennoch ist auf Grund der baulichen Einheit - entsprechend der EP 1 046 524 B1 - ein Verlöten der gesamten Einheit, d.h. des ersten Wärmetauschers und des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers, in einem einzigen Arbeitsgang möglich, wobei jedoch das Zusammensetzen durchaus vereinfacht sein kann, da zwei getrennt vorpositionierbare Blöcke und eine in gewissem Maße flexible Verbindung derselben an Stelle eines einzigen Blocks mit deutlich mehr Bauteilen vorgesehen sind. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass anstelle eines inneren Wärmetauschers ein anderweitiger Wärmetauscher, insbesondere ein Fluid-Fluid-Wärmetauscher, bei dem vorzugsweise zumindest eines, besonders bevorzugt beide Fluide in zumindest einem Teilbereich der entsprechenden Fluidströmung einen Phasenübergang erfahren.
  • Die Relativpositionen der beiden Wärmetauscher zueinander sind vorzugsweise nach erfolgtem Verlöten nicht mehr veränderbar - gegebenenfalls abgesehen von leichten Korrekturen über die Anschlussleitung, welche die beiden Wärmetauscher miteinander vorzugsweise direkt verbindet, insbesondere in Hinblick auf die Biegung derselben.
  • Ferner ist die Wahl des inneren Wärmetauschers im Wesentlichen unabhängig von der Gestalt des ersten Wärmetauschers, so dass die Klimaanlage auch in Hinblick auf die Gestalt des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers optimiert werden kann.
  • Der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher ist besonders bevorzugt parallel zu einem Sammler des ersten Wärmetauschers und seitlich versetzt hierzu in einer Ebene mit dem Wärmetauscher angeordnet. Gemäß einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher senkrecht zum Sammler, ober- oder unterhalb des ersten Wärmetauschers und in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher angeordnet, wobei jedoch die erstgenannte Ausführungsform bevorzugt wird.
  • Beim ersten Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Wärmetauscher in Plattenbauweise, d.h. der oder die Sammler bestehen aus mehreren miteinander verlöteten plattenartigen Blechen, insbesondere einem Anschlussblech, einem Verteilerblech und einem Bodenblech. Am Anschlussblech sind die Anschlussleitungen angebracht, über die Kältemittel dem Wärmetauscher zugeführt und abgeführt wird. Das Verteilerblech weist bspw. H-förmige und l-förmige Öffnungen auf, über welche das Kältemittel auf die einzelnen Rohre verteilt wird. Das Bodenblech dient dem Anschluss der einzelnen Rohre, wobei es sich vorzugsweise um Flachrohre handelt, die direkt in langlochartige Öffnungen im Bodenblech eingelötet sind. Zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche sind vorzugsweise Wellrippen oder andere, die Wärmeübertragungsfläche vergrößernde Strukturen zwischen den Rohren, insbesondere den Flachrohren, angeordnet, wobei dieselben bevorzugt fest mit den Rohren verlötet sind. Der gesamte Wärmetauscher wird - vorzugsweise gemeinsam mit dem zweiten Wärmetauscher - in einem einzigen Arbeitsgang verlötet.
  • Die Rohre des ersten Wärmetauschers werden - vorzugsweise auch im Unterschied zu den Rohren des zweiten, inneren Wärmetauschers - durch Flachrohre gebildet, insbesondere bevorzugt durch Flachrohre mit mehreren Strömungskanälen. Hierbei können mehrere Flachrohre in der Tiefe des Wärmetauschers angeordnet sein, bevorzugt ist jedoch ein relativ breit ausgebildetes Flachrohr mit einem Mehrzahl von Strömungskanälen vorgesehen, welches in Breitenrichtung gesehen von zwei unterschiedlichen Kältemittelströmen durchströmt wird, insbesondere bevorzugt mit entgegengesetzter Strömungsrichtung.
  • Die Anschlussleitung, also die direkte Verbindung der beiden Wärmetauscher, ist vorzugsweise im Vergleich zur Länge des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers kurz ausgebildet, so dass unter anderem Gewicht eingespart werden kann.
  • Besonders bevorzugt ist der zweite, parallel zu einem Sammler des ersten Wärmetauschers und seitlich versetzt in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher angeordnete, zweite, insbesondere innere Wärmetauscher kürzer als der Sammler ausgebildet, insbesondere bevorzugt so kurz, dass er zwischen die Anschlüsse des ersten Wärmetauschers passt und durch dieselben in gewissem Maße geschützt wird. Ferner ermöglicht eine derartige Ausgestaltung eine sehr kompakte, raumsparende Bauweise. Der Bauraumbedarf für Verbindungsleitungen kann minimiert werden.
  • Insbesondere bevorzugt weist der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher eine Bautiefe auf, welche maximal so groß wie die Bautiefe des ersten Wärmetauschers ist, jedoch sind bei ausreichendem Bauraum in der Tiefe in der Höhe des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers auch tiefere zweite, insbesondere innere Wärmetauscher möglich.
  • Der zweite, innere Wärmetauscher ist erfindungsgemäß über mindestens eine Anschlussleitung direkt und fest mit dem ersten Wärmetauscher verbunden. Hierbei handelt es sich bevorzugt ausströmseitig des ersten Wärmetauschers um die hochdruckseitige Zuleitung des Kältemittels in den inneren Wärmetauscher. Hierbei ist die Anschlussleitung im Vergleich zur Länge des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers bevorzugt kurz ausgebildet. Insbesondere bevorzugt wird die Anschlussleitung durch ein Bogenstück, insbesondere bevorzugt durch ein 90°-Bogenstück, gebildet. Dies ermöglicht eine kurze Wegstrecke zum zweiten, insbesondere inneren Wärmetauscher und derselbe kann parallel zum Sammler, aus welchem das Kältemittel ausströmt, angeordnet sein.
  • Der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher ist vorzugsweise direkt benachbart zu dem ersten Wärmetauscher angeordnet, liegt jedoch vorzugsweise nicht direkt an demselben an, d.h. zwischen den beiden Wärmetauschern ist ein wärmeentkoppelnder Spalt vorgesehen. Je nach vorhandenem Bauraum können sich so Vorteile in Hinblick auf die Montage und optimale Ausnutzung des Bauraums gegenüber einem fest in den ersten Wärmetauscher integrierten zweiten, insbesondere inneren Wärmetauscher ergeben. Die gesamte Anordnung ist flexibler und ohne arbeitsintensive, strömungstechnische Neuberechnungen an andere Gegebenheiten anpassbar, bspw. durch Veränderung der Länge der Anschlussleitungen und/oder der Winkel zwischen den beiden Wärmetauschern, so dass der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher in Abhängigkeit des vorhandenen Bauraums relativ zum ersten Wärmetauscher positionierbar ist.
  • Für den Anschluss einer der Anschlussleitungen ist vorzugsweise mindestens ein Anschlussstück mit einem Boden vorgesehen, welcher einen Teil des Strömungsquerschnitts verdeckt und für einen anderen Teil des Strömungsquerschnitts offen ausgebildet ist. Dabei können Anschlussstück und Boden auch einstückig ausgebildet sein. Um insbesondere den Druckverlust beim Einströmen in das in Hinblick auf seinen Strömungsquerschnitt in der Regel kleinere "Innenrohr" möglichst gering zu halten, erfolgt das Ein- und Ausströmen vorzugsweise im Wesentlichen koaxial, wofür das Anschlussstück entsprechend ausgebildet ist.
  • Das Einströmen des Kältemittels in das "Außenrohr" erfolgt - je nach Ausbildung des Anschlussstücks entweder axial oder radial, es kann jedoch auch über einen getrennt vom Anschlussstück ausgebildeten Anschluss in radialer Richtung ein- und ausgeleitet werden.
  • Vorzugsweise ist mindestens ein Turbulenzerzeuger, bspw. Wellrippen oder Turbulenzbleche, in einem Strömungsquerschnitt angeordnet, wobei es sich bevorzugt um den größeren Strömungsquerschnitt des "Außenrohres" handelt.
  • Vorzugsweise sind ein einziger durchgehender Strömungsquerschnitt für das unter einem ersten Druck stehende Kältemittel und eine Mehrzahl von kleinerer, nicht miteinander verbundener und in Längsrichtung durchströmbarer Kammern für das unter einem anderen Druck stehende Kältemittel vorgesehen. Insbesondere in einem Fall, in welchem im äußeren Bereich das unter einem niedrigeren Druck stehende Kältemittel strömt, ist dieser nicht in einzelne Kammern unterteilt. Es ist jedoch auch eine in einzelne Kammern unterteilte Ausgestaltung beider Strömungsbereiche, d.h. des Bereichs in dem das von der Hochdruckseite kommende Kältemittel und des Bereichs in dem das von der Niederdruckseite kommende Kältemittel strömt, möglich.
  • Der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher weist vorzugsweise ein Außenrohr und mehrere in demselben angeordnete, ggf. auch einstückig mit demselben verbundene Rohre mit einem Mehrkammerprofil auf, wobei es sich bspw. um Flachrohre handeln kann. Hierbei sind zwischen den einzelnen Mehrkammerprofilrohren oder mehrkammerprofilartigen Bereichen Strömungswege für das im Außenrohr strömende Kältemittel ausgebildet. Diese Strömungswege des Außenrohres haben einen kleinsten Strömungsquerschnitt, der vorzugsweise mindestens so groß ist wie der kleinste Strömungsquerschnitt der Kammern des Innenrohres bzw. der entsprechenden inneren Bereiche.
  • Der Wärmetauscher wird bevorzugt im Gegenstrombetrieb durchströmt, was die Effizienz der Wärmeübertragung verbessert.
  • Bevorzugt ist der freie Strömungsquerschnitt der Hochdruckseite insgesamt kleiner ist als der freie Strömungsquerschnitt der Niederdruckseite. Dabei unterscheiden sich die freien Strömungsquerschnitte derart, dass der freie Strömungsquerschnitt der Hochdruckseite insgesamt vorzugsweise maximal halb so groß und vorzugsweise minimal ein Viertel so groß ist, insbesondere bevorzugt etwa ein Drittel +/-10% so groß ist, wie der freie Strömungsquerschnitt der Niederdruckseite. Diese Querschnittsverhältnisse ergeben einen sehr guten Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien.
  • Der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher und/oder der erste Wärmetauscher besteht vorzugsweise zumindest teilweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
  • Die wesentlichen Teile des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers, d.h. die Teile, welche die Wärmeübertragungsfläcilen oder zumindest wesentliche Bereiche hiervon bilden, sind bevorzugt mittels Extrusion hergestellt, sowohl als einstückig ausgebildetes Profil als auch als aus zwei oder mehr Profilen zusammengesetztes Bauteil. Es sind jedoch auch andere Herstellungsarten für die Profile möglich, insbesondere gebogene und verpresste oder verschweißte Blechprofile. Dies ist selbstverständlich auch im Falle des ersten Wärmetauschers denkbar.
  • Der zweite, innere Wärmetauscher kann sowohl einstückig, insbesondere bevorzugt als extrudiertes Rohr mit einer Mehrzahl von Strömungskanälen, als auch mehrteilig, insbesondere als Rohr-in-Rohr-Anordnung, ausgebildet sein.
  • Der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, jedoch kann ein beliebiger anderer geeigneter Querschnitt, bspw. auch ein ovaler oder flachrohrartiger Querschnitt, verwendet werden.
  • Der zweite Wärmetauscher - der sowohl in Alleinstellung als auch in der erfindungsgemäßen Einheit als innerer Wärmetauscher verwendet werden kann - weist wenigstens einen rohrartig ausgebildeten Strömungskanal, gebildet durch ein äußeres Rohr, für ein erstes Medium, und zumindest einer in dem zumindest einen Strömungskanal in Richtung des Strömungskanals angeordneten Leitung, gebildet durch ein inneres Rohr, für ein zweites Medium auf, wobei die Leitung zumindest bereichsweise unabhängig von der Wandung des Strömungskanals ausgebildet ist. Hierbei weist das innere Rohr eine Mehrzahl von Innenkanälen auf, durch welche das zweite Medium strömt. Bei den Medien kann es sich bevorzugt um Kältemittel eines einzigen Kältemittelkreislaufs mit unterschiedlichen Temperaturen handeln.
  • Vorzugsweise ist eine Mehrzahl flachrohrartiger, innerer Rohre oder flachrohrartiger Bereiche des inneren Rohres mit jeweils mehreren Innenkanälen vorgesehen, die in dem äußeren Rohr angeordnet sind.
  • Besonders bevorzugt sind das äußere Rohr und das oder die inneren Rohre an genau einer Stelle fest miteinander verbunden. Das Verbinden kann mittels Lötens o.ä. erfolgen. Insbesondere bevorzugt sind die Rohre jedoch einstückig ausgestaltet, d.h. die Verbindung erfolgt über einen Verbindungsbereich im Bereich der Innenwand des äußeren Rohres.
  • Insbesondere bevorzugt sind in mindestens einem Strömungskanal des Wärmetauschers, insbesondere des zweiten, inneren Wärmetauschers, Turbulenzerzeuger, bspw. in Form von Wellrippen, vorgesehen, um den Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu erhöhen.
  • Eine erfindungsgemäße Einheit von Wärmetauscher und innerem Wärmetauscher kann insbesondere für Wärmetauscher, vorzugsweise für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, insbesondere bevorzugt für Hochdruck-Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen verwendet, jedoch sind auch andere Anwendungen möglich. Insbesondere kann der beschriebene innere Wärmetauscher auch in Alleinstellung, d.h. insbesondere nicht in der zuvor beschriebenen, starren Ausrichtung zu einem anderen Wärmetauscher, verwendet werden.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und Varianten, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine ausschnittsweise Darstellung eines Gaskühlers mit benachbart angeordnetem inneren Wärmetauscher,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung des inneren Wärmeaustauschers von Fig. 1,
    Fig.3
    einen Längsschnitt durch einen Endbereich des inneren Wärmetauschers von Fig. 1 mit Anschlussstück,
    Fig. 4a-k
    Querschnitte durch verschiedene innere Wärmetauscher bzw. des Innenrohrs desselben,
    Fig. 5
    eine perspektivische, aufgerissene Darstellung eines inneren Wärmetauschers, welcher im Querschnitt im Wesentlichen dem inneren Wärmetauscher von Fig. 4i entspricht, in dem jedoch Umlenkbleche vorgesehen sind, und
    Fig. 6
    einen Querschnitt eines inneren Wärmetauschers mit Turbulenzblechen.
  • Ein als Gaskühler für das denselben durchströmende Kältemittel CO2 (R744) dienender Wärmetauscher 1 einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, von dem nur ein kleiner Teil in Fig. 1 dargestellt ist, hat einen an sich bekannten Aufbau mit seitlichen Sammlern 2, zwischen denselben verlaufenden Wärmetauscherrohren, vorliegend gebildet durch Flachrohre 3, und zwischen den Flachrohren 3 angeordneten Wellrippen 4, wobei vorliegend die einzelnen Teile in einem Arbeitsgang miteinander verlötet wurden.
  • Im Kältemittelkreislauf der Klimaanlage ist ferner ein innerer Wärmetauscher 5 angeordnet, der vom Kältemittel durchströmt wird und der Erhöhung des COP-Wertes der Klimaanlage dient. Der innere Wärmetauscher 5 ist mit seiner Hochdruckseite H in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen hinter dem Gaskühler und vor einem Expansionsorgan und mit seiner Niederdruckseite N hinter einem Sammler und vor dem Verdichter angeordnet, wobei Hoch- und Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers 5 im Gegenstrombetrieb durchströmt werden.
  • Der innere Wärmetauscher 5 wird vorliegend, wie im in Fig. 4a dargestellten Schnitt dargestellt, durch ein Rundrohr 6 und drei im Rundrohr 6 angeordnete, parallel verlaufende, mehrkammerige Flachrohre 7 gebildet, wobei zwei der drei Flachrohre 7 einen einander entsprechenden Querschnitt haben und das dritte, zwischen den beiden Flachrohren angeordnete Flachrohr einen etwas breiteren Querschnitt mit einer Kammer mehr aufweist. Der maximale Außendurchmesser des inneren Wärmetauschers 5, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Rundrohres 6 entspricht, hat vorliegend die gleiche Abmessung wie die Bautiefe des Gaskühlers. Die Länge des inneren Wärmetauschers ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ausreichend kleiner als die Höhe des Gaskühlers, um ausreichend Bauraum für die Anschlüsse der Wärmetauscher zu haben. Die Anschlüsse des inneren Wärmetauschers 5 sind vorliegend derart ausgebildet, dass an jedem Ende desselben jeweils ein Anschluss 8 in axialer Richtung und ein Anschluss 9 in radialer Richtung vorgesehen ist, wobei über den Anschluss 8 in axialer Richtung das Kältemittel den Kammern der drei Flachrohre 7 zugeführt bzw. von denselben abgeführt wird, und über den Anschluss 9 in radialer Richtung das Kältemittel dem freien Innenraum des Rundrohres 6 zugeführt bzw. von demselben abgeführt wird. Hierbei bilden der Gaskühler, d.h. der erste Wärmetauscher 1, und der innere Wärmetauscher 5, die starr miteinander vorliegend über eine der Anschlussleitungen 10, nämlich der in Fig. 1 unten dargestellten Anschlussleitung 10, die direkt vom Sammler 2 kommt, verlötet sind, eine bauliche Einheit.
  • Alternativ zur Darstellung von Fig. 1 mit einer Anordnung desselben parallel zu einem der Sammler des Gaskühlers kann der innere Wärmetauscher auch parallel zu den Flachrohren des Gaskühlers angeordnet sein, insbesondere unter- oder oberhalb des Gaskühlers. Ebenso kann der innere Wärmetauscher auch an anderer geeigneter Stelle in der Nieder- und/oder Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs angeordnet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn zumindest eine der Leitungen, mit der der innere Wärmetauscher mit dem Gaskühler direkt verbunden ist, möglichst kurz gehalten ist und zur Bildung der baulichen Einheit der beiden Wärmetauscher 1 und 5 mit denselben fest verlötet ist.
  • Wie aus der Darstellung von Fig. 3 ersichtlich, ist das Ende der hochdruckseitigen, axialen Anschlussleitung 10, welche mit dem inneren Wärmetauscher 5 verbunden ist, in ein deckelartiges Anschlussstück 11 geführt, welches auf dieser Seite einen dem Außendurchmesser der Anschlussleitung 10 entsprechenden Innendurchmesser aufweist.
  • Anstelle eines direkten Anschlusses an die Anschlussleitung 10, wie vorliegend vorgesehen, kann ggf. auch ein kurzes Anschlussrohr fest am Anschlussstück 11 angebracht sein, an welchem die eigentliche Anschlussleitung bspw. mittels einer mechanischen Befestigungsvorrichtung oder mittels eines Umformvorgangs befestigbar ist. Alternativ kann das Anschlussstück bspw. auch mit einer mechanischen Befestigungsvorrichtung versehen sein, so dass die Anschlussleitung nicht mit dem Anschlussstück verlötet oder auf andere Weise unlösbar verbunden sein muss. Dies ist insbesondere auf einer Seite des inneren Wärmetauschers sinnvoll, die nicht mit dem Gaskühler unter Einbindung der entsprechenden Anschlussleitung verlötet ist.
  • Unter Bildung eines leichten Absatzes, an welchem das Ende der Anschlussleitung 10 anliegt, in Form einer stufenförmigen Verringerung des anschlussleitungsseitigen Innendurchmessers auf einen zentralen Innendurchmesser ist ein Verteilerraum 12 zentral im Anschlussstück 11 ausgebildet, der einen etwas größeren Innendurchmesser als den Innendurchmesser der Anschlussleitung 10, jedoch einen kleineren Innendurchmesser als den Außendurchmesser der Artschlussleitung 10 aufweist.
  • Auf der gegenüberliegenden Seite, die im Folgenden als wärmetauscherseitige Seite bezeichnet wird, weist das Anschlussstück 11 einen deutlich größeren Innendurchmesser als anschlussleitungsseitig und als im Verteilerraum 12 auf, wobei der Übergang wiederum in Form einer Stufe, die vorliegend deutlich größer als die Wandstärke des Rundrohres 6 ist, erfolgt. An dem durch die Stufe gebildeten Absatz liegt das Rundrohr 6, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Anschlussstücks 11 in diesem Bereich entspricht, an.
  • Das Ende des Rundrohres 6 ist mit einem Boden 13 versehen, welcher vorliegend drei Öffnungen 14 aufweist, deren Querschnitt den Außenabmessungen der im Rundrohr 6 angeordneten Flachrohre 7 entspricht. Die anschlussstückseitigen Enden des Rundrohres 6, des Bodens 13 und der Flachrohre 7 sind vorliegend in einer Ebene angeordnet. Die Flachrohre 7 weisen eine derartige Abmessung auf, dass alle drei Flachrohre 7 mit zumindest einem kleinen Bereich ihrer Enden in Kontakt mit dem Anschlussstück 11 sind, wobei jedoch möglichst keine der Kammern im Inneren der Flachrohre 7 durch das Anschlussstück 11 verdeckt ist, so dass der Strömungsquerschnitt aller Kammern der Flachrohre 7 möglichst vollständig zur Verfügung steht.
  • Der niederdruckseitige Anschluss 9 erfolgt, wie aus Fig. 2 - oder aber Fig. 5, welche sich in Hinblick auf die Ausgestaltung des Rundrohres und insbesondere des niederdruckseitigen Anschlusses nicht vom vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet - in radialer Richtung des Rundrohres 6, wofür eine Bohrung 14 und ein hierin eingeführtes und mit dem Rundrohr 6 verlötetes Rohr 15 vorgesehen ist. Die innere Querschnittsfläche des Rohres 15 entspricht im Wesentlichen der freien Strömungsfläche im Rundrohr 6, d.h. der inneren Querschnittsfläche abzüglich der Fläche der hierin angeordneten Flachrohre 7.
  • Im freien Strömungsquerschnitt des Rundrohres 6 liegt somit vorliegend ein niedrigerer Druck als in den Kammern der hierin angeordneten Flachrohre an. Der Betriebsdruck auf Niederdruckseite beträgt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ca. 130 bar, der entsprechende Berstdruck 264 bar, und der Betriebsdruck auf Hochdruckseite beträgt ca. 160 bar, der entsprechende Berstdruck 352 bar. Die genannten Druckwerte beziehen sich insbesondere auf die Verwendung von CO2 als Kältemittel.
  • Dadurch, dass die Hochdruckseite innen angeordnet ist, lässt sich eine verbesserte, definierte Anströmung des Hochdruckkältemittels über das entsprechende Anschlussstück 11 realisieren, insbesondere ist, wie vorliegend in Fig. 2 dargestellt, eine relativ umlenkungsfreie Anströmung des Hochdruckkältemittels in Richtung der Längsachse der Flachrohre 7 vorgesehen, wodurch der Druckverlust verringert und dadurch die Kälteleistung verbessert werden kann. Die Anströmung des Niederdruckkältemittels erfolgt in radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Rundrohres 6.
  • Bei dem Rundrohr, wie auch bei den Flachrohren 7 im Inneren des Rundrohres 6, handelt es sich vorliegend um extrudierte Rohre aus Aluminium. Dieselben sind mit den Böden 13, den Anschlussstücken 11 und den die radialen Anschlüsse 9 bildenden Rohren verlötet, was vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang erfolgt. Das Verlöten der Teile kann auch - bei entsprechender Anordnung des inneren Wärmetauschers 5 an zumindest einem kältemittelführenden und direkt mit dem Gastauscher verbundenen Rohr - in einem Arbeitsgang mit dem Verlöten des Gaskühlers erfolgen.
  • Alternativ zur beschriebenen Ausführungsform des Anschlussstücks 11 kann dasselbe auch als Stanz-Biege-Teil ausgebildet sein, so dass insbesondere der sich in Richtung des anschließenden Rohres erstreckende Bereich größer ausgebildet sein kann, so dass ggf. ein der Anbringung eines anzuschließenden Rohres dienendes, kurzes, angelötetes Rohrstück oder das direkte Anlöten der Anschlussleitung entfallen und direkt am Rand des Anschlussstücks eine entsprechende Befestigung für das anzuschließende Rohr vorgesehen sein kann.
  • Insbesondere im Falle einer Ausbildung des Anschlussstücks als Stanz-Biege-Teil kann dasselbe auch mit Rippen o.ä. versteifenden Strukturen ausgebildet sein. Ferner ermöglicht das Vorsehen von erweiterten Bereichen, Rippen oder anderen Leitstrukturen auch eine Optimierung der Form des Verteilerraums in Hinblick auf das Ein- und Ausströmen des Kältemittels in die Kammern der Flachrohre bzw. entsprechender kältemittelführender Strukturen.
  • Die Ein- und/oder Ausleitrichtung des Kältemittels in das bzw. aus dem Anschlussstück muss ferner nicht notwendigerweise in axialer Richtung zum inneren Wärmetauscher erfolgen, wenngleich diese Richtung in Hinblick auf die Kältemittelströmung die günstigste ist. Vielmehr ist auch eine radiale Strömungsrichtung, bspw. parallel zur Strömungsrichtung des radialen Anschlusses oder eine schräge Strömungsrichtung möglich, was insbesondere in Hinblick auf den erforderlichen Bauraum für die Anschlussleitungen vorteilhaft sein kann. Ebenso können Hoch- und Niederdruckseite gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel vertauscht angeordnet sein.
  • Der zuvor beschriebene Boden kann auch einstückig mit dem Anschlussstück ausgebildet sein. Die Herstellung ist zwar fertigungstechnisch schwieriger, jedoch wird die Anzahl der Einzelteile und die Anzahl der im Rahmen der Fertigung abzudichtenden Stellen dadurch verringert. Ferner lässt sich der Verteilerraum druck- und strömungsgerechter ausgestalten. Die einstückige Ausgestaltung ermöglicht ferner eine leichte Vergrößerung der wärmeübertragenden Länge des inneren Wärmetauschers.
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 5a bis 5k verschiedene Ausführungsbeispiele in Bezug auf den Querschnitt des inneren Wärmetauschers 5 näher erläutert. Es handelt sich hierbei vorliegend ausschließlich um extrudierte Profile - zum Teil einstückig und zum Teil mehrstückig.
  • Im Rundrohr 6 sind gemäß dem zweiten, in Fig. 4b dargestellten Ausführungsbeispiel vier Flachrohre 7 parallel zueinander und etwas beabstandet voneinander angeordnet, wobei jeweils die Breiten der äußeren Flachrohre 7 und der zentralen Flachrohre 7 einander entspricht, so dass die Flachrohre 7 relativ gleichmäßig im Innenraum des Rundrohres 6 verteilt angeordnet sind. Die Ausgestaltung der Anschlüsse entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels, d.h. die Flachrohre enden in einem Boden, der in einem Anschlussstück aufgenommen ist.
  • Ebenso kann die Zahl der Flachrohre erhöht werden, ebenfalls können prinzipiell auch Rundrohre oder Rohre mit anderen Querschnitten an Stelle der Flachrohe verwendet werden.
  • Fig. 4c zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem einzigen, €-artig ausgebildeten Rohr 7, das im Rundrohr 6 unter Bildung eines Ringspalts mit demselben angeordnet ist. Im Rohr 7 sind eine Mehrzahl von in Längsrichtung durchgehenden, benachbart angeordneten Kammern ausgebildet, deren Funktion derjenigen der Kammern der mehrkammerigen Flachrohre entspricht.
  • Gemäß dem in Fig. 4d dargestellten, vierten Ausführungsbeispiel; von dem nur das im Rundrohr angeordnete, innere Rohr 7 dargestellt ist, wird dasselbe durch eine Mehrzahl mittig miteinander verbundener Flachrohre unterschiedlicher Breite gebildet. Hierbei sind die in Längsrichtung durchgehenden Kammern auch im Verbindungsbereich vorgesehen.
  • Fig. 4e zeigt das innere Rohr 7 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, welches wiederum in einem Rundrohr (nicht dargestellt) angeordnet ist. Dieses innere Rohr 7 weist einen mäanderartigen Querschnitt mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung durchgehenden Kammern auf.
  • Das in Fig. 4f dargestellte, sechste Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4c, jedoch sind das innere €artige Rohr 7 und das Rundrohr über einen Steg, welcher einen Übergangsbereich bildet, miteinander verbunden, d.h. einstückig ausgebildet. Die Herstellung dieses Rohres erfolgt mittels Extrudierens in einem einzigen Arbeitsgang.
  • Auf Grund der Funktion wird im Folgenden - trotz einer ggf. einstückigen Ausgestaltung - gelegentlich auf den äußeren Teil des Rohres als äußeres Rohr und auf den inneren Teil des Rohres mit seiner Mehrzahl von kleineren Strömungskanälen als inneres Rohr Bezug genommen.
  • Gemäß dem in Fig. 4g dargestellten, siebten Ausführungsbeispiel sind gabelartig ausgebildete, flachrohrartige Bereiche 7 mit in Längsrichtung durchgehenden Kammern einstückig mit dem Rundrohr 6 verbunden ausgebildet. Die äußeren flachrohrartigen Bereiche 7 sind, um möglichst gleichmäßig breite Strömungsquerschnitte zu erhalten, im Bereich ihrer freien Enden leicht in Richtung aufeinander zu gekrümmt, und der mittlere flachrohrartige Bereich 7 ist kürzer ausgebildet.
  • Fig. 4h zeigt das achte Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem siebten Ausführungsbeispiel entspricht, jedoch sind die einzelnen, inneren Flachrohre, die mit einer Seite mit dem äußeren Rundrohr verbunden sind, gerade ausgebildet und haben unterschiedliche Breiten, um den Innenraum des Rundrohres möglichst gleichmäßig auszufüllen.
  • Das neunte, in Fig. 4i dargestellte Ausführungsbeispiel weist neben in einem Winkel zueinander angeordneten, mit einer Seite mit dem äußeren Rundrohr einstückig verbundenen, inneren Flachrohren auch dazwischen angeordnete, keilförmige Bereiche mit in Längsrichtung durchgehenden Kammern auf, wobei die Kanäle zwischen den Keilen und Flachrohren vorliegend eine gleichbleibende Breite aufweisen.
  • Gemäß dem in Fig. 4j dargestellten, zehnten Ausführungsbeispiel sind drei parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnete innere Flachrohre 7 vorgesehen, welche mit einer Seite einstückig mit dem äußeren Rundrohr 6 verbunden sind. Die mit dem Rundrohr verbundene Seite wechselt jedoch ab, so dass im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von Fig. 4h keine gabelförmigen Bereiche sondern ein mäanderartiger Bereich zwischen den einzelnen Flachrohren verbleibt.
  • Das in Fig. 4k dargestellte, elfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in Fig. 4j dargestellten, zehnten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass an Stelle von drei Flachrohren vier Flachrohre 7 einstückig und wechselseitig mit dem Rundrohr 6 verbunden sind.
  • An Stelle eines äußeren Rundrohres, wie gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen beschrieben, kann auch ein äußeres Rohr mit einem anderen Querschnitt verwendet werden, insbesondere bevorzugt mit einem ovalen Querschnitt. Entsprechendes trifft natürlich auch auf die Rohre zu, bei denen im Querschnitt des (äußeren) Rohres auch die in Längsrichtung durchgehenden Kammern ausgebildet sind, d.h. ein einziges Rohr die Kanäle für Hoch- und Niederdruckseite zur Verfügung stellt.
  • Das äußere Rohr kann zudem mit Rippen o.ä. ausgebildet sein, wie auch sich verändernde Wandstärken aufweisen. Die Längserstreckung muss nicht notwendigerweise gerade sein, es ist vielmehr beispielsweise auch eine gekrümmte, z.B. U-förmige, oder eine wendelförmige Ausgestaltung des Rohres, sowie entsprechender Ausgestaltung des oder der inneren Rohre oder die Kammern enthaltenden Bereiche möglich.
  • Fig. 5 zeigt einen Teil eines inneren Wärmetauschers 5, welcher im Querschnitt im Wesentlichen dem inneren Wärmetauscher von Fig. 4i entspricht, in dem jedoch in den Kanälen um die Flachrohre 7 Umlenkbleche 15 vorgesehen sind. Diese Umlenkbleche 15 sind jeweils nur in einem Teilbereich des Querschnitts und jeweils versetzt zueinander angeordnet, so dass das im Kanal strömende Kältemittel beständig umgelenkt wird. Dies verhindert das Ausbilden einer laminaren Strömung und vermischt das außen und das in der Mitte des Strömungskanals strömende Kältemittel miteinander, so dass sich ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil ausbildet und die Wärmeübertragung der entgegengesetzt strömenden Kältemittelströme optimiert wird.
  • Ferner ist in Fig. 5 im oberen, linken Bereich die Öffnung 14 für den Anschluss 9 in radialer Richtung ersichtlich, durch welchen das niederdruckseitige Kältemittel in den inneren Wärmetauscher 5 eingeleitet wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird durch das erste Umlenkblech 15 das Kältemittel insbesondere in die Breite des inneren Wärmetauschers 5, d.h. bis zum hintersten Kanal, verteilt, so dass auch dieser Anströmbereich gleichmäßig von Kältemittel durchströmt wird. Die Ausgestaltung des Ausströmbereichs ist entsprechend ausgebildet, so dass die gesamte Länge des inneren Wärmetauschers 5 möglichst optimal genutzt wird.
  • Die Umlenkbleche 15 sind vorliegend in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet und mit den Flachrohren 7 und der Innenwand des Rundrohres 6 verlötet. Andere Ausgestaltungen sind jedoch auch möglich, insbesondere können die Umlenkbleche auch einstückig miteinander verbunden und lose in den inneren Wärmetauscher eingeschoben sein.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung des äußeren Rohres als Rundrohr 6. In demselben sind vorliegend vier parallel zueinander angeordnete Flachrohre 7 angeordnet, wobei zwischen den Flachrohren 7 jeweils Wellrippen 16 zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche angeordnet sind. Die Weilrippen 16 liegen mit einem Teilbereich jeweils an der Außenseite der Flachrohre 7 an und nehmen hier Wärme von denselben auf (oder geben ggf. auch Wärme an dieselben ab). Diese Wärme wird in die schräg verlaufenden Verbindungsbereiche geleitet, die vom Kältemittel umströmt sind, welches die Wärme aufnimmt. Ferner dienen die Wellrippen 16 zur Turbulenzerzeugung, d.h. verhindern die Ausbildung einer laminaren Strömung und sorgen somit zur Vergleichmäßigung des Temperaturprofils über den gesamten Strömungsquerschnitt. Derartige Wellrippen können selbstverständlich auch im Zusammenhang mit anders gearteten von Flachrohrgeometrien 7 vorgesehen werden, insbesondere in Verbindung mit den oben aufgeführten Ausbildungsformen der Flachrohre 7.
  • Neben der Verwendung in einem CO2-Kältemittelkreislauf kann die beschriebene Klimaanlage auch ein einem R134a-Kältemittelkreislauf oder einem Kreislauf mit einem anderen, geeigneten Kältemittel verwendet werden.

Claims (19)

  1. Einheit, aufweisend einen ersten Wärmetauscher (1), insbesondere einen Gaskühler oder Kondensator, welcher der Wärmeübertragung von einem Kältemittel an Luft oder ein anderes durch den ersten Wärmetauscher (1) strömendes Medium dient, und mindestens einen zweiten, insbesondere inneren Wärmetauscher (5), die als bauliche Einheit ausgebildet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher (5) seitlich versetzt und etwas beabstandet und/oder wärmeisoliert in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher (1) angeordnet und über mindestens eine Anschlussleitung (10) direkt mit dem ersten Wärmetauscher (1) zur Bildung der baulichen Einheit verbunden, insbesondere verlötet, ist.
  2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher (5) parallel zu einem Sammler (2) des ersten Wärmetauschers (1) und seitlich versetzt in einer Ebene mit dem Wärmetauscher (1) angeordnet ist, oder senkrecht zum Sammler (2) und ober- oder unterhalb des ersten Wärmetauschers (1) und in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher (1) angeordnet ist.
  3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (10) im Vergleich zur Länge des zweiten, insbesondere inneren Wärmetauschers (5) kurz ausgebildet ist.
  4. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, parallel zu einem Sammler (2) des ersten Wärmetauschers (1) und seitlich versetzt in einer Ebene mit dem ersten Wärmetauscher (1) angeordnete, zweite insbesondere innere Wärmetauscher (5) kürzer als der Sammler (2) ausgebildet ist.
  5. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (1 und 5) ein Spalt vorgesehen ist.
  6. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wärmetauscher (1 und 5) als starr ausgebildete, bauliche Einheit ausgebildet sind.
  7. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (1) ein Wärmetauscher in Plattenbauweise ist.
  8. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (1) durch eine Mehrzahl von Flachrohren (3), die zwischen einem oder zwei Sammlern (2) verlaufend angeordnet sind, gebildet ist.
  9. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (1) durch eine Mehrzahl von Flachrohren (3) und zwischen den Flachrohren (3) angeordneten Wellrippen (4) gebildet ist.
  10. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlussstück (11) mit einem Boden (13) vorgesehen ist, welcher einen Teil des Strömungsquerschnitts verdeckt und für einen anderen Teil des Strömungsquerschnitts offen ausgebildet ist.
  11. Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (11) und der Boden (13) einstückig ausgebildet sind.
  12. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Turbulenzerzeuger in einem Strömungsquerschnitt, insbesondere in einem Strömungsquerschnitt des zweiten, inneren Wärmetauschers (5), angeordnet ist.
  13. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des inneren Wärmetauschers (5) ein einziger durchgehender Strömungsquerschnitt für das unter einem ersten Druck stehende Kältemittel und eine Mehrzahl von kleinerer, nicht miteinander verbundener und in Längsrichtung durchströmbarer Kammern für das unter einem anderen Druck stehende Kältemittel vorgesehen sind.
  14. Einheit nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulenzerzeuger, insbesondere gebildet durch Wellrippen (16) und/oder Umlenkbleche, im einzigen, durchgehenden Strömungsquerschnitt angeordnet ist.
  15. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, insbesondere innere Wärmetauscher (5) im Gegenstrombetrieb durchströmbar ist.
  16. Klimaanlage, insbesondere Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit einem Kältemittelkreislauf, gekennzeichnet durch eine Einheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Wärmetauscher, insbesondere innerer Wärmetauscher einer Kraftfahrzeugklimaanlage, aufweisend wenigstens einen rohrartig ausgebildeten Strömungskanal, gebildet durch ein äußeres Rohr (6), für ein erstes Medium, und zumindest einer in dem zumindest einen Strömungskanal in Richtung des Strömungskanals angeordneten Leitung, gebildet durch ein inneres Rohr (7), für ein zweites Medium, wobei die Leitung zumindest bereichsweise unabhängig von der Wandung des Strömungskanals ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (7) eine Mehrzahl von Innenkanälen aufweist.
  18. Wärmetauscher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl flachrohrartiger, innerer Rohre (7) oder flachrohrartiger Bereiche des inneren Rohres (7) mit jeweils mehreren Innenkanälen vorgesehen ist, die in dem äußeren Rohr (6) angeordnet sind.
  19. Wärmetauscher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Rohr (6) und das oder die inneren Rohre (7) an genau einer Stelle im Bereich der Innenwand des äußeren Rohres (6) fest miteinander verbunden sind.
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