EP2818817A1 - Kondensatorbaugruppe - Google Patents

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EP2818817A1
EP2818817A1 EP14173453.3A EP14173453A EP2818817A1 EP 2818817 A1 EP2818817 A1 EP 2818817A1 EP 14173453 A EP14173453 A EP 14173453A EP 2818817 A1 EP2818817 A1 EP 2818817A1
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EP
European Patent Office
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tubes
header
collecting container
capacitor assembly
collecting
Prior art date
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EP14173453.3A
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Uwe FÖRSTER
Siegfried Tews
Martin Kaspar
Christoph Walter
David Guillaume
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0084—Condensers

Definitions

  • the invention relates to a capacitor assembly according to the preamble of claim 1.
  • a capacitor assembly is part of an air conditioning system, in particular an air conditioning system in a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit with an evaporator, an expansion valve, a compressor and the condenser assembly.
  • a refrigerant which is also referred to as cooling fluid.
  • R 134a and R 1234yf are used as coolants.
  • the condenser assembly which includes a condenser with tubes and headers and suitable inlet and outlet openings and flanges, the cooling fluid, which is in a vaporous state upon entering the condenser assembly, is converted to a liquid state with the liquid cooling fluid in a subcooling range is further undercooled.
  • the US 5,546,761 shows a capacitor assembly with horizontally extending tubes, which are arranged between a first and a second manifold, wherein seen in the vertical direction between two tubes corrugated sheets are arranged. At the first manifold a collection container or reservoir is arranged.
  • the in the US 5,546,761 illustrated embodiments of the condenser assembly have an inlet opening for introducing cooling fluid and an outlet opening for discharging cooling fluid, wherein the inlet opening and the outlet opening are usually arranged on the second manifold.
  • One embodiment shows a capacitor assembly in which the outlet opening is arranged on the collecting container. This embodiment is in FIG. 1 represented as state of the art.
  • the DE 10 2010 039 511 A1 shows a refrigerant condenser assembly for an automotive air conditioning system for a new refrigerant R 1234yf.
  • the refrigerant condenser assembly has arranged between two manifolds tubes, which are designed as flat tubes. An inlet and an outlet openings are arranged on one of the two manifolds, wherein a collecting container is arranged on the respective other manifold.
  • a subcooling region of the capacitor assembly has a total of three subcooling parallel sections.
  • the condenser assembly for an air conditioner in particular a motor vehicle, has a plurality of tubes providing a flow path for a cooling fluid, in particular coolant, a first manifold, a second manifold, a reservoir, an inlet opening for introducing the cooling fluid and an outlet opening for discharging the Cooling fluid, wherein the collecting container and the first collecting pipe are arranged on the same side of the tubes, wherein the tubes in fluid communication with the collecting tubes and the first collecting tube with the collecting container, wherein the inlet opening and / or the outlet opening at the first collecting tube, on the Sump or disposed therebetween and is in direct or indirect fluid communication with the first manifold.
  • thermodynamic design of the capacitor assembly can be optimized and there is more design freedom.
  • use of materials can be reduced, thereby reducing costs.
  • inventive arrangement of the inlet and outlet to the sump or the first manifold also the soldering process and the overall manufacturing process can be improved.
  • the inlet port is disposed on the sump and the fluid communication is between the inlet port and the first header through a sealed first chamber in the sump connected to the inlet port and the first header.
  • the first chamber is sealed by a closure element for the collecting container and by a sealing element, in particular a sealing plate, wherein the closure element and the sealing element are connected to one another via a web with a throughflow opening for the cooling fluid.
  • the outlet opening is arranged on the collecting container and the fluid connection between the first collecting tube and the outlet opening can be effected by a sealed second chamber in the collecting container, wherein the second chamber is connected to the first collecting tube and the outlet opening.
  • the second chamber is formed by the bottom of the collecting container and a sealing element, in particular seal plate or soldered disc, which is arranged on a filter and / or dryer element.
  • a sealing element in particular seal plate or soldered disc, which is arranged on a filter and / or dryer element.
  • the tubes and the manifolds are connected such that the tubes form a condensation region and a subcooling region, wherein at least one flow path extends through the tubes of the condensation region and at least one flow path through the tubes of the subcooling region.
  • the inlet opening and / or the outlet opening to a flange which is connected to the first manifold, with the reservoir or with both.
  • the flange of the inlet opening and / or the flange of the outlet opening has a cross-section which is circular, elliptical or rectangular.
  • the inlet and / or the outlet opening are arranged on the first manifold so that their central axis is perpendicular to the course of the tubes.
  • the collecting container extends in relation to the capacitor width shortened, in particular only over two thirds of the capacitor width, in particular only over half of the capacitor width extends.
  • the object is also achieved by an air conditioner having a capacitor assembly according to the invention.
  • the condenser assembly has tubes for flowing the fluid, a first header, a second header, a header and an inlet, and an outlet.
  • the collecting container and the first collecting pipe are in fluid communication through connecting openings, the flow path of the coolant is in this case realized by the connecting opening on the one hand and by Strömungsleitbleche or partitions on the other.
  • the coolant may be allowed to flow through the communication holes from the header through the header to the outlet when disposed on the header.
  • the inlet opening When the inlet opening is arranged on the collecting container, an opening is provided, through which the collecting container and the collecting tube are in fluid communication, so that the coolant can flow through the inlet opening through the collecting container into the first collecting tube and into the tubes connected to the first collecting tube.
  • the tubes are arranged such that they form an overheating region for cooling the vaporous coolant and a condensation region for condensing the coolant and a subcooling region for further cooling the liquid coolant.
  • the length of the tubes defines a length of the capacitor assembly.
  • the number and height (vertical dimension) of the stacked and / or juxtaposed tubes defines a width and the diameter or horizontal dimension defines a depth of the capacitor assembly.
  • the collecting container is preferably arranged vertically along the width of the capacitor assembly.
  • the condenser assembly may have an even number of Have flow paths in the condensation region and in the subcooling. If the outlet port is located on the second header, the condenser assembly may have an odd number of flow paths. Due to the arrangement of at least the inlet opening on the first manifold and / or the collecting container an extension of the installation space freedom has been realized. Furthermore, a significant expansion of the possibilities in the thermodynamic design of the capacitor assembly can be achieved. In addition, the manufacturing process can be improved, the soldering process can be made simpler and it is possible to reduce the use of materials.
  • the outlet opening is likewise arranged on the first collecting tube and / or on the collecting container and is in fluid communication with the first collecting tube and / or the collecting container.
  • the inlet opening and the outlet opening are arranged on the same side of the condenser assembly and thereby the connections to the cooling circuit can be made compact.
  • the space for the capacitor assembly can be optimized.
  • the tubes are preferably arranged such that at least two tubes are arranged in a condensation region and at least two tubes are arranged in a supercooling region.
  • the inlet opening and the outlet opening are preferably arranged on the first collecting tube and / or on the collecting container, wherein the inlet opening is arranged in the condensation region.
  • the outlet opening is arranged at the subcooling region, preferably connected to the second flow path of the subcooling region.
  • the inlet opening and the outlet opening are preferably provided with a flange, wherein the flanges of the inlet opening and the outlet opening arranged on the first manifold and / or the collecting container and / or connectable to this.
  • hoses or lines of the coolant circuit of the air conditioner can be connected to the condenser assembly.
  • the collecting container extends almost over the entire width.
  • the width is defined by the dimensions of tubes arranged one above the other and can be defined both by the distance of the tubes from one another and also by the dimension of the tubes.
  • the collecting container preferably extends in the vertical direction at the end face of the tubes, wherein the first collecting tube is arranged between the collecting container and the tubes.
  • the inlet opening and / or the Ausutzä Anlagen are preferably arranged between the collecting container and the first manifold.
  • the capacitor assembly of the collection container is shortened and extends only over a portion of the width, preferably about 2/3 or half of the capacitor width.
  • the collecting container is arranged centrally on the first collecting pipe. Then, in each case the inlet opening or the outlet opening can be arranged above or below the collecting container.
  • the flange of the inlet opening and / or the flange of the outlet opening may be disposed on the sump or sump.
  • the flow guidance can take place with known collecting pipes, wherein the flow guidance in the interior of the collecting container is taken over by an already existing dryer and / or a filter element.
  • the flow guide can also be provided by means of the closure element.
  • FIG. 1 a shows a condenser assembly 1 according to the prior art in a lateral plan view.
  • the side plan view is a plan view of the capacitor assembly 1 perpendicular to a longitudinal direction of tubes 2.
  • FIG. 1b shows the capacitor assembly 1 in plan view from above.
  • the capacitor assembly 1 has tubes 2, which are arranged one above the other in the vertical direction 3.
  • the tubes 2 are preferably formed as flat tubes 2 and have a depth and a height and a length 4, which defines the extension in the horizontal direction.
  • the cross-sectional area of the tube 2 is rectangular and the depth shows a larger dimension than the height.
  • the tubes 2 are arranged in the longitudinal direction 4 between a first manifold 5 and a second manifold 6.
  • the first manifold 5 is in fluid communication with a sump 7.
  • the capacitor assembly 1 has fastening means 8a, 8b, 8c and 8d, by means of which the capacitor assembly 1 with a body of a motor vehicle, not shown, is connectable.
  • an outlet opening 9 is arranged, can be discharged by means of the supercooled coolant from the condenser assembly 1 and can flow into a coolant circuit of an air conditioner.
  • FIG. 2 shows a capacitor assembly 10, which is a heat exchanger and is used to transfer heat from a cooling medium to air, which flows around the capacitor assembly 10.
  • the condenser assembly 10 is part of an air conditioner (not shown) that can be installed in a motor vehicle.
  • the capacitor assembly 10 has tubes 12 (not shown here explicitly, but symbolically represented only by the arrow 12), which are arranged one above the other in the vertical direction 14.
  • the tubes 12 are preferably formed as flat tubes 12 and have a depth and a height and a length 16 which defines the extension in the horizontal direction.
  • the cross-sectional area of the tube 12 is rectangular and the depth shows a larger dimension than the height.
  • the tubes 12 form a condensation region 42 and a subcooling region 44.
  • the tubes 12 are arranged in the longitudinal direction of extension 16 between a first header 18 and a second header 20.
  • the first manifold 18 is in fluid communication with a reservoir 22.
  • An inlet port 30 and an outlet port 32 are disposed on the manifold 18. In this embodiment, the inlet and outlet ports 30, 32 are disposed laterally on the manifold 18.
  • the collecting container 22 extends over the entire width 36 of the collecting tube 18 and is closed with a sealing plug 34.
  • a filter element 45 is arranged in the collecting container 22.
  • the tubes 12 form flow paths 40, flow paths 40a and 40b extending in the condensation region 42, and flow paths 40c, 40d extending in the subcooling region 44.
  • the flow paths 40a, 40b, 40c and 40d are the paths that the cooling medium, which is preferably a cooling fluid, can flow through.
  • the flow path 40a is connected to the inlet port 30 so that the coolant introduced into the condenser assembly 10 can flow along the flow path 40a.
  • the coolant is directed by means of a flow guide 47 or a partition 47 on the flow path 40b. The coolant can not flow through flow paths 40c and 40d because the flow path is blocked by the flow baffle 47.
  • the coolant may flow through the flow path 40b into the manifold 18, passes through an opening 46 in the sump 22, and may return to the manifold 18 and along the path 43 and an opening 48. Thereafter, the cooling medium along the flow path 40c in the direction of manifold 20 and flow through the flow path 40d to the outlet opening 32, through which the coolant can leave the capacitor assembly 10 and into a non can reach shown coolant circuit.
  • a flow path 40e exemplarily shows the flow path between the condensation region 42 and the subcooling region 44, which leads from the collection tube 18 through the opening 46 into the flow path 40c through the opening 48.
  • the flow paths 40a, 40b, 40c and 40d may each be formed by a different number of tubes 12. Wherein in tubes 12, which realize a flow path, for example flow path 40 a, the cooling medium flows in parallel in the direction represented by the arrow 40 representing the flow path 40 a.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a flange 26, which may be arranged at the inlet opening 30 and / or the outlet opening 32.
  • the flange 26 preferably has a cross-section 28 may be circular.
  • the cross section 28 of the flange 26 may also be oval, elliptical or rectangular.
  • the flange 26 is disposed on the manifold 18, preferably attached to this and in fluid communication therewith.
  • the flange 26 is part of an inlet opening (not shown) and / or an outlet opening (not shown).
  • the flange 26 shown in this embodiment shows an embodiment of the flange 26 for the condenser assembly 10 in which the inlet opening and / or the outlet opening are located between the manifold 18 and the sump 20.
  • the fluid communication between the inlet port and the manifold 18 is realized through the opening 25.
  • the embodiment of the capacitor assembly 10, which in FIG. 4 is shown, has a shortened sump 50, which is arranged substantially centrally of the collecting tube 18.
  • An inlet opening 52 is arranged geodetically above the collecting container 50 directly on the collecting pipe 18.
  • An outlet opening 54 is arranged below the collecting container 50 directly on the collecting pipe 18.
  • the manifold 20 has the Strömungsleitblech 47 or the partition 47 and the manifold 18 has Strömungsleitbleche 49 or partitions 49 and openings 46 and 48 which direct the flow of coolant such that the flow paths 40a, 40b, 40c and 40d respectively from the inlet openings 52nd be directed to the outlet opening 54, as in FIG. 4 represented by the arrows.
  • the fluid communication between the inlet port and the first manifold is disposed through a sealed first chamber 33 disposed in the reservoir 50.
  • FIG. 5 shows the condenser assembly 10 with a further variant for inlet and outlet openings.
  • An inlet opening 60 is realized by being arranged directly on a collecting container 62 by means of a sealing plate 61, which is arranged on the closure element 34 via the web 64.
  • the web 64 has an opening through which a cooling fluid can flow.
  • the closure element 34 may be designed as a plug or as a screw.
  • An outlet opening 66 is realized by the filter 45, an additional sealing element 68 is arranged, which takes over the flow guidance. It is formed in the collection container 62, a chamber in which at least partially a dryer granules can be stored.
  • the flow path 40e between the flow path 40b and 40c extends at least in sections through the filter 45 or the dryer 45.
  • the fluid connection between the first collection tube 18 and the outlet opening 66 takes place through a second chamber 70 in the collection container 62.
  • FIG. 6 shows the embodiment of the capacitor assembly 10, which in FIG. 5 is shown, wherein the sub-cooling region 44 geodetically above and the condensation region 42 are arranged below.
  • the terms above and below are to be understood as geodetic below.
  • the flow paths 40a, 40b, 40c and 40d extend correspondingly, the outlet opening 66 is also at the top and the inlet opening 60 is arranged at the bottom.
  • the closure element 34 arranged below with the sealing element 68 takes over the flow guidance for the introduced cooling medium.
  • the flow guide on the output side toward the outlet opening 66 is likewise realized by the filter insert / dryer insert 35 with the sealing element 68, wherein the second chamber 70 is an outlet chamber 70 formed on the outlet side and can be used to store cooling medium.
  • the collecting container 62 can be seen with a pipe guide for flow guidance of the coolant.
  • the equivalent embodiments may also be realized with an odd number of flow paths when a flange 26 of the inlet port 30, 52, 60 is disposed on and connected to the first header 18 and / or the header tank 22, 50, 62 and the other flange 26 of the outlet opening 32, 54, 66 is arranged on the manifold 20.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorbaugruppe (10) für eine Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges aufweisend: mehrere Rohre (12), die einen Strömungsweg (40a, 40b, 40c, 40d) für ein Kühlfluid, insbesondere Kühlmittel, bereitstellen, ein erstes Sammelrohr (18), ein zweites Sammelrohr (20), einen Sammelbehälter (22), eine Einlassöffnung zum Einleiten des Kühlfluids und eine Auslassöffnung zum Ausleiten des Kühlfluids. Die Kondensatorbaugruppe (10) zeichnet sich dadurch aus, dass der Sammelbehälter (22, 50, 62) und das erste Sammelrohr (18) auf derselben Seite der Rohre (12) angeordnet sind, wobei die Rohre (12) mit den Sammelrohren (18, 20) und das erste Sammelrohr (18) mit dem Sammelbehälter (22, 50, 62) in Fluidverbindung stehen, wobei die Einlassöffnung (30, 52, 60) und/oder die Auslassöffnung (9, 32, 54, 66) an dem ersten Sammelrohr (18), an dem SammelbehÀ¤lter (22, 50, 62) oder dazwischen angeordnet ist und in unmittelbarer oder mittelbarer Fluidverbindung mit dem ersten Sammelrohr (18) steht.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Kondensatorbaugruppe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Eine Kondensatorbaugruppe ist Bestandteil einer Klimaanlage, insbesondere einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, die einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer, einem Expansionsventil, einem Verdichter und der Kondensatorbaugruppe umfasst. In dem Kältemittelkreislauf zirkuliert ein Kältemittel, welches auch als Kühlfluid bezeichnet wird. Es werden heutzutage R 134a und R 1234yf als Kühlmittel verwendet. In der Kondensatorbaugruppe, die einen Kondensator mit Rohren und Sammelrohren sowie geeigneten Einlassöffnungen und Anlassöffnungen sowie Anschlussflanschen umfasst, wird das Kühlfluid, welches sich beim Eintritt in die Kondensatorbaugruppe in einem dampfförmigen Zustand befindet, in einen flüssigen Aggregatzustand überführt, wobei das flüssige Kühlfluid in einem Unterkühlbereich weiter unterkühlt wird.
  • Die US 5,546,761 zeigt eine Kondensatorbaugruppe mit horizontal verlaufenden Rohren, die zwischen einem ersten und einem zweiten Sammelrohr angeordnet sind, wobei in vertikaler Richtung gesehen zwischen jeweils zwei Rohren Wellbleche angeordnet sind. An dem ersten Sammelrohr ist ein Sammelbehälter oder Sammelbehälter angeordnet. Die in der US 5,546,761 dargestellten Ausführungsformen der Kondensatorbaugruppe weisen eine Einlassöffnung zum Einleiten von Kühlfluid und eine Auslassöffnung zum Ausleiten von Kühlfluid auf, wobei die Einlassöffnung und die Auslassöffnung meist an dem zweiten Sammelrohr angeordnet sind. Eine Ausführungsform zeigt eine Kondensatorbaugruppe, bei der die Auslassöffnung am Sammelbehälter angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist in Figur 1 als Stand der Technik dargestellt.
  • Die DE 10 2010 039 511 A1 zeigt eine Kältemittelkondensatorbaugruppe für eine Kraftfahrzeugklimaanlage für ein neues Kältemittel R 1234yf. Die Kältemittelkondensatorbaugruppe weist zwischen zwei Sammelrohren angeordnete Rohre auf, die als Flachrohre ausgebildet sind. Eine Einlass- und eine Auslassöffnungen sind an einem der beiden Sammelrohre angeordnet, wobei ein Sammelbehälter an dem jeweils anderen Sammelrohr angeordnet ist. Ein Unterkühlbereich der Kondensatorbaugruppe weist insgesamt drei Unterkühlparallelabschnitte auf.
    • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kondensatorbaugruppe zu schaffen, die thermodynamisch und bauraumtechnisch optimiert ist und die keine wesentlichen Bauraumbeschränkungen aufweist.
  • Dies wird erreicht mit einer Kondensatorbaugruppe mit den Merkmalen von Anspruch 1.
  • Die Kondensatorbaugruppe für eine Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, weist mehrere Rohre auf, die einen Strömungsweg für ein Kühlfluid, insbesondere Kühlmittel, bereitstellen, ein erstes Sammelrohr, ein zweites Sammelrohr, einen Sammelbehälter, eine Einlassöffnung zum Einleiten des Kühlfluids und eine Auslassöffnung zum Ausleiten des Kühlfluids auf, wobei der Sammelbehälter und das erste Sammelrohr auf derselben Seite der Rohre angeordnet sind, wobei die Rohre mit den Sammelrohren und das erste Sammelrohr mit dem Sammelbehälter in Fluidverbindung stehen, wobei die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung an dem ersten Sammelrohr, an dem Sammelbehälter oder dazwischen angeordnet ist und in unmittelbarer oder mittelbarer Fluidverbindung mit dem ersten Sammelrohr steht. Durch die Anordnung des Ein- und Auslasses an einer Seite ist eine deutliche Erweiterung der Bauraumfreiheit gegeben und die Bauraumbeschränkungen konnten überwunden werden. Die thermodynamische Auslegung der Kondensatorbaugruppe kann optimiert werden und es gibt mehr Gestaltungsfreiheit. außerdem kann der Materialeinsatz reduziert werden, und dadurch die Kosten gesenkt werden. Durch die erfinderische Anordnung der Ein-und Auslasses an dem Sammelbehälter oder dem ersten Sammelrohr kann auch der Lötprozess und insgesamt der Herstellungsprozess verbessert werden.
  • Bevorzugt ist die Einlassöffnung am Sammelbehälter angeordnet und die Fluidverbindung erfolgt zwischen der Einlassöffnung und dem ersten Sammelrohr durch eine abgedichtete erste Kammer im Sammelbehälter, die mit der Einlassöffnung und dem ersten Sammelrohr verbunden ist.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Kammer durch ein Verschlusselement für den Sammelbehälter und durch ein Dichtungselement, insbesondere Dichtungsteller, abgedichtet, wobei das Verschlusselement und das Dichtungselement über einen Steg mit einer Durchströmöffnung für das Kühlfluid miteinander verbunden sind.
  • Bevorzugt ist die Auslassöffnung am Sammelbehälter angeordnet und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Sammelrohr und der Auslassöffnung kann durch eine abgedichtete zweite Kammer im Sammelbehälter erfolgen, wobei die zweite Kammer mit dem ersten Sammelrohr und der Auslassöffnung verbunden ist.
  • Bevorzugt ist die zweite Kammer durch den Boden des Sammelbehälters und ein Dichtungselement, insbesondere Dichtungsteller oder gelötete Scheibe, das an einem Filter- und/oder Trocknerelement angeordnet ist, gebildet.
  • Bevorzugt sind die Rohre und die Sammelrohre derart verbunden, dass die Rohre einen Kondensationsbereich und einen Unterkühlbereich bilden, wobei mindestens ein Strömungspfad durch die Rohre des Kondensationsbereichs und mindestens ein Strömungspfad durch die Rohre des Unterkühlbereichs verläuft.
  • Besonders bevorzugt weisen die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung einen Flansch auf, der mit dem ersten Sammelrohr, mit dem Sammelbehälter oder mit beiden verbunden ist.
  • Bevorzugt weisen der Flansch der Einlassöffnung und/oder der Flansch der Auslassöffnung einen Querschnitt auf, der kreisförmig, elliptisch oder rechteckig ist.
  • Bevorzugt sind die Einlass- und/oder die Auslassöffnung am ersten Sammelrohr derart angeordnet, dass ihre Mittelachse rechtwinklig zum Verlauf der Rohre verläuft.
  • Bevorzugt erstreckt sich der Sammelbehälter in Bezug zur Kondensatorbreite verkürzt, insbesondere nur über zwei Drittel der Kondensatorbreite, insbesondere nur über die Hälfte der Kondensatorbreite erstreckt.
  • Die Aufgabe wird auch durch eine Klimaanlage gelöst, die eine erfindungsgemäße Kondensatorbaugruppe aufweist. Die Kondensatorbaugruppe weist Rohre zum Durchströmen des Fluids auf, ein erstes Sammelrohr, ein zweites Sammelrohr, einen Sammelbehälter und einen Einlass sowie einen Auslass. Der Sammelbehälter und das erste Sammelrohr stehen durch Verbindungsöffnungen in Fluidverbindung, der Strömungsweg des Kühlmittels wird hierbei durch die Verbindungsöffnung einerseits und durch Strömungsleitbleche oder Trennwände andererseits realisiert. Das Kühlmittel kann durch die Verbindungsöffnungen von dem Sammelrohr durch den Sammelbehälter zur Auslassöffnung strömen können, wenn diese am Sammelbehälter angeordnet ist. Wenn die Einlassöffnung am Sammelbehälter angeordnet ist, ist eine Öffnung vorgesehen, durch die der Sammelbehälter und das Sammelrohr in Fluidverbindung stehen, sodass das Kühlmittel durch die Eintrittsöffnung durch den Sammelbehälter in das erste Sammelrohr und in die am ersten Sammelrohr angeschlossenen Rohre strömen kann. Die Rohre sind derart angeordnet, dass diese einen Überhitzungsbereich zum Kühlen des dampfförmigen Kühlmittels und einen Kondensationsbereich zum Kondensieren des Kühlmittels sowie einen Unterkühlbereich zum weiteren Kühlen des flüssigen Kühlmittels bilden. Die Länge der Rohre definiert eine Länge der Kondensatorbaugruppe. Die Anzahl und die Höhe (vertikal verlaufende Abmessung) der übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Rohre definieren eine Breite und der Durchmesser bzw. die horizontal verlaufende Abmessung definiert eine Tiefe der Kondensatorbaugruppe. Hierbei ist der Sammelbehälter bevorzugt vertikal entlang der Breite der Kondensatorbaugruppe angeordnet. Sind die Einlass- und die Auslassöffnung am ersten Sammelrohr und/oder am Sammelbehälter angeordnet, kann die Kondensatorbaugruppe eine gerade Anzahl von Strömungspfaden im Kondensationsbereich und im Unterkühlbereich aufweisen. Ist die Auslassöffnung am zweiten Sammelrohr angeordnet, kann die Kondensatorbaugruppe eine ungerade Anzahl von Strömungspfaden aufweisen. Durch die Anordnung mindestens der Einlassöffnung am ersten Sammelrohr und/oder dem Sammelbehälter ist eine Erweiterung der Bauraumfreiheit realisiert worden. Ferner kann eine deutliche Erweiterung der Möglichkeiten bei der thermodynamischen Auslegung der kondensatorbaugruppe erreicht werden. Außerdem kann der Herstellungsprozess verbessert werden, der Lötprozess kann einfacher gestaltet werden und es ist eine Reduktion des Materialeinsatzes ermöglicht.
  • Bevorzugt ist die Auslassöffnung ebenfalls an dem ersten Sammelrohr und/oder an dem Sammelbehälter angeordnet und steht mit dem ersten Sammelrohr und/oder dem Sammelbehälter in Fluidverbindung. Somit sind Einlassöffnung und Auslassöffnung auf derselben Seite der Kondensatorbaugruppe angeordnet und dadurch können auch die Anschlüsse an den Kühlkreislauf kompakt geführt werden. Dadurch kann der Bauraum für die Kondensatorbaugruppe optimiert werden. Die Rohre sind bevorzugt derart angeordnet, dass mindestens zwei Rohre in einem Kondensationsbereich und mindestens zwei Rohre in einem Unterkühlbereich angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung bevorzugt am ersten Sammelrohr und/oder am Sammelbehälter angeordnet, wobei die Einlassöffnung im Kondensationsbereich angeordnet ist. Die Auslassöffnung ist am Unterkühlbereich angeordnet, bevorzugt mit dem zweiten Strömungspfad des Unterkühlbereichs verbunden. Die Eintrittsöffnung und die Auslassöffnung sind bevorzugt mit einem Flansch versehen, wobei die Flansche der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung an dem ersten Sammelrohr und/oder dem Sammelbehälter angeordnet und/oder mit diesem verbindbar. Mittels der Flansche können Schläuche oder Leitungen des Kühlmittelkreislaufs der Klimaanlage mit der Kondensatorbaugruppe verbunden werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Kondensatorbaugruppe erstreckt sich der Sammelbehälter nahezu über die komplette Breite. Die Breite ist durch die Abmessungen übereinander angeordneter Rohre definiert und kann sowohl durch den Abstand der Rohre zueinander als auch durch die Abmessung der Rohre definiert werden. Der Sammelbehälter erstreckt sich bevorzugt in vertikaler Richtung an der Stirnseite der Rohre, wobei das erste Sammelrohr zwischen dem Sammelbehälter und den Rohren angeordnet ist. Hierbei sind/ist die Einlassöffnung und/oder die Ausfassäffnung bevorzugt zwischen dem Sammelbehälter und dem ersten Sammelrohr angeordnet. Dadurch kann eine erhebliche Bauraumeinsparung in Längserstreckung gesehen realisiert werden. Dies ist für den Einbau in Kleinwagen mit einem begrenzten Motorraum von Vorteil.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Kondensatorbaugruppe ist der Sammelbehälter verkürzt und erstreckt sich nur über einen Teilbereich der Breite, bevorzugt über 2/3 oder die Hälfte der Kondensatorbreite. Bevorzugt ist der Sammelbehälter mittig am ersten Sammelrohr angeordnet. Dann kann oberhalb bzw. unterhalb des Sammelbehälters jeweils die Einlassöffnung bzw. die Auslassöffnung angeordnet sein.
  • In der Kondensatorbaugruppe können der Flansch der Einlassöffnung und/oder der Flansch der Auslassöffnung am Sammelbehälter oder Sammelbehälter angeordnet sein. Hierbei kann die Strömungsführung mit bekannten Sammelrohren erfolgen, wobei die Strömungsführung im Inneren des Sammelbehälters durch einen ohnehin vorhandenen Trockner und/oder ein Filterelement übernommen werden. Zusätzlich kann die Strömungsführung auch mittels des Verschlusselements vorgesehen sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1a
    eine Kondensatorbaugruppe in Ansicht von Draufsicht senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Rohre (seitliche Draufsicht),
    Fig. 1b
    die Kondensatorbaugruppe in Draufsicht von oben,
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorbaugruppe in seitlicher Draufsicht,
    Fig. 3
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorbaugruppe in seitlicher Draufsicht,
    Fig. 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorbaugruppe in seitlicher Draufsicht,
    Fig. 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorbaugruppe in seitlicher Draufsicht, und
    Fig. 6
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorbaugruppe in seitlicher Draufsicht.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die Figur 1 a zeigt eine Kondensatorbaugruppe 1 gemäß dem Stand der Technik in seitlicher Draufsicht. Die seitliche Draufsicht ist eine Draufsicht auf die Kondensatorbaugruppe 1 senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung von Rohren 2. Figur 1b zeigt die Kondensatorbaugruppe 1 in Draufsicht von oben.
  • Die Kondensatorbaugruppe 1 weist Rohre 2 auf, die in vertikaler Richtung 3 übereinander angeordnet sind. Die Rohre 2 sind bevorzugt als Flachrohre 2 ausgebildet und weisen eine Tiefe und eine Höhe sowie eine Länge 4 auf, die die Erstreckung in horizontaler Richtung definiert. Hierbei ist die Querschnittsfläche des Rohres 2 rechteckig und die Tiefe zeigt eine größere Abmessung als die Höhe. Die Rohre 2 sind in Längserstreckungsrichtung 4 zwischen einem ersten Sammelrohr 5 und einem zweiten Sammelrohr 6 angeordnet. Das erste Sammelrohr 5 steht mit einem Sammelbehälter 7 in Fluidverbindung. Die Kondensatorbaugruppe 1 weist Befestigungseinrichtung 8a, 8b, 8c und 8d auf, mittels derer die Kondensatorbaugruppe 1 mit einer Karosserie eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges verbindbar ist. An dem Sammelbehälter 7 ist eine Auslassöffnung 9 angeordnet, mittels der unterkühltes Kühlmittel aus der Kondensatorbaugruppe 1 ausgeleitet werden kann und in einen Kühlmittelkreislauf einer Klimaanlage einströmen kann.
  • Figur 2 zeigt eine Kondensatorbaugruppe 10, die einen Wärmeübertrager darstellt und zur Übertragung von Wärme von einem Kühlmedium auf Luft dient, die die Kondensatorbaugruppe 10 umströmt. Die Kondensatorbaugruppe 10 ist Teil einer Klimaanlage (nicht dargestellt), die in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Die Kondensatorbaugruppe 10 weist Rohre 12 (hier nicht explizit, sondern nur durch den Pfeil 12 symbolisch dargestellt) auf, die in vertikaler Richtung 14 übereinander angeordnet sind.
  • Die Rohre 12 sind bevorzugt als Flachrohre 12 ausgebildet und weisen eine Tiefe und eine Höhe sowie eine Länge 16 auf, die die Erstreckung in horizontaler Richtung definiert. Hierbei ist die Querschnittsfläche des Rohres 12 rechteckig und die Tiefe zeigt eine größere Abmessung als die Höhe. Die Rohre 12 bilden einen Kondensationsbereich 42 und einen Unterkühlbereich 44 aus. Die Rohre 12 sind in Längserstreckungsrichtung 16 zwischen einem ersten Sammelrohr 18 und einem zweiten Sammelrohr 20 angeordnet. Das erste Sammelrohr 18 steht mit einem Sammelbehälter 22 in Fluidverbindung. Eine Einlassöffnung 30 und eine Auslassöffnung 32 sind an dem Sammelrohr 18 angeordnet. In dieser Ausführungsform sind die Einlass- und die Auslassöffnung 30, 32 seitliche am Sammelrohr 18 angeordnet. Der Sammelbehälter 22 erstreckt sich über die gesamte Breite 36 des Sammelrohres 18 und wird mit einem Verschlussstopfen 34 verschlossen. Im Sammelbehälter 22 ist ein Filterelement 45 angeordnet. Die Rohre 12 bilden Strömungspfade 40, wobei Strömungspfade 40a und 40b, die in dem Kondensationsbereich 42 verlaufen, und Strömungspfade 40c, 40d, die in dem Unterkühlbereich 44 verlaufen. Die Strömungspfade 40a, 40b, 40c und 40d sind die Wege, die das Kühlmedium, welches bevorzugt ein Kühlfluid ist, durch strömen kann. Der Strömungspfad 40a ist mit der Einlassöffnung 30 verbunden, sodass das in die Kondensatorbaugruppe 10 eingeleitete Kühlmittel den Strömungspfad 40a entlangströmen kann. Im Sammelrohr 20 wird das Kühlmittel mittels eines Strömungsleitblech 47 oder einer Trennwand 47 auf den Strömungspfad 40b gelenkt. Das Kühlmittel kann nicht durch Strömungspfade 40c und 40d strömen, da der Strömungsweg mittels des Strömungsleitblech 47 geblockt wird. Das Kühlmittel kann durch den Strömungspfad 40b in das Sammelrohr 18 strömen, tritt durch eine Öffnung 46 in den Sammelbehälter 22 und kann entlang des Weges 43 und eine Öffnung 48 wieder in das Sammelrohr 18 und strömen. Danach kann das Kühlmedium entlang des Strömungspfades 40c in Richtung Sammelrohr 20 und über den Strömungspfad 40d zu der Austrittsöffnung 32 strömen, durch die das Kühlmittel die Kondensatorbaugruppe 10 verlassen kann und in einen nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf gelangen kann. Ein Strömungspfad 40e zeigt exemplarisch den Strömungspfad zwischen dem Kondensationsbereich 42 und dem Unterkühlbereich 44, der aus dem Sammelrohr 18 durch die Öffnung 46 in den Strömungspfad 40c durch die Öffnung 48 führt. Die Strömungspfade 40a, 40b, 40c und 40d können jeweils durch eine unterschiedliche Anzahl von Rohren 12 gebildet werden. Wobei in Rohren 12, die einen Strömungspfad, beispielsweise Strömungspfad 40a realisieren, das Kühlmedium parallel in die Richtung strömt, die durch den Strömungspfad 40a darstellenden Pfeil dargestellt ist.
  • Gleiche Gegenstände sind in allen nachfolgenden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Für den Sammelbehälter 22 werden für jede Ausführungsform andere Bezugszeichen gewählt, um die unterschiedlichen Ausführungsformen zu kennzeichnen. Die anderen Gegenstände mit gleicher Funktion in der Kondensatorbaugruppe werden in den nachfolgenden Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 3 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Flansch 26, der an der Einlassöffnung 30 und/oder der Auslassöffnung 32 angeordnet sein kann. Der Flansch 26 weist bevorzugt einen Querschnitt 28 kreisförmig sein kann. Der Querschnitt 28 des Flansches 26 kann aber auch oval, elliptisch oder rechteckig sein. Der Flansch 26 ist an dem Sammelrohr 18 angeordnet, bevorzugt an dieses angebracht und steht mit diesem in Fluidverbindung. Der Flansch 26 ist Teil einer Einlassöffnung (nicht dargestellt) und/oder einer Auslassöffnung (nicht dargestellt). Der Flansch 26, der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, zeigt eine Ausführungsform des Flansches 26 für die Kondensatorbaugruppe 10, bei der die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung zwischen dem Sammelrohr 18 und dem Sammelbehälter 20 angeordnet. Die Fluidverbindung zwischen der Einlassöffnung und dem Sammelrohr 18 ist durch die Öffnung 25 realisiert.
  • Die Ausführungsform der Kondensatorbaugruppe 10, die in Figur 4 dargestellt ist, weist einen verkürzten Sammelbehälter 50 auf, der im Wesentlichen mittig an dem Sammelrohr 18 angeordnet ist. Eine Einlassöffnung 52 ist geodätisch oberhalb des Sammelbehälters 50 direkt am Sammelrohr 18 angeordnet. Eine Auslassöffnung 54 ist unterhalb des Sammelbehälters 50 direkt am Sammelrohr 18 angeordnet. Das Sammelrohr 20 weist das Strömungsleitblech 47 oder die Trennwand 47 auf und das Sammelrohr 18 weist Strömungsleitbleche 49 oder Trennwände 49 sowie Öffnungen 46 und 48 auf, die den Kühlmittelstrom derart lenken, dass die Strömungspfade 40a, 40b, 40c und 40d entsprechend von der Einlassöffnungen 52 zur Auslassöffnung 54 gelenkt werden, so wie dies in Figur 4 durch die Pfeile dargestellt ist. Die Fluidverbindung zwischen der Einlassöffnung und dem ersten Sammelrohr ist durch eine abgedichtete erste Kammer 33 angeordnet, die im Sammelbehälter 50 angeordnet ist.
  • Figur 5 zeigt die Kondensatorbaugruppe 10 mit einer weiteren Variante für Einlass- und Auslassöffnungen. Eine Einlassöffnung 60 ist realisiert, indem diese direkt an einem Sammelbehälter 62 angeordnet ist und zwar mittels eines Dichtungstellers 61, der über den Steg 64 an dem Verschlusselement 34 angeordnet ist. Der Steg 64 weist eine Öffnung auf, durch welche ein Kühlfluid strömen kann. Das Verschlusselement 34 kann als Stopfen oder als Schraube ausgeführt sein. Eine Auslassöffnung 66 ist realisiert, indem am Filter 45 ein zusätzliches Dichtungselement 68 angeordnet ist, welches die Strömungsführung übernimmt. Es wird im Sammelbehälter 62 eine Kammer gebildet, in der zumindest teilweise ein Trocknergranulat bevorratet sein kann. Der Strömungspfad 40e zwischen dem Strömungspfad 40b und 40 c verläuft zumindest abschnittsweise durch den Filter 45 oder den Trockner 45. Die Fluidverbindung zwischen dem ersten Sammelrohr 18 und der Auslassöffnung 66 erfolgt durch eine zweite Kammer 70 im Sammelbehälter 62.
  • Figur 6 zeigt die Ausführungsform der Kondensatorbaugruppe 10, die in Figur 5 dargestellt ist, wobei der Unterkühlbereich 44 geodätisch oben und der Kondensationsbereich 42 unten angeordnet sind. Die Begriffe oben und unten sind nachfolgend als geodätisch zu verstehen. Die Strömungspfade 40a, 40b, 40c und 40d verlaufen entsprechend, die Auslassöffnung 66 ist ebenfalls oben und die Einilassöffnung 60 ist unten angeordnet. Das unten angeordnete Verschlusselement 34 mit dem Dichtungselement 68 übernimmt die Strömungsführung für das eingeleitete Kühlmedium. Die Strömungsführung ausgangsseitig zur Auslassöffnung 66 hin wird ebenfalls von dem Fi!tereinsatz/Trocknereinsatz 35 mit dem Dichtungselement 68 realisiert, wobei die zweite Kammer 70 eine austrittsseitig gebildete Austrittskammer 70 ist und zur Kühlmediumbevorratung eingesetzt werden kann. In dieser Darstellung ist der Sammelbehälter 62 mit einer Rohrführung zur Strömungsführung des Kühlmittels erkennbar.
  • Die Kondensatorbaugruppen 10, die in den Figuren 1 bis 6 dargestellt sind, weisen jeweils zwei Kühlungspfade im Kondensationsbereich 42 und zwei Kühlungspfade im Unterkühlbereich 44 auf. Die äquivalenten Ausführungsformen können auch mit einer ungeraden Anzahl von Strömungspfaden realisiert werden, wenn ein Flansch 26 der Einlassöffnung 30, 52, 60 an dem ersten Sammelrohr 18 und/oder dem Sammelbehälter 22, 50, 62 angeordnet und mit diesem verbunden ist und der andere Flansch 26 der Auslassöffnung 32, 54, 66 am Sammelrohr 20 angeordnet ist.

Claims (11)

  1. Kondensatorbaugruppe für eine Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, aufweisend: Mehrere Rohre (2, 12), die einen Strömungsweg (40a, 40b, 40c, 40d) für ein Kühlfluid, insbesondere Kühlmittel, bereitstellen, ein erstes Sammelrohr (18), ein zweites Sammelrohr (20), einen Sammelbehälter (22), eine Einlassöffnung zum Einleiten des Kühlfluids und eine Auslassöffnung zum Ausleiten des Kühlfluids, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (22, 50, 62) und das erste Sammelrohr (18) auf derselben Seite der Rohre (12) angeordnet sind, wobei die Rohre (12) mit den Sammelrohren (18, 20) und das erste Sammelrohr (18) mit dem Sammelbehälter (22, 50, 62) in Fluidverbindung stehen, wobei die Einlassöffnung (30, 52, 60) und/oder die Auslassöffnung (9, 32, 54, 66) an dem ersten Sammelrohr (18), an dem Sammelbehälter (22, 50, 62) oder dazwischen angeordnet ist und in unmittelbarer oder mittelbarer Fluidverbindung mit dem ersten Sammelrohr (18) steht.
  2. Kondensatorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (30, 52, 60) am Sammelbehälter (22, 50, 62) angeordnet ist und die Fluidverbindung zwischen der Einlassöffnung (30, 52, 60) und dem ersten Sammelrohr (18) durch eine abgedichtete erste Kammer (33) im Sammelbehälter (22, 50, 62) erfolgt, die mit der Einlassöffnung (52, 60) und dem ersten Sammelrohr (18) in Fluidverbindung steht.
  3. Kondensatorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (33) durch ein Verschlusselement (34) für den Sammelbehälter und durch ein Dichtungselement (61, 68), insbesondere Dichtungsteller, abgedichtet ist, wobei das Verschlusselement (34) und das Dichtungselement (61, 68) über einen Steg (64) mit einer Durchlassöffnung für das Kühlfluid miteinander verbunden sind.
  4. Kondensatorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (32, 54, 66) am Sammelbehälter (22, 50, 62) angeordnet ist und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Sammelrohr (18) und der Auslassöffnung (32, 54, 66) durch eine abgedichtete zweite Kammer (70) im Sammelbehälter (22, 50, 62) erfolgt, die mit dem ersten Sammelrohr (18) und der Auslassöffnung (9, 32, 54, 66) in Fluidverbindung steht.
  5. Kondensatorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (70) durch den Boden des Sammelbehälters (22, 50, 62) und ein Dichtungselement (68), insbesondere Dichtungsteller oder gelötete Scheibe, das an einem Filter- und/oder Trocknerelement (45) angeordnet ist, gebildet ist.
  6. Kondensatorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (12) und die Sammelrohre (18, 20) derart verbunden sind, dass die Rohre (12, 18, 20) einen Kondensationsbereich (42) und einen Unterkühlbereich (44) bilden, wobei mindestens ein Strömungspfad durch die Rohre (12) des Kondensationsbereichs (42) und mindestens ein Strömungspfad durch die Rohre (12, 18, 20) des Unterkühlbereich (44) verläuft.
  7. Kondensatorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (30, 52, 60) und/oder die Auslassöffnung (32, 54, 66) einen Flansch (26) aufweisen, der mit dem ersten Sammelrohr (18), dem Sammelbehälter (22, 50, 62) oder mit beiden verbunden ist.
  8. Kondensatorbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (26) der Einlassöffnung (30, 52, 60) und/oder der Flansch (26) der Auslassöffnung (32, 54, 66) einen Querschnitt (28) aufweisen, der kreisförmig, elliptisch oder rechteckig ist.
  9. Kondensatorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (30, 52, 60) und/oder die Auslassöffnung (32, 54, 66) am ersten Sammelrohr (18) derart angeordnet sind, dass ihre Mittelachse rechtwinklig zur Längsrichtung der Rohre (12) verläuft.
  10. Kondensatorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sammelbehälter (22, 50, 62) in Bezug zur Kondensatorbreite (38) verkürzt erstreckt, insbesondere nur über zwei Drittel der Kondensatorbreite (38) erstreckt, insbesondere nur über die Hälfte der Kondensatorbreite (38) erstreckt.
  11. Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Kondensatorbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
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