EP4477982A1 - Plattenwärmeübertrager - Google Patents

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EP4477982A1
EP4477982A1 EP24174323.6A EP24174323A EP4477982A1 EP 4477982 A1 EP4477982 A1 EP 4477982A1 EP 24174323 A EP24174323 A EP 24174323A EP 4477982 A1 EP4477982 A1 EP 4477982A1
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EP
European Patent Office
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channel
plate
heat exchanger
plates
plate heat
Prior art date
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EP24174323.6A
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English (en)
French (fr)
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Inventor
Andreas Emmerich
Felix Girmscheid
Thoren NÖLTING
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Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a plate heat exchanger for transferring heat between two fluids, in particular between a coolant and a refrigerant.
  • the plate heat exchanger is intended for use in a refrigerant circuit, especially in a refrigerant circuit in a vehicle.
  • the invention further relates to the use of the plate heat exchanger as an integrated gas cooler in a refrigerant compressor.
  • Plate heat exchangers are used for heat transfer in various areas of technology. Plate heat exchangers play an important role in air conditioning systems with a refrigerant circuit, especially in vehicle air conditioning systems, as they require a relatively small installation space. Due to their compact design, plate heat exchangers enable efficient heat transfer between two fluids that flow through the plate heat exchanger in a materially separated manner.
  • the individual plates, between which flow paths for the fluids are formed, can be made of different materials.
  • the connection or sealing of the individual plates is carried out, for example, by joining processes such as welding, soldering or gluing.
  • the selection of the plate and connection material depends on the fluids used, the temperature ranges, the working pressures and the predominant materials in the air conditioning system. When using the material of the plate heat exchanger, corrosion-critical connections must be avoided with regard to the predominant materials in the fluid circuit of the air conditioning system and the solder material used in order to ensure to ensure longevity.
  • Plate heat exchangers made of deep-drawn or embossed aluminum or steel sheets are known, whereby the individual plates can have material thicknesses of less than 0.6 mm.
  • the low plate thicknesses of the channel plates are advantageous because the channel structures for the flow paths can be easily formed by embossing.
  • a material thickness that is too low leads to low internal pressure resistance, so that the operation of plate heat exchangers with correspondingly low plate thicknesses is only suitable for certain refrigerants.
  • the stability and external pressure resistance of such plate heat exchangers are also limited by external forces, since the embossed or deep-drawn channels can be compressed under greater stress, so that the volume flow through the channels is no longer possible.
  • the options for fastening, for example by screwing to the compressor are therefore limited or can only be ensured by additional stabilizing elements.
  • a plate heat exchanger is therefore desirable that combines the advantages of low weight and the advantages of increased pressure resistance and can be integrated into a vehicle's refrigerant circuit.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a compact and stable plate heat exchanger which is lightweight and can withstand high operating pressures.
  • the plate heat exchanger should be designed in particular for use with the refrigerant R744 and for integration into a vehicle air conditioning system. Furthermore, the plate heat exchanger should be usable as an integrated gas cooler of a refrigerant compressor.
  • a first aspect of the invention relates to a plate heat exchanger which has channel plates with channel-forming recesses, of which at least two channel plates are arranged to form channel plate stacks to form at least one channel. These channel plate stacks are divided into first channel plate stacks for a first fluid and second channel plate stacks for a second fluid. The first channel plate stacks for the first fluid and the second channel plate stacks for the second fluid are stacked alternately with separating plates arranged between them to separate opposite channels between two cover plates. At least one of the cover plates has fluid connections for the first and/or the second fluid.
  • the channel-forming recess of at least one channel plate of the first and second channel plate stacks has at least one stabilizing web oriented transversely to the channel.
  • the first channel plate stacks and the second channel plate stacks are alternately stacked between two cover plates with separating plates, fluidically separated from one another.
  • Each channel plate stack has at least one channel, which is covered by the separating plates or one of the two cover plates.
  • each of the first and second channel plate stacks has first and second openings.
  • the first openings of the second channel plate stacks correspond to the first openings of the first channel plate stacks and thus to the channels of the first channel plate stacks, whereby the first channel plate stacks are connected to one another.
  • the first openings thus form a distribution channel or collection channel for the first fluid, so that the first fluid can reach the levels of the first channel plate stacks.
  • the second openings correspond to the first openings of the first channel plate stacks and thus to the channels of the first channel plate stacks. Openings in the first channel plate stacks with the second openings in the second channel plate stacks and thus connect the channels of the second channel plate stacks, so that the second channel plate stacks are fluidically connected to one another.
  • the second openings thus form a distribution channel or collection channel for the second fluid, so that the second fluid can reach the levels of the second channel plate stacks.
  • the first channel plate stacks thus form a first flow path for the first fluid, with the second channel plate stacks forming a second flow path for the second fluid, separate from the first flow path.
  • at least one fluid connection is provided as a fluid inlet and another fluid connection as a fluid outlet.
  • the fluid connections can have threads or can be attached by soldering or welding.
  • the channel plate stacks are each formed from at least two channel plates stacked on top of one another, each of which has channel-forming recesses for forming at least one channel.
  • at least one channel plate has at least one stabilizing web oriented transversely to the channel along a course of the channel-forming recess, which connects opposite flanks of the channel-forming recess to one another.
  • channel-forming recess in the sense of the invention describes a mostly elongated, track-shaped or circular path-shaped opening in a channel plate. At least two channel plates stacked on top of each other form a corresponding recess, which forms the at least one channel for the flow of the first or second fluid when the resulting channel plate stack is arranged between two separating plates or between a separating plate and a cover plate. Accordingly, the channels formed from the channel-forming recesses of the first channel plate stack have a fluid connection with the first openings of the second channel plate stack, wherein the channel-forming recesses of the The channels formed by the second channel plate stack have a fluid connection with the second openings in the first channel plate stack.
  • the separating plates also have corresponding openings for the passage of the fluids.
  • the channel plates, the channel-forming recesses and the first and second openings can be formed using manufacturing processes such as punching, laser cutting or water jet cutting.
  • the channels for the flow of the first fluid and the second fluid separated therefrom are each formed in stacks of at least two channel plates, wherein at least one channel plate of a channel plate stack has at least one stabilizing web oriented transversely to the channel along a course of the channel-forming recess of the relevant channel plate.
  • This stabilizing web represents an interruption of the channel-forming recess of the relevant channel plate.
  • This interruption advantageously serves as a supporting structural element which stabilizes the channel plate with the channel-forming recess formed therein and facilitates production, for example by punching. In this way, particularly delicate structures can be stabilized, which is particularly advantageous with low material thicknesses.
  • the individual first and second channel plate stacks are each separated by the separating plates or covered in a fluid-tight manner by the cover plates, with the separating plates or the cover plates covering opposite outer sides of the channel plate stacks.
  • the at least one channel of a channel plate stack is also covered in a fluid-tight manner on both sides by separating plates or by a separating plate and a cover element.
  • the channel plates can be made of steel or aluminum or an aluminum alloy, with aluminum being preferred because of its lower weight is the preferred material.
  • the use of thin channel plates made of aluminum advantageously contributes to a weight reduction without having to forego the required pressure resistance with appropriately dimensioned partition plates and cover plates.
  • the partition plates and the cover plates can also be made of aluminum and have a greater material thickness than a channel plate of the first and second channel plate stacks. Improved pressure resistance can thus be ensured within the plate heat exchanger, since the material thickness of the partition plates and the cover plates can be adapted to a required pressure resistance.
  • the partition plates and the cover plates contain the first openings required for the fluidic connection of the first channel plate stacks and the second openings required for the fluidic connection of the second channel plate stacks.
  • Each first channel plate stack thus has a second opening for the direct passage of the second fluid, wherein each second channel plate stack has a first opening for the direct passage of the first fluid.
  • the totality of the first openings forms a distribution channel or a collection channel for the first fluid, wherein the totality of the second openings forms a distribution channel or a collection channel for the second fluid.
  • the channel plates by punching is simplified in terms of production technology if the sheet thickness from which the channel plates are punched out is in the range of 1 mm to 0.6 mm. Consequently, the individual channel plates of the first and second channel plate stacks can have a thickness in the range of 1 mm to 0.6 mm.
  • connection between the individual channel plates and with the separating plates and/or the cover plates can be made by a joining process such as soldering, welding or gluing.
  • soldering care must be taken to use a suitable brazing alloy to avoid connections that are susceptible to corrosion.
  • the individual channel plates, the separating plates, the cover plates and the connection between the plates can be dimensioned so that the plate heat exchanger can withstand an operating pressure of 200 bar.
  • the channel height of the at least one channel of the first and second channel plate stack is defined by the number of channel plates and the material thickness of the channel plates.
  • the channel height is limited by two separating plates or a separating plate and a cover plate.
  • the channel height is only influenced at those positions where a channel-forming recess of one of the channel plates of the relevant channel plate stack has a stabilizing web.
  • the stabilizing webs present along the at least one channel locally reduce the flow cross-section of the channel formed, which advantageously increases the flow velocity and turbulence and thus improves heat transfer.
  • the distribution of the fluid flowing through can be advantageously influenced by the number of stabilizing webs and the length of the individual stabilizing webs in order to ensure improved heat transfer.
  • each second channel plate has at least one stabilizing web oriented transversely to the channel.
  • the channel plates with a stabilizing web and those channel plates which do not have a stabilizing web in their channel-forming recess can be arranged alternately.
  • Channel plates A with a stabilizing web can be arranged with channel plates B which do not have a stabilizing web in the stacking order ABAB.
  • each channel plate of the first channel plate stack and the second channel plate stack can have a stabilizing web oriented transversely to the at least one channel, wherein the stabilizing webs of channel plates stacked on top of one another are arranged offset along the course of the at least one channel.
  • the stabilizing webs are arranged offset so that fluid flow through the channel formed is not blocked.
  • Channel plates A with a stabilizing web can be arranged in the stacking order A-C-A-C with channel plates C, in which the stabilizing web is formed at a different position in the channel-forming recess.
  • Combined stacking sequences with channel plates B, which do not have a stabilizing web are also possible. This can result in stacking sequences such as A-B-C-A-B-C and other combinations.
  • the channel-forming recess of a channel plate is stabilized by the at least one stabilizing web, wherein a channel-forming recess, which leads to the formation of a long channel within the channel plate stack, has more than just one stabilizing web.
  • a channel-forming recess which leads to the formation of a long channel within the channel plate stack, has more than just one stabilizing web.
  • the dimensioning of the at least one stabilizing web of the channel-forming recess of a channel plate can be based on the width of the channel formed by the channel-forming recess.
  • the at least one stabilizing web can have a width that corresponds at least to the width of the at least one channel formed. As already mentioned above, the stabilizing web can also be significantly wider than the width of the channel in order to influence the flow through the relevant channel.
  • the channel plates can each have a plurality of channel-forming recesses, which each form a channel structure with a plurality of individual channels, wherein each individual channel has at least one stabilizing web oriented transversely to the individual channel.
  • the plurality of individual channels can be arranged regularly or irregularly.
  • the individual channels of the channel structure are arranged parallel and spaced apart from one another.
  • the individual channels of the channel structure can originate from a common channel stack inlet and open into a common channel stack outlet.
  • the channel stack inlet and the channel stack outlet of a channel plate stack correspond to openings formed in the separating plates, i.e. with the respective first and second openings.
  • the channel plates it can be provided that several of the channel-forming recesses are arranged in a ring-shaped, concentric manner, so that the stacked channel plates form several spaced-apart ring-shaped individual channels.
  • the stabilizing webs of adjacent ring-shaped channel-forming recesses can be radially offset. It has been shown that production is simplified by the radially offset arrangement of the stabilizing webs.
  • the radially offset arrangement of the stabilizing webs is also advantageous for the stability of the filigree structure of the channel-forming recesses.
  • the stabilizing webs of the channel-forming recesses are offset along a channel formed by stacked channel plates in such a way that fluid flow is ensured.
  • the channel plates formed in this way can be arranged as first channel plate stacks and/or as second channel plate stacks.
  • the ring-shaped individual channels can have a common inlet and a common outlet, wherein the common inlet and the common outlet are each formed with first openings and second openings, respectively.
  • a width of the annular channel-forming recesses decreases from the outside to the inside. This means that the several concentric rings which form the annular recesses have different widths, with the width of the ring-shaped recesses decreasing from the outer ring to the inner ring.
  • the ring-shaped individual channels formed when the channel plates are stacked thus have a flow cross-section that decreases from the outer ring-shaped individual channel to the inner ring-shaped individual channel.
  • the individual channels formed then each have different widths and cross-sections. It has been shown that this measure achieves an improved distribution of the fluid flowing through, which results in even better heat transfer performance.
  • the surface contact of the individual channel plates, the separating plates and the cover plates enables a particularly compact and stable design of the plate heat exchanger.
  • the improved stability enables screwing to components of a refrigerant circuit, in particular to a refrigerant compressor of a refrigerant circuit, without the need for additional stabilizing elements.
  • the channel plates, separating plates and cover plates can therefore each have several corresponding passages for screws or bolts. These screw or bolt passages are provided in order to screw the plate heat exchanger directly to the refrigerant compressor, for example.
  • the passages for the screws or bolts are preferably arranged at the edge and as evenly distributed as possible in order to achieve an even distribution of force when screwed. Due to the compact design of the plate heat exchanger, the channels formed remain tight and dimensionally stable even when subjected to external forces, such as those that can occur when screwing.
  • the channel-forming recesses can have a shape which forms at least one channel with a meandering course at least in sections.
  • a channel structure can also be provided in which several individual channels running next to one another have a meandering course at least in sections.
  • the cover plates, the first and second channel plate stacks and the separating plates arranged between them can have a substantially circular basic shape, wherein the fluid connections for the first fluid and/or for the second fluid are formed on the radial circumference of the plate heat exchanger.
  • the plate heat exchanger has a cylindrical shape, wherein the fluid connections for a first fluid are formed on a projection protruding from the circumference of the cylindrical shape.
  • the fluid connections for a second fluid can be formed in the cover plates.
  • a first fluid connection can be formed as a fluid inlet for the first fluid in a first cover element, wherein a second fluid connection is formed as a fluid outlet for the first fluid in a second cover element.
  • This embodiment of the plate heat exchanger is particularly suitable for integration into a refrigerant compressor in a refrigerant circuit.
  • the plate heat exchanger according to the invention enables an arrangement for parallel or serial flow of the fluids through several channel plate stacks.
  • the first channel plate stacks and the second channel plate stacks, which are fluidically separated from them, can be fluidically connected in series or in parallel.
  • the invention provides a high-pressure-resistant and compact plate heat exchanger with low weight.
  • Filigree channel structures in robust punch-compatible channel plates, which are arranged in channel plate stacks, enable high heat transfer performance while keeping production costs low.
  • a further aspect of the invention is the use of the plate heat exchanger described above in a refrigerant circuit with the refrigerant R744.
  • the plate heat exchanger as an integrated gas cooler in a refrigerant compressor, especially in a refrigerant compressor of a vehicle.
  • the plate heat exchanger can take on the function of an internal heat exchanger in a multi-stage compression.
  • the plate heat exchanger can be arranged after a compression stage and screwed to the refrigerant compressor, so that the plate heat exchanger is located on the refrigerant outlet side of the refrigerant compressor.
  • the plate heat exchanger according to the invention has further advantages.
  • the additional internal volume of the plate heat exchanger after the compression stage in a refrigerant compressor dampens the pulsations on the refrigerant outlet side of the refrigerant compressor, thereby reducing the noise emissions of the refrigerant compressor in the vehicle.
  • the internal structure of the channel-forming recesses with the stabilizing webs is designed in such a way that the pulsations in the parallel individual channels interfere destructively due to the different running lengths and thus lead to a reduction in the pulsations generated by the refrigerant compressor. This also leads to a reduction in the noise emissions of the refrigerant compressor.
  • the plate heat exchanger according to the invention can therefore also be used as a muffler.
  • a plate heat exchanger when used in a refrigerant circuit, for example when used as an integrated gas cooler in a refrigerant compressor, especially in a vehicle's refrigerant compressor, an additional muffler is not required, since the plate heat exchanger can ensure damping and reduction of noise emissions.
  • the plate heat exchanger can therefore be used as a muffler in air conditioning systems with refrigerant compressors.
  • the Figures 1a to 1d show schematic representations of an embodiment of channel plates of a plate heat exchanger according to the invention.
  • the Figure 1a a perspective view of two channel plates 1.1 and 1.2 made of aluminum, which are stacked on top of each other to form a first channel plate stack 1.
  • Both channel plates 1.1 and 1.2 have corresponding channel-forming recesses 3, which Within the first channel plate stack 1, three individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 are formed, which are spaced apart from one another and run in a meandering shape. In the plane, the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 correspond to first openings 4.
  • the channel-forming recesses 3 of both channel plates 1.1 and 1.2 have stabilizing webs 5 oriented along the course of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3, each transverse to the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3.
  • Three stabilizing webs 5 are formed along the course of a channel-forming recess 3 of the channel plate 1.1, wherein two stabilizing webs 5 are formed along the course of a channel-forming recess 3 of the channel plate 1.2.
  • the stabilizing webs 5 of corresponding channel-forming recesses 3 of the channel plate 1.1 and the channel plate 1.2 are arranged offset along the course of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed.
  • the stabilizing webs 5 By arranging the stabilizing webs 5 of the stacked channel plates 1.1 and 1.2 offset, a fluid flow through the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed is ensured.
  • the stabilizing webs 5 each represent an interruption in the course of the channel-forming recesses 3 of the channel plates 1.1 and 1.2.
  • the channel plates 1.1 and 1.2 further have corresponding second openings 6, which serve for the fluidic connection of second channel plate stacks 2, which are not shown in the illustration.
  • the Figure 1b shows a detailed section of the Figure 1a . From the detailed section it can be seen that the stabilizing webs 5 of the stacked channel plates 1.1 and 1.2, which stabilize the recesses 3 forming the channel, are arranged at different positions in the course of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed. The stabilizing webs 5 are thus arranged offset in the course of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed. At the positions at which the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed have a stabilizing web 5, a channel height of the respective individual channel 3.1, 3.2 or 3.3 is equal to the thickness of the channel plate 1.1 or 1.2 formed from aluminum.
  • the channel plates have a thickness of 0.8 mm, so that the channel height in areas in which there is no stabilizing bar 5 is 1.6 mm. At the positions where the channel-forming recesses 3 have a stabilizing bar 5, the channel height is therefore 0.8 mm.
  • the width of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 is 3 mm, with the stabilizing bars 5 oriented transversely to the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 also having a width of 3 mm. According to one embodiment, it can be provided that the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 have a different width.
  • the stabilizing bars 5 can also be adapted to the width of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 and thus have a different width from neighboring individual channels.
  • the Figure 1c shows the channel plate 1.1 made of aluminum of the first channel plate stack ( Figure 1a ) separately with the channel-forming recesses 3 formed therein, the first openings 4 and the second openings 6.
  • the three channel-forming recesses 3 have an elongated, evenly spaced-apart meandering geometry, which is interrupted at three positions by the stabilizing webs 5. Due to the stabilizing webs 5, the filigree structures of the channel-forming recesses 3 can be punched more easily. Furthermore, the stabilizing webs 5 give the entire channel-forming structure improved stability, thereby improving the handling of the channel plate 1.1.
  • the Figure 1d shows the channel plate 1.2 made of aluminum of the first channel plate stack ( Figure 1a ) separately with the channel-forming recesses 3 formed therein, the first openings 4 and the second openings 6, which correspond to the first openings 4 and second openings 6 formed in the channel plate 1.1.
  • the first openings 4 serve as channel stack inlet and channel stack outlet for the first fluid.
  • FIGS. 2a to 2d show schematic representations of an embodiment example of a plate heat exchanger 7 according to the invention.
  • the Figures 2a to 2d each a perspective top view.
  • the Figure 2a shows the plate heat exchanger 7 in the assembled state, with first channel plate stacks 1 for a first fluid and second channel plate stacks 2 for a second fluid being stacked alternately with separating plates 8 arranged between them to separate opposite channels between two cover plates 9.1 and 9.2.
  • the first channel plate stacks 1, the second channel plate stacks 2, the separating plates 8 and the cover plates 9.1 and 9.2 are made of aluminum and soldered to one another in a fluid-tight manner.
  • the upper cover plate 9.1 has first openings 4 which correspond to the first openings 4 formed in the first and second channel plate stacks 1 and 2.
  • the cover plate 9.1 also has two second openings 6 which correspond to the second openings 6 formed in the first and second channel plate stacks 1 and 2.
  • the first openings 4 serve as fluid connections for the first fluid, with the second openings 6 forming fluid connections for the second fluid. Due to the stacked arrangement, the first openings 4 form a distribution channel for the first fluid in the plate planes of the first channel plate stacks 1, so that the first fluid can reach the respective individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 before it flows into a collecting channel formed by the first openings 4 on the diagonally opposite side of the plate heat exchanger 7. In the stacked arrangement, the first channel plate stacks 1 are thus connected to one another by the corresponding first openings 4, so that a first flow path for the first fluid is formed.
  • the corresponding second openings 6 connect the second channel plate stacks 2 to one another, so that a second flow path for the second fluid is formed, separate from the first flow path for the first fluid.
  • the second openings 6 form a distribution channel for the second fluid into the plate planes of the second channel plate stack 2 (see Figure 2d ), so that the second fluid can reach the respective individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 of the second channel plate stack 2 before it flows into a collecting channel formed by the second openings 6 on the diagonally opposite side of the plate heat exchanger 7.
  • the plate heat exchanger 7 has a substantially rectangular basic shape.
  • the Figure 2b shows the Figure 2a shown plate heat exchanger 7, wherein the upper cover plate 9.1 is omitted, so that a view of one of the first channel plate stacks 1 is possible.
  • the first channel plate stack 1 shown corresponds to the design of the in Figure 1a shown channel plate stack 1, which consists of the two stacked channel plates 1.1 and 1.2 (see Figures 1a to 1d ). While the omitted upper cover plate 9.1 forms the upper boundary of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 or covers the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3, the lower boundary or covering of the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 is ensured by the separating plate 8.
  • the separating plate 8 separates successive first and second channel plate stacks 1 and 2.
  • the channel height within the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 reduced by the stabilizing webs 5 advantageously contributes to a local acceleration of the fluid flowing through, thereby generating turbulence which promotes heat transfer.
  • the fluid distribution in the parallel individual channels can be influenced by the number and length of the stabilizing webs 5.
  • the Figure 2c shows the Figure 2b illustrated plate heat exchanger 7.
  • This illustration allows a view of a separating plate 8 separating the first and second channel plate stacks 1 and 2.
  • the separating plate 8 covers a second channel plate stack 2.
  • the separating plate 8 made of aluminum has the corresponding first openings 4 and second openings 6.
  • the Figure 2d also shows the Figures 2a to 2c illustrated plate heat exchanger 7, whereby a view of the second channel plate stack 2 is possible.
  • the second channel plate stack 2 also consists of channel plates 2.1 and 2.2 stacked on top of one another.
  • the channel plates 2.1 and 2.2 of the second channel plate stack 2 are mirror images of the channel plates 1.1 and 1.2 of the first channel plate stack 1.
  • the channel-forming recesses 3 of both channel plates 2.1 and 2.2 have stabilizing webs 5, whereby the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed correspond to the second openings 6.
  • the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3 formed serve to pass the second fluid through.
  • the second channel plate stack 2 has first openings 4, which enable the first fluid to pass through.
  • the channel plate stack 2 rests with the channel plate 1.2 on a separating plate 8, which forms the lower boundary for the individual channels 3.1, 3.2 and 3.3.
  • the Figures 3a to 3d show schematic representations of channel plates 1.1, 1.2 as well as 2.1 and 2.2 of a further embodiment of the plate heat exchanger 7 according to the invention, which is provided as an integrated gas cooler for screwing to a compressor.
  • the Figures 3a to 3d The channel plates 1.1, 1.2 and 2.1 and 2.2 shown are made of aluminum and each have a substantially circular shape, on the outer circumference of which a projection 9 is formed, wherein inwardly facing second openings 6 are formed in the projection 9 for the passage of the second fluid.
  • the Figure 3a shows a channel plate 1.1 of a first channel plate stack 1, wherein the Figure 3b another channel plate 1.2 of a first channel plate stack 1. Both channel plates 1.1 and 1.2 have corresponding channel-forming recesses 3.
  • the channel-forming recesses 3 of both channel plates 1.1 and 1.2 each have transversely oriented stabilizing webs 5 along their course.
  • the positions of the stabilizing webs 5 in the otherwise corresponding channel-forming recesses 3 of the channel plates 1.1 and 1.2 are unequal, so that the stabilizing webs 5 of the stacked channel plates 1.1 and 1.2 in the resulting individual channels 3.1 to 3.7 (see Figures 4a and 4c ) are arranged offset.
  • the first openings 4.1 and 4.2 serve to pass the first fluid through.
  • the channel-forming recesses 3 have a section with a meandering course.
  • the Figure 3c shows a channel plate 2.1 of a second channel plate stack 2 (see Figure 5 ), whereby the Figure 3d shows a further channel plate 2.2 of a second channel plate stack 2.
  • Both channel plates 2.1 and 2.2 have corresponding channel-forming recesses 3.
  • the channel-forming recesses 3 are geometrically designed differently than the channel-forming recesses 3 of the channel plates 1.1 and 1.2.
  • the channel-forming recesses 3 of the channel plates 2.1 and 2.2 are arranged in a ring-shaped manner spaced apart from one another, with each ring-shaped channel-forming recess 3 having several transversely oriented stabilizing webs 5 along its course.
  • the stabilizing webs 5 each lie on a radial line.
  • the ring-shaped channel-forming recesses 3 of the channel plates 2.1 and 2.2 are interrupted, so that the channel-forming recesses 3 are each formed from several circular ring sections which are arranged concentrically around the first opening 4.1.
  • the positions of the stabilizing webs 5 in the channel-forming recesses 3 of the channel plates 2.1 and 2.2 are unequal, so that the stabilizing webs 5 of the stacked channel plates 2.1 and 2.2 in the resulting individual channels 3.1 to 3.7 (see Figures 4a and 4c ) for the second fluid are arranged offset, which allows the flow of the second fluid.
  • first opening 4.1 In the center of the channel plates 2.1 and 2.2 there is a central first opening 4.1 and several smaller further first openings 4.2 arranged at a radial distance. These first openings 4.1 and 4.2 correspond to the first openings 4.1 and 4.2 of the channel plates 2.1 and 2.2 and serve to pass the first fluid through.
  • the individual channel plates 1.1, 1.2 as well as 2.1 and 2.2 of the Figures 3a to 3d each have fourteen passages 13 for screws or bolts, which correspond to each other in the stacked state so that the assembled plate heat exchanger 7 (see Figures 5a and 5b) can be screwed to a refrigerant compressor by means of screws or bolts guided through the passages 13.
  • the passages 13 are each arranged at the same distance from the first opening 4.2 formed in the middle. Consequently, the separating plates 8 and the cover plates 9.1 and 9.2 also have corresponding passages 13, as shown in the Figures 5a, 5b and 6 is evident.
  • the Figure 3e shows a schematic representation of a preferred alternative design of a channel plate for forming a first channel plate stack 1 or a second channel plate stack 2.
  • several of the channel-forming recesses 3 are formed in a ring-shaped, concentric manner, with the stabilizing webs 5 of adjacent ring-shaped channel-forming recesses 3 of this channel plate design being radially offset.
  • the stabilizing webs 5 of adjacent annular channel-forming recesses 3 are therefore not radially in line.
  • the positions of the stabilizing webs 5 in the annular channel-forming recesses 3 of stacked channel plates of this embodiment are also unequal, so that the stabilizing webs 5 of the stacked channel plates are arranged offset in the resulting individual channels, which enables the flow of a fluid.
  • these channel plates are also divided into first channel plate stacks 1 and second channel plate stacks 2 with separating plates 8 arranged between them.
  • the crescent-shaped openings 4.1 and 4.2 can be arranged stacked, with the crescent-shaped openings 4.1 and 4.2 each corresponding to one another in such a way that the first openings 4.1 form a distribution channel for distributing the first fluid into the individual plate levels of the first channel plate stack 1 of the plate heat exchanger 7, with the first openings 4.2 forming a collecting channel for the first fluid flowing back from the individual first channel plate stack 1 of the plate heat exchanger 7.
  • This design also has fourteen passages 13 for screws or bolts in order to enable screwing.
  • the Figures 4a to 4d show schematic detailed representations of channel plate stacks 1 and 2 of the plate heat exchanger 7.
  • the Figure 4a several alternately stacked first and second channel plate stacks 1 and 2, which are fluidically separated from each other by separating plates 8.
  • the representation of the Figure 4a allows a view of a first channel plate stack 1, which is provided with a channel plate 1.1 ( Figure 3a ) and a channel plate 1.2 ( Figure 3b ) is trained.
  • the Figure 4b shows a detailed representation of the first channel plate stack 1 formed from the channel plates 1.1 and 1.2, in which the individual channels 3.1 to 3.7 are formed for the first fluid.
  • the arrows 10 indicate the flow path of the first fluid through the individual channels 3.1 to 3.7 formed by the channel-forming openings 3 between the first openings 4.1 and 4.2.
  • the stack of the plate heat exchanger formed has the several passages 13 for screws or bolts.
  • the passages 13 are also identified with the same reference numerals in the following figures.
  • the Figure 4c shows several alternately stacked first and second channel plate stacks 1 and 2, which are fluidically separated from each other by separating plates 8.
  • the representation of the Figure 4c allows a view of a second channel plate stack 2, which is connected to a channel plate 2.1 ( Figure 3c ) and a channel plate 2.2 ( Figure 3d ) is trained.
  • the Figure 4d shows a Detailed representation of the second channel plate stack 2 formed from the channel plates 2.1 and 2.2.
  • the arrows 11 indicate the flow path of the second fluid through the individual channels 3.1 to 3.7 formed by the channel-forming openings 3 between the second openings 6.
  • the Figure 4e shows a schematic detailed representation of an embodiment of the plate heat exchanger 7 with a view of a separating plate 8, several of which are arranged in a stack with first and second channel plate stacks 1 and 2, each between first and second channel plate stacks 1 and 2.
  • the separating plate 8 has first openings 4.1 and 4.2 and second openings 6.
  • the first openings 4.1 and 4.2 and the second openings 6 correspond to the first openings 4.1 and 4.2 and the second openings 6 formed in the channel plate stacks 1 and 2 or to the first openings 4.1 and 4.2 and the second openings 6 formed in the respective channel plates 1.1, 1.2 and 2.1 and 2.2.
  • the Figures 5a and 5b show schematic representations of an embodiment of the plate heat exchanger 7 in a composite form, wherein the individual plates are soldered together.
  • a view of the cover plate 9.1 of the plate heat exchanger 7 is shown.
  • the channel plate stacks 1 and 2 are alternately stacked on top of one another with separating plates 8 arranged between them.
  • the separating plates 8 each have first openings 4.1 and 4.2 and second openings 6 (hidden), which correspond to the first openings 4.1 and 4.2 and second openings 6 formed in the first and second channel stacks 1 and 2.
  • the stacked arrangement of the first and second channel plate stacks 1 and 2 is delimited by the cover plates 9.1 and 9.2.
  • the cover plate 9.1 has several first openings 4.2, which serve as a fluid outlet for the first fluid.
  • the second openings 6, which are formed in the projection 9 of the cover plate 9.1, have fluid connections 12.1 and 12.2 for the second fluid.
  • the fluid connection 12.1 serves as the fluid inlet and the fluid connection 12.2 as the Fluid outlet for the second fluid.
  • This design of the plate heat exchanger 7 is suitable for use as an integrated fluid-cooled gas cooler of a refrigerant compressor.
  • the first fluid is a refrigerant, for example R744, with a coolant, such as a water-glycol mixture, being used as the second fluid.
  • FIG. 5b is the bottom of the Figure 5a shown plate heat exchanger 7, so that a view of the cover plate 9.2 is provided.
  • a central first opening 4.1 which corresponds to the central first openings 4.1 formed in the channel plates 1.1, 1.2, 2.1 and 2.2 of the channel plate stacks 1 and 2.
  • This central first opening 4.1 serves as a fluid inlet for the first fluid, which can be the refrigerant R744.
  • FIG. 6 shows an exploded view to explain in more detail the design of a Figures 4 and 5
  • a plate heat exchanger 7 of this design is particularly suitable for integration as an internal heat exchanger or integrated gas cooler in a refrigerant compressor.
  • two channel plates 1.1 are arranged in accordance with the Figure 3a and 1.2 according to the Figure 3b to form a first channel plate stack 1, wherein two further channel plates 2.1 are arranged according to Figure 3c and 2.2 according to Figure 3d to form a second channel plate stack 2.
  • the first channel plate stack 1 and the second channel plate stack 2 are arranged between two cover plates 9.1 and 9.2, separated by a separating plate 8, so that the opposite channels formed in the first and second channel plate stacks 1 and 2 are separated from one another and covered.
  • a central first opening 4.1 is formed in the cover plate 9.2, which is provided as a fluid inlet for the first fluid, wherein the opposite cover plate 9.1 has seven first openings 4.2 provided as fluid outlets for the first fluid.
  • the fluid connections 12.1 and 12.2, which are inserted into the projection 9 inserted and soldered, are assigned to the second openings 6 for the second fluid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager (7) für einen Kältemittelkreislauf, speziell für einen Kältemittelkreislauf in einem Fahrzeug, aufweisend Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) mit Kanal bildenden Ausnehmungen (3), von welchen jeweils mindestens zwei Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) unter Ausbildung mindestens eines Kanals (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) zu Kanalplattenstapeln (1, 2) angeordnet sind, wobei erste Kanalplattenstapel (1) für ein erstes Fluid und zweite Kanalplattenstapel (2) für ein zweites Fluid abwechselnd mit dazwischen angeordneten Trennplatten (8) zur Trennung gegenüberliegender Kanäle (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) zwischen zwei Deckelplatten (9.1, 9.2) gestapelt sind, von welchen mindestens eine Deckelplatte (9.1, 9.2) Fluidanschlüsse für das erste und/oder das zweite Fluid aufweist, wobei die Kanal bildende Ausnehmung (3) jeweils mindestens einer Kanalplatte (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) der ersten und zweiten Kanalplattenstapel (1, 2) zumindest einen quer zum Kanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) orientierten Stabilisierungssteg (5) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Fluiden, insbesondere zwischen einem Kühlmittel und einem Kältemittel. Der Plattenwärmeübertrager ist für eine Verwendung in einem Kältemittelkreislauf, speziell in einem Kältemittelkreislauf in einem Fahrzeug vorgesehen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung des Plattenwärmeübertragers als integrierter Gaskühler in einem Kältemittelverdichter.
  • Plattenwärmeübertrager werden zur Wärmeübertragung in verschiedenen Bereichen der Technik eingesetzt. Eine wichtige Rolle spielen Plattenwärmeübertrager in Klimatisierungssystemen mit Kältemittelkreislauf, insbesondere in Fahrzeugklimatisierungssystemen, da sie einen vergleichsweise geringen Bauraum benötigen. Durch ihre kompakte Bauweise ermöglichen Plattenwärmeübertrager eine effiziente Wärmeübertragung zwischen zwei Fluiden, welche stofflich getrennt durch den Plattenwärmeübertrager strömen. Die einzelnen Platten, zwischen welchen Strömungspfade für die Fluide ausgebildet sind, können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Verbindung beziehungsweise Abdichtung der einzelnen Platten erfolgt beispielsweise durch Fügeverfahren, wie Schweißen, Löten oder Kleben. Die Auswahl des Platten- und Verbindungsmaterials richtet sich nach den verwendeten Fluiden, den Temperaturbereichen, den Arbeitsdrücken sowie den vorherrschenden Materialien im Klimatisierungssystem. Bei der Verwendung des Materials des Plattenwärmeübertragers sind hinsichtlich der vorherrschenden Materialien im Fluidkreislauf des Klimatisierungssystems sowie des verwendeten Lotmaterials korrosionskritische Verbindungen zu vermeiden, um eine Langlebigkeit zu gewährleisten.
  • Bekannt sind Plattenwärmeübertrager aus tiefgezogenen oder geprägten Aluminium- oder Stahlblechen, wobei die einzelnen Platten Materialdicken von weniger als 0,6 mm aufweisen können. Die geringen Plattendicken der Kanalplatten sind von Vorteil, da die Kanalstrukturen für die Strömungspfade auf einfache Weise durch Prägen ausgebildet werden können. Eine zu geringe Materialdicke führt jedoch zu einer geringen inneren Druckbeständigkeit, so dass der Betrieb von Plattenwärmeübertragern mit entsprechend geringen Plattendicken nur für bestimmte Kältemittel geeignet ist. Auch sind die Stabilität und äußere Druckbeständigkeit solcher Plattenwärmeübertrager durch äußere Krafteinflüsse begrenzt, da die geprägten oder tiefgezogenen Kanäle bei stärkerer Beanspruchung zusammengedrückt werden können, so dass der Volumenstrom durch die Kanäle nicht mehr gegeben ist. Die Möglichkeiten zur Befestigung beispielsweise durch Verschraubung mit dem Verdichter sind somit eingeschränkt oder nur durch zusätzliche Stabilisierungselemente zu gewährleisten.
  • Es wird erwartet, dass das Kältemittel R744 zukünftig herkömmliche Kältemittel ersetzen wird, so dass mit einer erhöhten Nachfrage entsprechend druckbeständiger Plattenwärmeübertrager für den Automotive-Bereich gerechnet werden kann. Wünschenswert ist daher ein Plattenwärmeübertrager, welcher die Vorteile eines geringen Gewichts und die Vorteile einer erhöhten Druckbeständigkeit vereint und dabei in einen Kältemittelkreislauf eines Fahrzeugs integrierbar ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kompakten und stabilen Plattenwärmeübertrager vorzuschlagen, welcher ein geringes Gewicht aufweist und hohen Betriebsdrücken standhält. Der Plattenwärmeübertrager soll insbesondere für eine Verwendung mit dem Kältemittel R744 und für eine Integration in ein Fahrzeugklimatisierungssystem ausgebildet sein. Weiterhin soll der Plattenwärmeübertrager als integrierter Gaskühler eines Kältemittelverdichters anwendbar sein.
  • Die Aufgabe wird durch einen Plattenwärmeübertrager mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager, welcher Kanalplatten mit Kanal bildenden Ausnehmungen aufweist, von welchen jeweils mindestens zwei Kanalplatten unter Ausbildung mindestens eines Kanals zu Kanalplattenstapeln angeordnet sind. Diese Kanalplattenstapel sind in erste Kanalplattenstapel für ein erstes Fluid und in zweite Kanalplattenstapel für ein zweites Fluid eingeteilt. Die ersten Kanalplattenstapel für das erste Fluid und die zweiten Kanalplattenstapel für das zweite Fluid sind abwechselnd mit dazwischen angeordneten Trennplatten zur Trennung gegenüberliegender Kanäle zwischen zwei Deckelplatten gestapelt. Dabei weist mindestens eine der Deckelplatten Fluidanschlüsse für das erste und/oder das zweite Fluid auf. Erfindungsgemäß weist die Kanal bildende Ausnehmung jeweils mindestens einer Kanalplatte der ersten und zweiten Kanalplattenstapel zumindest einen quer zum Kanal orientierten Stabilisierungssteg auf.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertrager sind die ersten Kanalplattenstapel und die zweiten Kanalplattenstapel zwischen zwei Deckelplatten mit Trennplatten, fluidisch voneinander getrennt, abwechselnd gestapelt. Dabei weist jeder Kanalplattenstapel mindestens einen Kanal auf, welcher von den Trennplatten beziehungsweise einem der beiden Deckelplatten abgedeckt ist. Weiterhin weist jeder der ersten und zweiten Kanalplattenstapel erste und zweite Durchbrechungen auf. Die ersten Durchbrechungen der zweiten Kanalplattenstapel korrespondieren mit den ersten Durchbrechungen der ersten Kanalplattenstapel und somit mit den Kanälen der ersten Kanalplattenstapel, wodurch die ersten Kanalplattenstapel miteinander verbunden sind. Die ersten Durchbrechungen bilden somit einen Verteilerkanal beziehungsweise Sammelkanal für das erste Fluid, so dass das erste Fluid in die Ebenen der ersten Kanalplattenstapel gelangen kann. Dabei korrespondieren die zweiten Durchbrechungen der ersten Kanalplattenstapel mit den zweiten Durchbrechungen der zweiten Kanalplattenstapel und verbinden somit die Kanäle der zweiten Kanalplattenstapel, so dass die zweiten Kanalplattenstapel fluidisch miteinander verbunden sind. Die zweiten Durchbrechungen bilden somit einen Verteilerkanal beziehungsweise Sammelkanal für das zweite Fluid, so dass das zweite Fluid in die Ebenen der zweiten Kanalplattenstapel gelangen kann. Somit bilden die ersten Kanalplattenstapel einen ersten Strömungspfad für das erste Fluid, wobei die zweiten Kanalplattenstapel ein von dem ersten Strömungspfad getrennten zweiten Strömungspfad für das zweite Fluid bilden. Für jeden Strömungspfad sind jeweils mindestens ein Fluidanschluss als Fluideinlass und ein weiterer Fluidanschluss als Fluidauslass vorgesehen. Die Fluidanschlüsse können Gewinde aufweisen oder durch Löten oder Schweißen angefügt sein.
  • Erfindungsgemäß sind die Kanalplattenstapel jeweils aus mindestens zwei aufeinandergestapelten Kanalplatten gebildet, welche jeweils Kanal bildende Ausnehmungen zur Ausbildung mindestens eines Kanals aufweisen. Dabei weist jeweils mindestens eine Kanalplatte entlang eines Verlaufs der Kanal bildenden Ausnehmung zumindest einen quer zum Kanal orientierten Stabilisierungssteg auf, welcher gegenüberliegende Flanken der Kanal bildenden Ausnehmung miteinander verbindet.
  • Der Begriff "Kanal bildende Ausnehmung" beschreibt im Sinne der Erfindung eine meist längliche, bahnförmige oder kreisbahnförmige Durchbrechung einer Kanalplatte. Mindestens zwei übereinandergestapelte Kanalplatten bilden eine korrespondierende Ausnehmung, welche den mindestens einen Kanal für den Durchfluss des ersten oder des zweiten Fluids ausbildet, wenn der resultierende Kanalplattenstapel zwischen zwei Trennplatten oder zwischen einer Trennplatte und einer Deckelplatte angeordnet ist. Dementsprechend weisen die aus den Kanal bildenden Ausnehmungen der ersten Kanalplattenstapel gebildeten Kanäle eine Fluidverbindung mit den ersten Durchbrechungen der zweiten Kanalplattenstapel auf, wobei die aus den Kanal bildenden Ausnehmungen der zweiten Kanalplattenstapel gebildeten Kanäle eine Fluidverbindung mit den zweiten Durchbrechungen der ersten Kanalplattenstapel aufweisen. Zur Durchleitung der Fluide weisen die Trennplatten ebenfalls jeweils korrespondierende Durchbrechungen auf.
  • Die Kanalplatten, die Kanal bildenden Ausnehmungen sowie die ersten und zweiten Durchbrechungen können mit fertigungstechnischen Verfahren wie Stanzen, Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden ausgebildet werden.
  • Gemäß der Erfindung sind die Kanäle für den Durchfluss des ersten Fluids und des davon getrennten zweiten Fluids jeweils in Stapeln aus mindestens zwei Kanalplatten ausgebildet, wobei jeweils mindestens eine Kanalplatte eines Kanalplattenstapels entlang eines Verlaufs der Kanal bildenden Ausnehmung der betreffenden Kanalplatte zumindest einen quer zum Kanal orientierten Stabilisierungssteg aufweist. Dieser Stabilisierungssteg stellt eine Unterbrechung der Kanal bildenden Ausnehmung der betreffenden Kanalplatte dar. Vorteilhaft dient diese Unterbrechung als stützendes Strukturelement, welches die Kanalplatte mit der darin ausgebildeten Kanal bildenden Ausnehmung stabilisiert und die Fertigung beispielsweise durch Stanzen erleichert. Auf diese Weise können besonders filigrane Strukturen stabilisiert werden, was insbesondere bei geringen Materialdicken von Vorteil ist.
  • Die einzelnen ersten und zweiten Kanalplattenstapel sind jeweils durch die Trennplatten getrennt beziehungswiese von den Deckelplatten fluiddicht abgedeckt, wobei die Trennplatten beziehungsweise die Deckelplatten gegenüberliegende Außenseiten der Kanalplattenstapel abdecken. Dadurch wird jeweils auch der mindestens eine Kanal eines Kanalplattenstapels beidseitig von Trennplatten beziehungsweise von einer Trennplatte und einem Deckelelement fluiddicht abgedeckt.
  • Die Kanalplatten können aus Stahl oder aus Aluminium beziehungsweise aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sein, wobei Aluminium wegen des geringeren Gewichts das bevorzugte Material ist. Vorteilhaft trägt die Verwendung von dünnen Kanalplatten aus Aluminium zu einer Gewichtsreduzierung bei, ohne dass bei entsprechend dimensionierten Trennplatten und Deckelplatten auf eine geforderte Druckbeständigkeit verzichtet werden muss. Die Trennplatten und die Deckelplatten können ebenfalls aus Aluminium gebildet sein und eine größere Materialdicke aufweisen, als eine Kanalplatte der ersten und zweiten Kanalplattenstapel. Innerhalb des Plattenwärmeübertragers kann somit eine verbesserte Druckbeständigkeit gewährleistet werden, da die Materialdicke der Trennplatten und der Deckelplatten an eine erforderliche Druckbeständigkeit angepasst werden kann. Die Trennplatten und die Deckelplatten enthalten die zur fluidischen Verbindung der ersten Kanalplattenstapel erforderlichen ersten Durchbrechungen und die zur fluidischen Verbindung der zweiten Kanalplattenstapel erforderlichen zweiten Durchbrechungen. Jeder erste Kanalplattenstapel weist somit eine zweite Durchbrechung zur direkten Durchleitung des zweiten Fluids auf, wobei jeder zweite Kanalplattenstapel eine erste Durchbrechung zur direkten Durchleitung des ersten Fluids aufweist. Die Gesamtheit der ersten Durchbrechungen bildet einen Verteilerkanal beziehungswiese einen Sammelkanal für das erste Fluid, wobei die Gesamtheit der zweiten Durchbrechungen einen Verteilerkanal beziehungswiese einen Sammelkanal für das zweite Fluid bilden.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine Herstellung der Kanalplatten durch Stanzen fertigungstechnisch vereinfacht ist, wenn die Blechdicke, aus welchen die Kanalplatten ausgestanzt werden, im Bereich von 1 mm bis 0,6 mm liegt. Demzufolge können die einzelnen Kanalplatten der ersten und zweiten Kanalplattenstapel eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 0,6 mm aufweisen.
  • Die Verbindung der einzelnen Kanalplatten untereinander sowie mit den Trennplatten und/oder den Deckelplatten kann durch ein Fügeverfahren wie Löten, Schweißen oder Kleben hergestellt sein. Beim Löten ist auf die Verwendung eines geeigneten Hartlots zu achten, um korrosionsanfällige Verbindungen zu vermeiden.
  • Die einzelnen Kanalplatten, die Trennplatten, die Deckelplatten und die Verbindung zwischen den Platten können so dimensioniert sein, dass der Plattenwärmeübertrager einem Betriebsdruck von 200 bar standhält.
  • Die Kanalhöhe des mindestens einen Kanals des ersten und des zweiten Kanalplattenstapels wird durch die Anzahl der Kanalplatten und die Materialdicke der Kanalplatten definiert. Begrenzt wird die Kanalhöhe dabei von zwei Trennplatten beziehungsweise einer Trennplatte und einer Deckelplatte. Die Kanalhöhe wird nur an solchen Positionen beeinflusst, an denen eine Kanal bildendende Ausnehmung einer der Kanalplatten des betreffenden Kanalplattenstapels einen Stabilisierungssteg aufweist. Die entlang des mindestens einen Kanals vorhandenen Stabilisierungsstege verringern lokal den Strömungsquerschnitt des gebildeten Kanals, wodurch vorteilhaft die Strömungsgeschwindigkeit und die Turbulenz erhöht und damit die Wärmeübertragung verbessert wird. Bei mehreren parallel verlaufenden Einzelkanälen kann durch die Anzahl der Stabilisierungsstege und die Länge der einzelnen Stabilisierungsstege vorteilhaft die Verteilung des durchströmenden Fluids beeinflusst werden, um eine verbesserte Wärmeübertragung zu gewährleisten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers, bei welcher die ersten und zweiten Kanalplattenstapel jeweils aus mehreren gestapelten Kanalplatten gebildet sind, kann vorgesehen sein, dass jeweils jede zweite Kanalplatte zumindest einen quer zum Kanal orientierten Stabilisierungssteg aufweist. Dabei können die Kanalplatten mit Stabilisierungssteg und solche Kanalplatten, welche in ihrer Kanal bildenden Ausnehmung keinen Stabilisierungssteg aufweisen, abwechselnd angeordnet sein. Kanalplatten A mit Stabilisierungssteg können mit Kanalplatten B, welche keinen Stabilisierungssteg aufweisen, in der Stapelreihenfolge A-B-A-B angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers kann jede Kanalplatte der ersten Kanalplattenstapel und der zweiten Kanalplattenstapel einen quer zu dem mindestens einen Kanal orientierten Stabilisierungssteg aufweisen, wobei die Stabilisierungsstege von übereinander gestapelten Kanalplatten entlang des Verlaufs des mindestens einen Kanals versetzt angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Stabilisierungsstege sind versetzt so angeordnet, dass eine Fluidströmung durch den gebildeten Kanal nicht blockiert ist. Kanalplatten A mit Stabilisierungssteg können mit Kanalplatten C, bei welchen der Stabilisierungssteg an einer anderen Position in der Kanal bildenden Ausnehmung ausgebildet ist, in der Stapelreihenfolge A-C-A-C angeordnet sein. Weiterhin sind kombinierte Stapelreihenfolgen mit Kanalplatten B, welche keinen Stabilisierungssteg aufweisen, möglich. Dadurch können sich Stapelreihenfolgen wie A-B-C-A-B-C und weitere Kombinationen ergeben.
  • Erfindungsgemäß wird die Kanal bildende Ausnehmung einer Kanalplatte durch den mindestens einen Stabilisierungssteg stabilisiert, wobei eine Kanal bildende Ausnehmung, welche zur Bildung eines langen Kanals innerhalb des Kanalplattenstapels führt, mehr als nur einen Stabilisierungssteg aufweist. Das bedeutet: Umso länger der Kanal, desto größer kann die Anzahl der Stabilisierungsstege einer Kanal bildenden Ausnehmung sein. So kann eine Kanal bildende Ausnehmung einer Kanalplatte mehrere der Stabilisierungsstege aufweisen.
  • Eine Dimensionierung des mindestens einen Stabilisierungsstegs der Kanal bildenden Ausnehmung einer Kanalplatte kann sich an der Breite des Kanals orientieren, welcher durch die Kanal bildende Ausnehmung gebildet wird. So kann der mindestens eine Stabilisierungssteg eine Breite aufweisen, welche zumindest der Breite des mindestens einen gebildeten Kanals entspricht. Wie oben bereits erwähnt, kann der Stabilisierungssteg jedoch auch deutlich breiter als die Breite des Kanals sein, um die Strömung durch den betreffenden Kanal zu beeinflussen.
  • Die Kanalplatten können jeweils mehrere Kanal bildende Ausnehmungen aufweisen, welche jeweils eine Kanalstruktur mit mehreren Einzelkanälen bilden, wobei jeder Einzelkanal zumindest einen quer zum Einzelkanal orientierten Stabilisierungssteg aufweist. Die mehreren Einzelkanäle können regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Einzelkanäle der Kanalstruktur nebeneinander beabstandet parallel angeordnet. Die Einzelkanäle der Kanalstruktur können einem gemeinsamen Kanalstapel-Einlass entspringen und in einen gemeinsamen Kanalstapel-Auslass münden. Der Kanalstapel-Einlass und der Kanalstapel-Auslass eines Kanalplattenstapels korrespondieren mit in den Trennplatten ausgebildeten Durchbrechungen, das heißt mit den jeweiligen ersten und zweiten Durchbrechungen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Kanalplatten kann vorgesehen sein, dass mehrere der Kanal bildenden Ausnehmungen ringförmig konzentrisch angeordnet ausgebildet sind, so dass die gestapelten Kanalplatten mehrere beabstandet angeordnete ringförmige Einzelkanäle bilden. Dabei können die Stabilisierungsstege von benachbarten ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen radial versetzt sein. Es hat sich gezeigt, dass die Herstellung durch die radial versetzte Anordnung der Stabilisierungsstege vereinfacht ist. Weiter von Vorteil ist die radial versetzte Anordnung der Stabilisierungsstege für die Stabilität der filigranen Struktur der Kanal bildenden Ausnehmungen. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Stabilisierungsstege der Kanal bildenden Ausnehmungen entlang eines gebildeten Kanals von gestapelten Kanalplatten so versetzt, dass ein Fluiddurchfluss gewährleistet ist. Die so ausgebildeten Kanalplatten können als erste Kanalplattenstapel und/oder als zweite Kanalplattenstapel angeordnet sein. Die ringförmig ausgebildeten Einzelkanäle können einen gemeinsamen Einlass und einen gemeinsamen Auslass aufweisen, wobei der gemeinsame Einlass und der gemeinsame Auslass jeweils mit ersten Durchbrechungen beziehungsweise zweiten Durchbrechungen ausgebildet ist. Weiter kann bei dieser Ausgestaltung der Kanalplatten vorgesehen sein, dass eine Breite der ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen von außen nach innen abnimmt. Das bedeutet, dass die mehreren konzentrischen Ringe, welche die ringförmigen Ausnehmungen bilden, unterschiedliche Breiten aufweisen, wobei die Breite der ringförmigen Ausnehmungen vom äußeren Ring zum inneren Ring abnimmt. Die dann bei einer Stapelung der Kanalplatten gebildeten ringförmigen Einzelkanäle weisen somit einen vom äußeren ringförmigen Einzelkanal zum inneren ringförmigen Einzelkanal abnehmenden Strömungsquerschnitt auf. Die gebildeten Einzelkanäle weisen dann jeweils unterschiedliche Breiten und Querschnitte auf. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme eine verbesserte Verteilung des durchströmenden Fluids erreicht wird, was eine noch bessere Wärmübertragungsleistung zur Folge hat.
  • Die flächige Kontaktierung der einzelnen Kanalplatten, der Trennplatten und der Deckelplatten ermöglicht eine besonders kompakte und stabile Bauform des Plattenwärmeübertragers. Die verbesserte Stabilität ermöglicht eine Verschraubung mit Komponenten eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere mit einem Kältemittelverdichter eines Kältemittelkreislaufs, ohne dass zusätzliche Stabilisierungselemente erforderlich sind. Die Kanalplatten, Trennplatten und Deckelplatten können somit jeweils mehrere korrespondierende Durchführungen für Schrauben oder Bolzen aufweisen. Diese Schrauben- beziehungsweise Bolzendurchführungen sind vorgesehen, um den Plattenwärmeübertrager beispielsweise direkt mit dem Kältemittelverdichter zu verschrauben. Die Durchführungen für die Schrauben oder Bolzen sind vorzugsweise randständig und möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet, um bei einer Verschraubung eine gleichmäßige Kraftverteilung zu erreichen. Durch die kompakte Bauform des Plattenwärmeübertragers bleiben die gebildeten Kanäle auch bei äußeren Krafteinwirkungen, wie sie bei einer Verschraubung auftreten können, dicht und formstabil.
  • Die Kanal bildenden Ausnehmungen können eine Form aufweisen, welche zumindest einen Kanal mit einem zumindest abschnittsweise mäanderförmigen Verlauf ausbilden. Diesbezüglich kann auch eine Kanalstruktur vorgesehen sein, bei welcher mehrere nebeneinander verlaufende Einzelkanäle einen zumindest abschnittsweise mäanderförmigen Verlauf aufweisen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers können die Deckelplatten, die ersten und zweiten Kanalplattenstapel und die dazwischen angeordneten Trennplatten eine im Wesentlichen kreisrunde Grundform aufweisen, wobei die Fluidanschlüsse für das erste Fluid und/oder für das zweite Fluid am radialen Umfang des Plattenwärmeübertragers ausgebildet sind. Bei dieser Ausgestaltung weist der Plattenwärmeübertrager eine zylindrische Form auf, wobei die Fluidanschlüsse für ein erstes Fluid an einem, am Umfang der zylindrischen Form herausragenden, Vorsprung ausgebildet sind. Die Fluidanschlüsse für ein zweites Fluid können dabei in den Deckelplatten ausgebildet sein. Ein erster Fluidanschluss kann als Fluideinlass für das erste Fluid in einem ersten Deckelelement ausgebildet sein, wobei ein zweiter Fluidanschluss als Fluidauslass für das erstes Fluid in einem zweiten Deckelelement ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers eignet sich insbesondere für eine Integration in einen Kältemittelverdichter in einem Kältemittelkreislauf.
  • Der erfindungsgemäße Plattenwärmeübertrager ermöglicht eine Anordnung zur parallelen oder seriellen Durchströmung der Fluide durch mehrere Kanalplattenstapel. So können die ersten Kanalplattenstapel und davon fluidisch getrennt die zweiten Kanalplattenstapel seriell oder parallel fluidisch verbunden sein.
  • Durch die Erfindung wird ein hochdruckfester und kompakter Plattenwärmeübertrager mit geringem Gewicht bereitgestellt. Filigrane Kanalstrukturen in robusten stanzgerechten Kanalplatten, welche zu Kanalplattenstapeln angeordnet sind, ermöglichen hohe Wärmeübertragungsleistungen bei gleichzeitig geringen Produktionskosten.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung des vorstehend beschriebenen Plattenwärmeübertragers in einem Kältemittelkreislauf mit dem Kältemittel R744.
  • Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung des Plattenwärmeübertragers als integrierter Gaskühler in einem Kältemittelverdichter, speziell in einem Kältemittelverdichter eines Fahrzeugs. Dabei kann der Plattenwärmeübertrager die Funktion eines inneren Wärmeübertragers bei einer mehrstufigen Verdichtung übernehmen. Gemäß dieser Verwendung des Plattenwärmeübertragers kann der Plattenwärmeübertrager nach einer Verdichtungsstufe angeordnet mit dem Kältemittelverdichter verschraubt sein, so dass sich der Plattenwärmeübertrager an der Kältemittelauslassseite des Kältemittelverdichters befindet.
  • Der erfindungsgemäße Plattenwärmeübertrager weist noch weitere Vorteile auf. So werden durch das innere Zusatzvolumen des Plattenwärmeübertragers nach der Verdichtungsstufe in einem Kältemittelverdichter die Pulsationen auf der Kältemittelauslassseite des Kältemittelverdichters gedämpft und dadurch eine reduzierte Geräuschemission des Kältemittelverdichters im Fahrzeug erreicht. Zusätzlich zur vorhandenen Pulsationsdämpfung durch das Innenvolumen des Plattenwärmeübertragers ist die Innenstruktur der Kanal bildenden Ausnehmungen mit den Stabilisierungsstegen so ausgebildet, dass die Pulsationen in den parallelen Einzelkanälen aufgrund der unterschiedlichen Lauflängen destruktiv interferieren und so zu einer Reduktion von durch den Kältemittelverdichter erzeugten Pulsationen führen. Auch dies führt zu einer Reduktion der Geräuschemission des Kältemittelverdichters. Der erfindungsgemäße Plattenwärmeübertrager kann daher zusätzlich als Muffler verwendet werden. Somit ist bei einer Verwendung des Plattenwärmeübertragers in einem Kältemittelkreislauf, beispielsweise in der Verwendung als integrierter Gaskühler in einem Kältemittelverdichter, speziell in einem Kältemittelverdichter eines Fahrzeugs, ein zusätzlicher Muffler nicht erforderlich, da eine Dämpfung und Verringerung der Geräuschemission von dem Plattenwärmeübertrager gewährleistet werden kann. Der Plattenwärmeübertrager ist somit als Muffler in Klimatisierungssystemen mit Kältemittelverdichter einsetzbar.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fign. 1a - 1 d:
    schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels von Kanalplatten eines Plattenwärmeübertragers gemäß der Erfindung,
    Fign. 2a - 2d:
    schematische Darstellungen eines Ausgestaltungsbeispiels eines Plattenwärmeübertragers gemäß der Erfindung,
    Fign. 3a - 3d:
    schematische Darstellungen von Kanalplatten einer Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers,
    Fig. 3e:
    eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung einer Kanalplatte des Plattenwärmeübertragers,
    Fign. 4a - 4d:
    schematische Detaildarstellungen von Kanalplattenstapeln des Plattenwärmeübertragers,
    Fig. 4e:
    schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels des Plattenwärmeübertragers mit Blick auf eine Trennplatte,
    Fign. 5a und 5b:
    schematische Darstellungen einer Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers in einer zusammengesetzten Form und
    Fig. 6:
    eine Explosionsdarstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers.
  • Wiederkehrende Merkmale sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennnzeichnet.
  • Die Figuren 1a bis 1d zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels von Kanalplatten eines Plattenwärmeübertragers gemäß der Erfindung. Dabei zeigt die Figur 1a eine perspektivische Ansicht von zwei aus Aluminium gebildeten Kanalplatten 1.1 und 1.2, welche zu einem ersten Kanalplattenstapel 1 übereinander gestapelt sind. Beide Kanalplatten 1.1 und 1.2 weisen korrespondierende Kanal bildende Ausnehmungen 3 auf, welche innerhalb des ersten Kanalplattenstapels 1 drei nebeneinander beabstandet mäanderförmig verlaufende Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 bilden. In der Ebene korrespondieren die Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 mit ersten Durchbrechungen 4. Die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 von beiden Kanalplatten 1.1 und 1.2 weisen entlang des Verlaufs der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 jeweils quer zu den Einzelkanälen 3.1, 3.2 und 3.3 orientierte Stabilisierungsstege 5 auf. Entlang des Verlaufs einer einen Kanal bildenden Ausnehmung 3 der Kanalplatte 1.1 sind drei Stabilisierungsstege 5 ausgebildet, wobei entlang des Verlaufs einer einen Kanal bildenden Ausnehmung 3 der Kanalplatte 1.2 zwei Stabilisierungsstege 5 ausgebildet sind. Dabei sind die Stabilisierungsstege 5 von korrespondierenden Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatte 1.1 und der Kanalplatte 1.2 entlang des Verlaufs der gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 versetzt angeordnet. Indem die Stabilisierungsstege 5 der aufeinander gestapelten Kanalplatten 1.1 und 1.2 versetzt angeordnet sind, ist ein Fluiddurchfluss durch die gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 gewährleistet. Die Stabilisierungsstege 5 stellen jeweils eine Unterbrechung des Verlaufs der Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 1.1 und 1.2 dar.
  • Die Kanalplatten 1.1 und 1.2 weisen weiterhin korrespondierende zweite Durchbrechungen 6 auf, welche zur fluidischen Verbindung von zweiten Kanalplattenstapeln 2 dienen, welche in der Darstellung nicht gezeigt sind.
  • Die Figur 1b zeigt einen Detailausschnitt der Figur 1a. Dem Detailausschnitt ist zu entnehmen, dass die die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 stabilisierenden Stabilisierungsstege 5 der aufeinander gestapelten Kanalplatten 1.1 und 1.2 an unterschiedlichen Positionen im Verlauf der gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 angeordnet sind. Im Verlauf der gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 sind die Stabilisierungsstege 5 somit versetzt angeordnet. An den Positionen, an welchen die gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 einen Stabilisierungssteg 5 aufweisen, ist eine Kanalhöhe des betreffenden Einzelkanals 3.1, 3.2 oder 3.3 gleich der Dicke der aus Aluminium gebildeten Kanalplatte 1.1 oder 1.2. Im gezeigten Beispiel weisen die Kanalplatten eine Dicke von 0,8 mm auf, so dass die Kanalhöhe in Bereichen, in welchen sich kein Stabilisierungssteg 5 befindet, 1,6 mm beträgt. An den Positionen, an denen die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 einen Stabilisierungssteg 5 aufweisen, beträgt die Kanalhöhe demzufolge 0,8 mm. Die Breite der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 beträgt 3 mm, wobei die quer zu den Einzelkanälen 3.1, 3.2 und 3.3 orientierten Stabilisierungsstege 5 ebenfalls eine Breite von 3 mm aufweisen. Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 eine unterschiedliche Breite aufweisen. Dabei können auch die Stabilisierungsstege 5 an die Breite der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 angepasst sein und von benachbarten Einzelkanälen somit eine unterschiedliche Breite aufweisen.
  • Die Figur 1c zeigt die aus Aluminium gebildete Kanalplatte 1.1 des ersten Kanalplattenstapels (Figur 1a) separat mit den darin ausgebildeten Kanal bildenden Ausnehmungen 3, den ersten Durchbrechungen 4 und den zweiten Durchbrechungen 6. Die drei Kanal bildenden Ausnehmungen 3 weisen eine länglich gleichmäßig nebeneinander beabstandet mäanderförmig verlaufende Geometrie auf, welche an drei Positionen durch die Stabilisierungsstege 5 unterbrochen sind. Aufgrund der Stabilisierungsstege 5 können die filigranen Strukturen der Kanal bildenden Ausnehmungen 3 vereinfacht gestanzt werden. Weiterhin verleihen die Stabilisierungsstege 5 der gesamten Kanal bildenden Struktur eine verbesserte Stabilität, wodurch die Handhabung der Kanalplatte 1.1 verbessert wird.
  • Die Figur 1d zeigt die aus Aluminium gebildete Kanalplatte 1.2 des ersten Kanalplattenstapels (Figur 1a) separat mit den darin ausgebildeten Kanal bildenden Ausnehmungen 3, den ersten Durchbrechungen 4 und den zweiten Durchbrechungen 6, welche mit den in der Kanalplatte 1.1 ausgebildeten ersten Durchbrechungen 4 und zweiten Durchbrechungen 6 korrespondieren. Die ersten Durchbrechungen 4 dienen als Kanalstapel-Einlass beziehungsweise Kanalstapel-Auslass für das erste Fluid.
  • Die Figuren 2a bis 2d zeigen schematische Darstellungen eines Ausgestaltungsbeispiels eines Plattenwärmeübertragers 7 gemäß der Erfindung. Dabei zeigen die Figuren 2a bis 2d jeweils eine perspektivische Draufsichtdarstellung.
  • Die Figur 2a zeigt den Plattenwärmeübertrager 7 in zusammengesetztem Zustand, wobei erste Kanalplattenstapel 1 für ein erstes Fluid und zweite Kanalplattenstapel 2 für ein zweites Fluid abwechselnd mit dazwischen angeordneten Trennplatten 8 zur Trennung gegenüberliegender Kanäle zwischen zwei Deckelplatten 9.1 und 9.2 gestapelt sind. Die ersten Kanalplattenstapel 1, die zweiten Kanalplattenstapel 2, die Trennplatten 8 und die Deckelplatten 9.1 und 9.2 sind dabei aus Aluminium gebildet und fluiddicht miteinander verlötet. Die obere Deckelplatte 9.1 weist erste Durchbrechungen 4 auf, welche mit den in den ersten und zweiten Kanalplattenstapeln 1 und 2 ausgebildeten ersten Durchbrechungen 4 korrespondieren. Weiterhin weist die Deckelplatte 9.1 zwei zweite Durchbrechungen 6 auf, welche mit den in den ersten und zweiten Kanalplattenstapeln 1 und 2 ausgebildeten zweiten Durchbrechungen 6 korrespondieren. Die ersten Durchbrechungen 4 dienen als Fluidanschlüsse für das erste Fluid, wobei die zweiten Durchbrechungen 6 Fluidanschlüsse für das zweite Fluid bilden. Aufgrund der gestapelten Anordnung bilden die ersten Durchbrechungen 4 einen Verteilerkanal für das erste Fluid in die Plattenebenen der ersten Kanalplattenstapel 1, so dass das erste Fluid in die jeweiligen Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 gelangen kann, bevor es in einen von den ersten Durchbrechungen 4 an der diagonal gegenüberliegenden Seite des Plattenwärmeübertragers 7 gebildeten Sammelkanal mündet. In der gestapelten Anordnung sind die ersten Kanalplattenstapel 1 somit durch die korrespondierenden ersten Durchbrechungen 4 miteinander verbunden, so dass ein erster Strömungspfad für das erste Fluid ausgebildet ist. Die korrespondierenden zweiten Durchbrechungen 6 verbinden die zweiten Kanalplattenstapel 2 miteinander, so dass ein von dem ersten Strömungspfad für das erste Fluid getrennter zweiter Strömungspfad für das zweite Fluid ausgebildet ist. Dabei bilden die zweiten Durchbrechungen 6 einen Verteilerkanal für das zweite Fluid in die Plattenebenen der zweiten Kanalplattenstapel 2 (siehe Figur 2d), so dass das zweite Fluid in die jeweiligen Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 der zweiten Kanalplattenstapel 2 gelangen kann, bevor es in einen von den zweiten Durchbrechungen 6 an der diagonal gegenüberliegenden Seite des Plattenwärmeübertragers 7 gebildeten Sammelkanal mündet. Im Beispiel weist der Plattenwärmeübertrager 7 eine im wesentlichen rechteckige Grundform auf.
  • Die Figur 2b zeigt den in Figur 2a dargestellten Plattenwärmeübertrager 7, wobei die obere Deckelplatte 9.1 weggelassen ist, so dass ein Blick auf einen der ersten Kanalplattenstapel 1 ermöglicht ist. Der zu sehende erste Kanalplattenstapel 1 entspricht der Ausgestaltung des in Figur 1a gezeigten Kanalplattenstapels 1, welcher aus den beiden gestapelten Kanalplatten 1.1 und 1.2 (siehe Figuren 1a bis 1d) ausgebildet ist. Während die weggelassene obere Deckelplatte 9.1 die obere Begrenzung der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 bildet beziehungsweise die Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 abdeckt, ist die untere Begrenzung beziehungsweise Abdeckung der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 durch die Trennplatte 8 gewährleistet. Die Trennplatte 8 trennt aufeinanderfolgende erste und zweite Kanalplattenstapel 1 und 2. Die durch die Stabilisierungsstege 5 reduzierte Kanalhöhe innerhalb der Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 trägt vorteilhaft zu einer lokalen Beschleunigung des durchströmenden Fluids bei, wodurch Turbulenzen erzeugt werden, welche eine Wärmeübertragung begünstigen. Durch die Anzahl und die Länge der Stabilisierungsstege 5 kann die Fluidverteilung in den parallelen Einzelkanälen beeinflusst werden.
  • Die Figur 2c zeigt den in Figur 2b dargestellten Plattenwärmeübertrager 7. Bei dieser Darstellung ist ein Blick auf eine die ersten und zweiten Kanalplattenstapel 1 und 2 trennende Trennplatte 8 ermöglicht. In der gezeigten Darstellung deckt die Trennplatte 8 einen zweiten Kanalplattenstapel 2 ab. Die aus Aluminium ausgebildete Trennplatte 8 weist die korrespondierenden ersten Durchbrechungen 4 und zweiten Durchbrechungen 6 auf.
  • Die Figur 2d zeigt ebenfalls den in Figur 2a bis 2c dargestellten Plattenwärmeübertrager 7, wobei ein Blick auf den zweiten Kanalplattenstapel 2 ermöglicht ist. Der zweite Kanalplattenstapel 2 besteht ebenfalls aus aufeinander gestapelten Kanalplatten 2.1 und 2.2. Die Kanalplatten 2.1 und 2.2 des zweiten Kanalplattenstapels 2 sind gegenüber den Kanalplatten 1.1 und 1.2 des ersten Kanalplattenstapels 1 spiegelbildlich ausgebildet. Die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 beider Kanalplatten 2.1 und 2.2 weisen Stabilisierungsstege 5 auf, wobei die gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 mit den zweiten Durchbrechungen 6 korrespondieren. Die gebildeten Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 dienen zum Durchleiten des zweiten Fluids. Weiterhin weist der zweite Kanalplattenstapel 2 erste Durchbrechungen 4 auf, welche eine Durchleitung des ersten Fluids ermöglichen. Der Kanalplattenstapel 2 liegt mit der Kanalplatte 1.2 auf einer Trennplatte 8 auf, welche die untere Begrenzung für die Einzelkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 bildet.
  • Die Figuren 3a bis 3d zeigen schematische Darstellungen von Kanalplatten 1.1, 1.2 sowie 2.1 und 2.2 einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers 7, welcher als integrierter Gaskühler zur Verschraubung mit einem Verdichter vorgesehen ist. Die in den Figuren 3a bis 3d gezeigten Kanalplatten 1.1, 1.2 sowie 2.1 und 2.2 sind aus Aluminium ausgebildet und weisen jeweils eine im wesentlichen kreisrunde Form auf, an deren äußeren Umfang ein Vorsprung 9 ausgebildet ist, wobei im Vorsprung 9 nach innen weisende zweite Durchbrechungen 6 zum Durchleiten des zweiten Fluids ausgebildet sind. Die Figur 3a zeigt eine Kanalplatte 1.1 eines ersten Kanalplattenstapels 1, wobei die Figur 3b eine weitere Kanalplatte 1.2 eines ersten Kanalplattenstapels 1 zeigt. Beide Kanalplatten 1.1 und 1.2 weisen korrespondierende Kanal bildende Ausnehmungen 3 auf. Die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 von beiden Kanalplatten 1.1 und 1.2 weisen entlang ihres Verlaufs jeweils quer orientierte Stabilisierungsstege 5 auf. Dabei sind die Positionen der Stabilisierungsstege 5 in den ansonsten korrespondierenden Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 1.1 und 1.2 ungleich, so dass die Stabilisierungsstege 5 der gestapelten Kanalplatten 1.1 und 1.2 in den resultierenden Einzelkanälen 3.1 bis 3.7 (siehe Figuren 4a und 4c) versetzt angeordnet sind. Im Zentrum der Kanalplatten 1.1 und 1.2 befinden sich eine zentrale erste Durchbrechung 4.1 und mehrere kleinere radial beabstandet angeordnete weitere erste Durchbrechungen 4.2. Die ersten Durchbrechungen 4.1 und 4.2 dienen zum Durchleiten des ersten Fluids. Die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 weisen einen Abschnitt mit einem mäanderförmigen Verlauf auf.
  • Die Figur 3c zeigt eine Kanalplatte 2.1 eines zweiten Kanalplattenstapels 2 (siehe Figur 5), wobei die Figur 3d eine weitere Kanalplatte 2.2 eines zweiten Kanalplattenstapels 2 zeigt. Beide Kanalplatten 2.1 und 2.2 weisen korrespondierende Kanal bildende Ausnehmungen 3 auf. Die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 sind geometrisch anders ausgestaltet als die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 1.1 und 1.2. So sind die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 2.1 und 2.2 ringförmig voneinander beabstandet angeordnet, wobei jede ringförmig ausgebildete Kanal bildende Ausnehmung 3 entlang ihres Verlaufs jeweils mehrere quer orientierte Stabilisierungsstege 5 aufweist. Dabei liegen die Stabilisierungsstege 5 jeweils auf einer Radialen. Aufgrund der Stabilisierungsstege 5 sind die ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 2.1 und 2.2 unterbrochen, so dass die Kanal bildenden Ausnehmungen 3 jeweils aus mehreren Kreisringabschnitten gebildet sind, welche konzentrisch um die erste Durchbrechung 4.1 angeordnet sind. Die Positionen der Stabilisierungsstege 5 in den Kanal bildenden Ausnehmungen 3 der Kanalplatten 2.1 und 2.2 sind dabei ungleich, so dass die Stabilisierungsstege 5 der gestapelten Kanalplatten 2.1 und 2.2 in den resultierenden Einzelkanälen 3.1 bis 3.7 (siehe Figuren 4a und 4c) für das zweite Fluid versetzt angeordnet sind, was den Durchfluss des zweiten Fluids ermöglicht. Im Zentrum der Kanalplatten 2.1 und 2.2 befinden sich eine zentrale erste Durchbrechung 4.1 und mehrere kleinere radial beabstandet angeordnete weitere erste Durchbrechungen 4.2. Diese ersten Durchbrechungen 4.1 sowie 4.2 korrespondieren jeweils mit den ersten Durchbrechungen 4.1 sowie 4.2 der Kanalplatten 2.1 und 2.2 und dienen zum Durchleiten des ersten Fluids.
  • Die einzelnen Kanalplatten 1.1, 1.2 sowie 2.1 und 2.2 der Figuren 3a bis 3d weisen jeweils vierzehn Durchführungen 13 für Schrauben oder Bolzen auf, welche im gestapelten Zustand so miteinander korrespondieren, dass der zusammengesetzte Plattenwärmeübertrager 7 (siehe Figuren 5a uns 5b) mittels durch die Durchführungen 13 hindurchgeführten Schrauben oder Bolzen mit einem Kältemittelverdichter verschraubbar ist. Die Durchführungen 13 sind jeweils im gleichen Abstand zu der in der Mitte ausgebildeten ersten Durchbrechung 4.2 angeordnet. Demzufolge weisen die Trennplatten 8 und die Deckelplatten 9.1 und 9.2 ebenfalls entsprechend korrespondierende Durchführungen 13 auf, wie in den Figuren 5a, 5b und 6 ersichtlich ist.
  • Die Figur 3e zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung einer Kanalplatte zur Ausbildung eines ersten Kanalplattenstapels 1 oder eines zweiten Kanalplattenstapels 2. Nach dieser bevorzugten Konzeption der Kanalplatte sind mehrere der Kanal bildenden Ausnehmungen 3 ringförmig konzentrisch ausgebildet, wobei die Stabilisierungsstege 5 von benachbarten ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen 3 dieser Kanalplattenausgestaltung radial versetzt sind. Anders als bei den in den Figuren 3c und 3d gezeigten Ausgestaltungen der Kanalplatten 2.1 und 2.2 liegen die Stabilisierungsstege 5 von benachbarten ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen 3 radial somit nicht auf einer Linie. Die Positionen der Stabilisierungsstege 5 in den ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen 3 von gestapelten Kanalplatten dieser Ausgestaltung sind dabei ebenfalls ungleich, so dass die Stabilisierungsstege 5 der gestapelten Kanalplatten in den resultierenden Einzelkanälen versetzt angeordnet sind, was den Durchfluss eines Fluids ermöglicht. Weiter im Unterschied zu den in den Figuren 3c und 3d gezeigten Ausgestaltungen befinden sich in der Mitte der Kanalplatte 2.1 zwei halbmondförmige erste Durchbrechungen 4.1 und 4.2, welche durch einen Steg 4.3 voneinander getrennt sind. Gemäß der Konzeption der Erfindung sind auch diese Kanalplatten zu ersten Kanalplattenstapeln 1 und zweiten Kanalplattenstapeln 2 mit dazwischen angeordneten Trennplatten 8 gestapelt anordenbar, wobei die halbmondförmigen Durchbrechungen 4.1 und 4.2 jeweils so miteinander korrespondieren, dass die ersten Durchbrechungen 4.1 einen Verteilerkanal zur Verteilung des ersten Fluids in die einzelnen Plattenebenen der ersten Kanalplattenstapel 1 des Plattenwärmeübertragers 7 bilden, wobei die ersten Durchbrechungen 4.2 einen Sammelkanal für das aus den einzelnen ersten Kanalplattenstapel 1 des Plattenwärmeübertragers 7 zurückströmende erste Fluid bilden. Diese Ausgestaltung weist ebenfalls vierzehn Durchführungen 13 für Schrauben oder Bolzen auf, um eine Verschraubung zu ermöglichen.
  • Die Figuren 4a bis 4d zeigen schematische Detaildarstellungen von Kanalplattenstapeln 1 und 2 des Plattenwärmeübertragers 7. Dabei zeigt die Figur 4a mehrere abwechselnd gestapelte erste und zweite Kanalplattenstapel 1 und 2, welche von Trennplatten 8 fluidisch voneinander getrennt sind. Die Darstellung der Figur 4a ermöglicht einen Blick auf einen ersten Kanalplattenstapel 1, welcher mit einer Kanalplatte 1.1 (Figur 3a) und einer Kanalpatte 1.2 (Figur 3b) ausgebildet ist. Die Figur 4b zeigt eine Detaildarstellung des aus den Kanalplatten 1.1 und 1.2 gebildeten ersten Kanalplattenstapels 1, in welchem die Einzelkanäle 3.1 bis 3.7 für das erste Fluid ausgebildet sind. Die Pfeile 10 kennzeichnen den Strömungsverlauf des ersten Fluids durch den von den Kanal bildenden Durchbrechungen 3 zwischen den ersten Durchbrechungen 4.1 und 4.2 gebildeten Einzelkanälen 3.1 bis 3.7. Der gebildete Stapel des Plattenwärmeübertragers weist die mehreren Durchführungen 13 für Schrauben oder Bolzen auf. Die Durchführungen 13 sind auch in den nachfolgenden Figuren jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die Figur 4c zeigt mehrere abwechselnd gestapelte erste und zweite Kanalplattenstapel 1 und 2, welche von Trennplatten 8 fluidisch voneinander getrennt sind. Die Darstellung der Figur 4c ermöglicht einen Blick auf einen zweiten Kanalplattenstapel 2, welcher mit einer Kanalplatte 2.1 (Figur 3c) und einer Kanalpatte 2.2 (Figur 3d) ausgebildet ist. Die Figur 4d zeigt eine Detaildarstellung des aus den Kanalplatten 2.1 und 2.2 gebildeten zweiten Kanalplattenstapels 2. Die Pfeile 11 kennzeichnen den Strömungsverlauf des zweiten Fluids durch den von den Kanal bildenden Durchbrechungen 3 zwischen den zweiten Durchbrechungen 6 gebildeten Einzelkanälen 3.1 bis 3.7.
  • Die Figur 4e zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels des Plattenwärmeübertragers 7 mit Blick auf eine Trennplatte 8, von welcher mehrere in einem Stapel mit ersten und zweiten Kanalplattenstapeln 1 und 2 jeweils zwischen ersten und zweiten Kanalplattenstapeln 1 und 2 angeordnet ist. Die Trennplatte 8 weist erste Durchbrechungen 4.1 und 4.2 und zweite Durchbrechungen 6 auf. Die ersten Durchbrechungen 4.1 und 4.2 und die zweiten Durchbrechungen 6 korrespondieren jeweils mit in den Kanalplattenstapeln 1 und 2 beziehungsweise mit den in den jeweiligen Kanalplatten 1.1, 1.2 sowie 2.1 und 2.2 ausgebildeten ersten Durchbrechungen 4.1 und 4.2 und zweiten Durchbrechungen 6.
  • Die Figuren 5a und 5b zeigen schematische Darstellungen einer Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers 7 in einer zusammengesetzten Form, wobei die einzelnen Platten miteinander verlötet sind. Mit der Figur 5a ist eine Ansicht auf die Deckelplatte 9.1 des Plattenwärmeübertragers 7 dargestellt. Die Kanalplattenstapel 1 und 2 sind abwechselnd mit dazwischen angeordneten Trennplatten 8 übereinandergestapelt. Die Trennplatten 8 weisen jeweils erste Durchbrechungen 4.1 und 4.2 und zweite Durchbrechungen 6 (verdeckt) auf, welche jeweils mit den in den ersten und zweiten Kanalstapeln 1 und 2 ausgebildeten ersten Durchbrechungen 4.1 und 4.2 sowie zweiten Durchbrechungen 6 korrespondieren. Die gestapelte Anordnung der ersten und zweiten Kanalplattenstapel 1 und 2 wird von den Deckelplatten 9.1 und 9.2 begrenzt. Die Deckelplatte 9.1 weist mehrere erste Durchbrechungen 4.2 auf, welche als Fluidauslass für das erste Fluid dienen. Die zweiten Durchbrechungen 6, welche in dem Vorsprung 9 der Deckelplatte 9.1 ausgebildet sind, weisen Fluidanschlüsse 12.1 und 12.2 für das zweite Fluid auf. Dabei dient der Fluidanschluss 12.1 als Fluideinlass und der Fluidanschluss 12.2 als Fluidauslass für das zweite Fluid. Diese Ausgestaltung des Plattenwärmeübertragers 7 eignet sich für eine Anwendung als integrierter fluidgekühlter Gaskühler eines Kältemittelverdichters. Bei einer entsprechenden Anwendung handelt es sich bei dem ersten Fluid um ein Kältemittel, beispielsweise R744, wobei als zweites Fluid ein Kühlmittel, wie beispielsweise ein Wasser-Glykol-Gemisch, eingesetzt wird.
  • Mit der Figur 5b ist die Unterseite des in Figur 5a gezeigten Plattenwärmeübertragers 7 dargestellt, so dass ein Blick auf die Deckelplatte 9.2 gegeben ist. In der Mitte der Deckelplatte 9.2 befindet sich eine zentrale erste Durchbrechung 4.1, welche mit den in den Kanalplatten 1.1, 1.2, 2.1 und 2.2 der Kanalplattenstapel 1 und 2 ausgebildeten zentralen ersten Durchbrechungen 4.1 korrespondieren. Diese zentrale erste Durchbrechung 4.1 dient als Fluideinlass für das erste Fluid, wobei es sich um das Kältemittel R744 handeln kann.
  • Die Figur 6 zeigt eine Explosionsdarstellung zur näheren Erläuterung der Ausgestaltung eines wie in den Figuren 4 und 5 beschriebenen Plattenwärmeübertragers 7. Ein Plattenwärmeübertrager 7 dieser Ausgestaltung eignet sich insbesondere für eine Integration als interner Wärmeübertrager beziehungsweise integrierter Gaskühler in einen Kältemittelverdichter. Gemäß dieser Ausgestaltung sind zwei Kanalplatten 1.1 gemäß der Figur 3a und 1.2 gemäß der Figur 3b zu einem ersten Kanalplattenstapel 1 angeordnet, wobei zweit weitere Kanalplatten 2.1 gemäß Figur 3c und 2.2 gemäß Figur 3d zu einem zweiten Kanalplattenstapel 2 angeordnet sind. Der erste Kanalplattenstapel 1 und der zweite Kanalplattenstapel 2 sind zwischen zwei Deckelplatten 9.1 und 9.2 von einer Trennplatte 8 getrennt so angeordnet, dass die in den ersten und zweiten Kanalplattenstapeln 1 und 2 ausgebildeten gegenüberliegenden Kanäle voneinander getrennt und abgedeckt sind. In der Deckelplatte 9.2 ist eine als Fluideinlass für das erste Fluid vorgesehene zentrale erste Durchbrechung 4.1 ausgebildet, wobei die gegenüberliegende Deckelplatte 9.1 sieben als Fluidauslässe für das erste Fluid vorgesehene erste Durchbrechungen 4.2 aufweist. Die Fluidanschlüsse 12.1 und 12.2, welche in den Vorsprung 9 eingesteckt und verlötet werden, sind den zweiten Durchbrechungen 6 für das zweite Fluid zugeordnet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    erster Kanalplattenstapel
    1.1
    Kanalplatte
    1.2
    Kanalplatte
    2
    zweiter Kanalplattenstapel
    2.1
    Kanalplatte
    2.2
    Kanalplatte
    3
    Kanal bildende Ausnehmung
    3.1 - 3.7
    Kanal / Einzelkanal
    4, 4.1, 4.2
    erste Durchbrechung
    4.3
    Steg
    5
    Stabilisierungssteg
    6
    zweite Durchbrechungen
    7
    Plattenwärmeübertrager
    8
    Trennplatten
    9
    Vorsprung
    9.1
    Deckelplatte
    9.2
    Deckelplatte
    10
    Pfeile
    11
    Pfeile
    12.1
    Fluidanschluss
    12.2
    Fluidanschluss
    13
    Durchführungen

Claims (20)

  1. Plattenwärmeübertrager (7) für einen Kältemittelkreislauf, speziell für einen Kältemittelkreislauf in einem Fahrzeug, aufweisend Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) mit Kanal bildenden Ausnehmungen (3), von welchen jeweils mindestens zwei Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) unter Ausbildung mindestens eines Kanals (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) zu Kanalplattenstapeln (1, 2) angeordnet sind, wobei erste Kanalplattenstapel (1) für ein erstes Fluid und zweite Kanalplattenstapel (2) für ein zweites Fluid abwechselnd mit dazwischen angeordneten Trennplatten (8) zur Trennung gegenüberliegender Kanäle (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) zwischen zwei Deckelplatten (9.1, 9.2) gestapelt sind, von welchen mindestens eine Deckelplatte (9.1, 9.2) Fluidanschlüsse für das erste und/oder das zweite Fluid aufweist, wobei die Kanal bildende Ausnehmung (3) jeweils mindestens einer Kanalplatte (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) der ersten und zweiten Kanalplattenstapel (1, 2) zumindest einen quer zum Kanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) orientierten Stabilisierungssteg (5) aufweist.
  2. Plattenwärmeübertrager (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) aus Aluminium gebildet sind.
  3. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennplatten (8) und/oder die Deckelplatten (9.1, 9.2) eine größere Materialdicke als die Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) der ersten und zweiten Kanalplattenstapel (1, 2) aufweisen.
  4. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Kanalplattenstapel (1, 2) mit jeweils mehreren gestapelten Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) gebildet sind, wobei jeweils jede zweite Kanalplatte (1.2, 2.2) zumindest einen quer zum Kanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) orientierten Stabilisierungssteg (5) aufweist.
  5. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kanalplatte (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) der ersten Kanalplattenstapel (1) und der zweiten Kanalplattenstapel (2) einen quer zu dem mindestens einen Kanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) orientierten Stabilisierungssteg (5) aufweist, wobei die Stabilisierungsstege (5) von übereinander gestapelten Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) entlang des Verlaufs des mindestens einen Kanals (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) versetzt angeordnet sind.
  6. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stabilisierungssteg (5) der Kanal bildenden Ausnehmung (3) einer Kanalplatte (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) eine Breite aufweist, welche zumindest der Breite des gebildeten Kanals (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) entspricht.
  7. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) jeweils mehrere Kanal bildende Ausnehmungen (3) aufweisen, welche jeweils eine Kanalstruktur mit mehreren Einzelkanälen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) bilden, wobei jeder Einzelkanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) zumindest einen quer zum Einzelkanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) orientierten Stabilisierungssteg (5) aufweist.
  8. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkanäle (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) der Kanalstruktur beabstandet parallel sind.
  9. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Kanal bildenden Ausnehmungen (3) ringförmig konzentrisch angeordnet sind, wobei die Stabilisierungsstege (5) von benachbarten ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen (3) radial versetzt sind.
  10. Plattenwärmeübertrager (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der ringförmigen Kanal bildenden Ausnehmungen (3) von außen nach innen abnimmt.
  11. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2), die Trennplatten (8) und die Deckelplatten (9.1, 9.2) jeweils mehrere korrespondierende Durchführungen (13) für Schrauben oder Bolzen aufweisen.
  12. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanal bildenden Ausnehmungen (3) eine Form aufweisen, welche zumindest einen Kanal (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7) mit einem zumindest abschnittsweise mäanderförmigen Verlauf ausbilden.
  13. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelplatten (9.1, 9.2), die ersten und zweiten Kanalplattenstapel (1, 2) und die dazwischen angeordneten Trennplatten (8) eine im Wesentlichen kreisrunde Grundform aufweisen.
  14. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Durchbrechung (4.1) als ein Fluideinlass für das erste Fluid in dem Deckelelement (9.2) ausgebildet ist, wobei eine weitere erste Durchbrechung (4.2) als ein Fluidauslass für das erste Fluid in dem Deckelelement (9.1) ausgebildet ist.
  15. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanal bildenden Ausnehmungen (3) der Kanalplatten (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) durch Stanzenausgebildet sind.
  16. Plattenwärmeübertrager (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kanalplattenstapel (1) und davon fluidisch getrennt die zweiten Kanalplattenstapel (2) seriell oder parallel fluidisch verbunden sind.
  17. Verwendung des Plattenwärmeübertragers (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in einem Kältemittelkreislauf mit dem Kältemittel R744.
  18. Verwendung des Plattenwärmeübertragers (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als integrierter Gaskühler in einem Kältemittelverdichter, speziell in einem Kältemittelverdichter eines Fahrzeugs.
  19. Verwendung des Plattenwärmeübertragers (7) nach dem Anspruch 18, wobei der Plattenwärmeübertrager (7) nach einer Verdichtungsstufe angeordnet mit dem Kältemittelverdichter verschraubt ist.
  20. Verwendung des Plattenwärmeübertragers (7) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Plattenwärmeübertrager (7) als Muffler dient.
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