[0001] Die Erfindung betrifft eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit, und insbesondere eine
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug.
In bekannten Heiz-Kühl-Modulen für ein Kraftfahrzeug wird ein Kältemittel durch einen
Kältemittelkreislauf geführt, wobei dieser Kältemittelkreislauf üblicherweise wenigstens
einen Verdichter, einen Gaskühler, einen internen Wärmetauscher, ein Expansionsorgan,
einen Verdampfer und einen Sammler-Ausgleichsbehälter aufweist. Diese Komponenten
sind, üblicherweise in der genannten Reihenfolge, über Kältemittel leitende Rohrleitungen
verbunden, wobei dem Kältemittel im Kondensator/Gaskühler Wärme entzogen und im Verdampfer
Wärme zugeführt wird. Über diese Wärmetransfers wird mittelbar eine Temperierung des
Innenraums eines Kraftfahrzeugs, einer Batterie, eines Antriebsmotors oder einer Elektronik
des Kraftfahrzeuges vorgenommen.
Die
EP 1 990 221 A1 schlägt, aufbauend auf üblichen Heiz-Kühl-Modulen für ein Kraftfahrzeug, ein Heiz-Kühl-Modul
vor, bei dem ein Kondensator/Gaskühler, ein Verdampfer und ein innerer Wärmetauscher
so integriert sind, dass sie eine geschlossene Einheit bilden. Dadurch sollen geringere
Montagekosten realisiert werden und die Länge der verbauten Kältemittelrohre gesenkt
werden. Dabei werden solche Komponenten in eine geschlossene Einheit integriert, die
sehr unterschiedliche Temperaturen aufweisen,
FR 2 191 089 A1 offenbart eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit einem Sammler-Ausgleichsbehälter
zum Sammeln eines Kältemittels, einem Verdampfer und einem Gehäuse welches einen Innenraum
umschließt, wobei in diesem Innenraum der Sammler-Ausgleichsbehälter und der Verdampfer
angeordnet sind.
[0002] Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Aufbau eines Heiz-Kühl-Moduls
für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen, in dem geeignete Komponenten zu einer Einheit
zusammengefasst werden. Diese Aufgabe wird durch eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen dieser Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch
1 bietet den Vorteil, dass insbesondere diejenigen Bestandteile eines Heiz-Kühl-Moduls
für ein Kraftfahrzeug, welche ähnliche Temperaturen aufweisen, wenigstens teilweise
in einem von einem Gehäuse umschlossenen Gehäuse angeordnet sind. Dadurch ist es insbesondere
möglich, unerwünschte Wärmetransfers im Kältemittelkreislauf zu minimieren und das
Heiz-Kühl-Modul kleiner zu dimensionieren, wodurch Kosten- und Bauraumvorteile entstehen.
[0003] Im Folgenden wird die Erfindung in Bezug auf eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug beschrieben, insbesondere für ein elektrisch
oder mittels Hybridantrieb betriebenes Kraftfahrzeug. Die Erfindung ist aber auch
für ein Heiz-Kühl-Modul eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor anwendbar.
Ferner kann die Erfindung auch für Heiz-Kühl-Module bei stationären Anwendungen, insbesondere
Gebäuden, oder für Heiz-Kühl-Module bei anderen Anwendungen eingesetzt werden.
Es wird eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug
vorgeschlagen, aufweisend wenigstens einen Sammler-Ausgleichsbehälter, um ein Kältemittel
zu sammeln und einen Verdampfer, mittels welchem wenigstens ein Teil des Kältemittels
in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Dabei nimmt ein Gehäuse, welches aus
wenigstens zwei Gehäuseteilen besteht und welches einen Innenraum umschließt, wenigstens
den Sammler-Ausgleichsbehälter, den Verdampfer und ein Kühlmittel auf, wobei an diesem
Gehäuse ein Expansionsorgan angeordnet ist, über welches dem Verdampfer Kältemittel
zugeführt wird.
Unter einer Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung
zu verstehen, welche im Kältemittelkreislauf eines Heiz-Kühl-Moduls für ein Kraftfahrzeug
angeordnet ist. Im Kältemittelstrom ist die Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit zwischen
einem Gaskühlerauslass und einem Verdichtereinlass angeordnet. Eine erfindungsgemäße
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit weist wenigstens einen Sammler-Ausgleichsbehälter,
einen Verdampfer, ein Gehäuse und ein Expansionsorgan auf. Das wenigstens zwei lösbar
miteinander verbundene Gehäuseteile aufweisende Gehäuse ist dabei derart ausgebildet,
dass es einen Innenraum umschließt, in welchem der Sammler-Ausgleichsbehälter und
der Verdampfer angeordnet sind und welches ein Kühlmittel aufnimmt. Zwischen diesem
Kühlmittel und dem im Verdampfer geführten Kältemittel ist ein Wärmetransfer vorgesehen.
Dadurch ist im Gehäuse insbesondere die Funktionalität eines Wärmetauschers realisiert.
In diesem Wärmetauscher nimmt das über ein, am Gehäuse angeordnetes, Expansionsorgan
dem Verdampfer zugeführte Kältemittel Wärme vom Kühlmittel im Gehäuse auf. Nach Durchlaufen
des Verdampfers wird das Kältemittel in den Sammler-Ausgleichsbehälter geleitet und
sammelt sich innerhalb des Volumens, welches vom Sammler-Ausgleichsbehälter abgegrenzt
wird.
[0004] Unter einem Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug ist im Sinne der Erfindung ein
Kältemittelkreislauf zu verstehen, dem an verschiedenen, mindestens zwei, Stellen
Kälte oder Wärme entnommen werden kann, um insbesondere durch die Entnahme von Kälte
und/oder Wärme den Fahrzeugraum eines Kraftfahrzeugs zu temperieren. Das Heiz-Kühl-Modul
weist dabei vorzugsweise einen Gaskühler zur Entnahme von Wärme aus dem Kältemittelkreislauf,
einen Verdampfer zur Aufnahme von Wärme in den Kältemittelkreislauf, eine interne
Wärmetauschereinrichtung, ein Expansionsorgan, einen Sammler-Ausgleichsbehälter und
einen Verdichter sowie Leitungen, vorzugsweise Rohrleitungen, zur Führung von Kältemittel
zwischen den einzelnen Komponenten des Heiz-Kühl-Moduls auf. Zusätzlich weist ein
Heiz-Kühl-Modul im Sinne der Erfindung einen Kühlmittel-Kreislauf auf, mittels dessen
Wärme in das Kältemittel im Verdampfer des Heiz-Kühl-Moduls eingebracht werden kann.
[0005] Unter einem Sammler-Ausgleichsbehälter ist im Sinne der Erfindung ein Behälter zu
verstehen, mittels dem Kältemittel gesammelt werden kann, welches einem Volumen innerhalb
des Sammler-Ausgleichsbehälters zugeführt wird, wobei der Sammler-Ausgleichsbehälter
insbesondere dieses Volumen umschließt. Im Sammler-Ausgleichsbehälter liegt das Kältemittel
bevorzugt zu einem hohen Anteil gasförmig und einem niedrigen Anteil flüssig vor.
Der Sammler-Ausgleichsbehälter dient im Heiz-Kühl-Modul insbesondere als Reservoir
für Kältemittel und damit insbesondere zum Regeln der Druckverhältnisse im Heiz-Kühl-Modul
bei verschiedenen Betriebsbedingungen.
[0006] Unter einem Kältemittel im Sinne der Erfindung ist ein Medium zu verstehen, welches
geeignet ist, Wärme- und Kälteübergänge von diesem Kältemittel, vorzugsweise auf ein
Kühlmittel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit und/oder auf Luft aus der Umgebung
des Fahrzeuges und/oder dem Innenraum des Fahrzeuges, zu unterstützen. Bevorzugt sind
als Kältemittel solche Medien vorgesehen, die sich für eine Verwendung in Heiz-Kühl-Modulen
für ein Kraftfahrzeug eignen, insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO
2, R 744) oder Tetrafluorethan (R 134a).
[0007] Unter einem Verdampfer ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung einer Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
zu verstehen, mittels welcher wenigstens ein Teil des, in dem Verdampfer geführten,
Kältemittels aus einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Dem
Verdampfer wird dabei über ein Expansionsorgan sich entspannendes Kältemittel zugeführt,
wobei der Verdampfer bevorzugt eine Kältemittel führende Länge aufweist, welche um
ein Vielfaches höher ist als jedes der Außenabmaße des Verdampfers, wodurch er eine
große Oberfläche aufweist, die von einem Medium, insbesondere Kühlmittel, umgeben
ist. Bevorzugt wird der Verdampfer beziehungsweise dessen Kältemittel führende Elemente
von Kühlmittel umspült, welches höher temperiert ist als das Kältemittel, wobei dem
Kühlmittel Wärme entzogen wird, und gleichzeitig mit der dabei an das Kältemittel
übertragenen Energie wenigstens ein Teil des Kältemittels in einen gasförmigen Zustand
überführt wird. Das Kühlmittel wird dabei abgekühlt und bevorzugt dazu verwendet,
die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges zu kühlen, indem der Luft in dem Fahrgastraum
durch das gekühlte Kühlmittel Wärme entzogen wird. Ebenso kann das abgekühlte Kühlmittel
dazu verwendet werden, elektronische Bauteile oder Motorbauteile oder eine Antriebseinheit
aus Motor und Elektronik oder eine Batterie des Kraftfahrzeuges zu kühlen, indem dem
jeweils zu kühlenden Bauteil durch das gekühlte Kühlmittel Wärme entzogen wird.
[0008] Unter einem Kühlmittel im Sinne der Erfindung ist ein Medium zu verstehen, welches
geeignet ist, an einen Verdampfer Wärme an ein Kältemittel abzugeben, und gleichzeitig
geeignet ist, der Luft bevorzugt einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges, insbesondere
mittels einem hierfür geeigneten Wärmetauscher, Wärme zu entnehmen. Das Kühlmittel
ist im Sinne der Erfindung dabei im durch das Gehäuse der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
umschlossenen Innenraum aufgenommen und umspült den Verdampfer. Bevorzugt ist das
Kühlmittel ein wasserhaltiges Medium, besonders bevorzugt ein wasserbasiertes Medium,
insbesondere auch Wasser und/oder ein glykolhaltiges Medium, insbesondere Glykol.
[0009] Unter einem Gehäuse im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche
zumindest den Sammler-Ausgleichsbehälter und den Verdampfer der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
sowie ein Kühlmittel aufnimmt. Dabei umschließt das Gehäuse einen Innenraum, innerhalb
dessen der Sammler-Ausgleichsbehälter und der Verdampfer angeordnet sind. Dieser Innenraum
ist zumindest teilweise, bevorzugt im Wesentlichen vollständig mit Kühlmittel gefüllt.
An dem Gehäuse ist ein Expansionsorgan angeordnet. Darunter ist im Sinne der Erfindung
zu verstehen, dass ein Expansionsorgan in einer Ausnehmung dieses Gehäuses oder innerhalb
des durch das Gehäuse umschlossenen Innenraumes oder außerhalb am Gehäuse angeordnet
sein kann.
[0010] Unter einem Expansionsorgan ist im Sinne der Erfindung eine Verkleinerung des vom
Kältemittel zu passierenden Querschnitts in der Kältemittelleitung zu verstehen, an
der sich der Kältemittelstrom entspannen kann, wobei das Kältemittel vor dem Passieren
des Expansionsorgans mit höherer Massedichte und höherem Druck vorliegt, nach Durchlaufen
des Expansionsorgans mit niedrigerer Massedichte und niedrigerem Druck. Nach dem Passieren
des Expansionsorgans wird das Kältemittel in der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
dem Verdampfer zugeführt.
[0011] In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist der Verdampfer im Wesentlichen um den Sammler-Ausgleichsbehälter angeordnet. Dies
ermöglicht eine Bauraum sparende, gemeinsame Anordnung des Verdampfers und des Sammler-Ausgleichsbehälters
innerhalb des von den wenigstens zwei Gehäuseteilen umschlossenen Innenraums des Gehäuses
der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit. Die Anordnung des Verdampfers um den Sammler-Ausgleichsbehälter
erfolgt dabei insbesondere derart, dass eine möglichst große Oberfläche des Verdampfers
zur Umspülung durch das im Gehäuse befindliche Kühlmittel zur Verfügung steht, bevorzugt
indem die Länge der Kältemittel führenden Elemente des Verdampfers um ein Vielfaches
höher ausgebildet ist als jedes der Außenabmaße des Verdampfers.
[0012] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
weist der Gehäusedeckel mindestens eine Einlassausnehmung auf, durch die Kältemittel
in den, im durch das Gehäuse umschlossenen Innenraum angeordneten, Verdampfer einleitbar
ist, und mindestens eine Auslassausnehmung, durch die Kältemittel aus dem, im Innenraum
angeordneten, Sammler-Ausgleichsbehälter ausleitbar ist.
[0013] Diese Einlassausnehmung und diese Auslassausnehmung stellen vorzugsweise die Kältemittelschnittstellen
der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit zu denjenigen Komponenten des Heiz-Kühl-Moduls
für ein Kraftfahrzeug dar, die nicht Elemente der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
sind. Bevorzugt passiert das Kältemittel vor Eintritt in die Einlassausnehmung beziehungsweise
nach Austritt aus der Auslassausnehmung eine Wärmetauschereinrichtung. Das Kältemittel
passiert zudem ein Expansionsorgan, welches an der Einlassausnehmung angeordnet ist.
Von der Einlassausnehmung wird das Kältemittel in den Verdampfer geleitet.
[0014] Durch die Auslassausnehmung wird Kältemittel, welches aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter
strömt, bevorzugt eine Wärmetauschereinrichtung durchlaufend, derart ausgeleitet,
dass es zum Verdichter des Heiz-Kühl-Moduls gelangt. Dabei durchläuft es die, außerhalb
des Gehäuses der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit verlaufenden, weiteren Kältemittelleiter,
bevorzugt Kältemittelrohre, des Heiz-Kühl-Moduls.
[0015] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist am Gehäuse gehäuseaußenseitig eine Wärmetauschereinrichtung angeordnet, wobei
sich in dieser Wärmetauschereinrichtung wenigstens zwei voneinander beabstandete Kanäle
erstrecken, und wobei in einem ersten Kanal ein Kältemittelstrom zum Expansionsorgan
und in einem zweiten Kanal ein Kältemittelstrom aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter
derart geführt werden, dass zwischen den Kältemittelströmen Wärme austauschbar ist.
Die Wärmetauschereinrichtung ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet und vorzugsweise
derart am Gehäuse angeordnet, dass die voneinander beabstandeten Kanäle an der Schnittstelle
zum Gehäuse derart aufeinander abgestimmt sind, dass der erste Kanal mit der Einlassausnehmung
des Gehäusedeckels in Deckung kommt und der zweite Kanal mit der Auslassausnehmung
des Gehäusedeckels in Deckung kommt. Auf diese Weise kann Wärme zwischen dem Kältemittel,
welches in die Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit eingeleitet wird und dem Kältemittel,
welches aus der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ausgeleitet wird, transferiert werden.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
weist das Gehäuse mindestens eine Einlassöffnung auf, durch die Kühlmittel in dem
durch das Gehäuse abgegrenzten Innenraum einleitbar ist und mindestens eine Auslassöffnung,
durch die Kühlmittel aus dem durch das Gehäuse abgegrenzten Innenraum ausleitbar ist,
wobei das Kühlmittel insbesondere an dem Verdampfer und bevorzugt an dem Sammler-Ausgleichsbehälter
Wärme abgibt. Durch die Einlassöffnung im Gehäuse wird relativ wärmeres Kühlmittel,
insbesondere Wasser oder ein Medium vorzugsweise auf Wasserbasis, zum Umspülen des
Verdampfers in den Innenraum des Gehäuses geleitet. Dort umspült das Kühlmittel die
Oberfläche des Verdampfers, die aufgrund des im Verdampfer geleiteten, relativ kälteren
Kältemittels Wärme aus dem Kühlmittel aufnimmt, welches anschließend abgekühlt durch
die Auslassöffnung des Gehäuses den Innenraum des Gehäuses verlässt.
[0017] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
weist der Sammler-Ausgleichsbehälter mindestens einen Verbindungskanal auf, durch
den Kältemittel in den Sammler-Ausgleichsbehälter einleitbar ist, und mindestens einen
Auslasskanal, durch den Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter ausleitbar
ist. Durch diesen Verbindungskanal wird dem Sammler-Ausgleichsbehälter Kältemittel
aus dem Verdampfer zugeführt, wobei sich dieses Kältemittel in dem Sammler-Ausgleichsbehälter
sammelt. Durch den Auslasskanal wird Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter
abgeführt und, bevorzugt nach Durchlaufen der Wärmetauschereinrichtung, dem Verdichter
des Heiz-Kühl-Moduls zugeführt.
[0018] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist das Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung
und dem Verdampfer angeordnet, wobei das Expansionsorgan in einer Expansionsorganausnehmung
eines der Gehäuseteile ausgebildet ist. Insbesondere ist dabei die Ausbildung einer
Expansionsorganausnehmung innerhalb der Einlassausnehmung des Gehäuses der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
vorgesehen.
[0019] Unter einer Expansionsorganausnehmung ist im Sinne der Erfindung eine Ausnehmung
zu verstehen, welche geeignet ist, ein Expansionsorgan derart aufzunehmen, dass dieses
Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen einer Wärmetauschereinrichtung und einem
Verdampfer eine Expansion des Kältemittels bewirken kann.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist
das Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung und
dem Verdampfer angeordnet, wobei das Expansionsorgan mit einem der Gehäuseteile insbesondere
fest und wenigstens mittelbar verbunden ist. Das Expansionsorgan ist dabei bevorzugt
derart angeordnet, dass der Kältemittelstrom durch das Expansionsorgan unmittelbar
der Einlassausnehmung des Gehäuses zugeführt werden kann oder dass der Kältemittelstrom
durch die Einlassausnehmung des Gehäuses unmittelbar dem Expansionsorgan zugeführt
werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit weist
der Sammler-Ausgleichsbehälter einen Sammler-Ausgleichsbehältertopf und einen Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel
auf. Der Sammler-Ausgleichsbehältertopf ist insbesondere zum Sammeln von Kältemittel
vorgesehen. Der Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel umschließt gemeinsam mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf
ein inneres Volumen des Sammler-Ausgleichsbehälters. Der Verbindungskanal und/ oder
der Auslasskanal ist bevorzugt am Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel oder am Sammler-Ausgleichsbehältertopf
angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit sind
der Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel und eines der Gehäuseteile im Wesentlichen einstückig
als ein Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ausgebildet. Dieser Deckel der
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist sowohl mit dem wenigstens einen anderen Gehäuseteil
als auch mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf jeweils verbunden.
[0020] Unter einem Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist dabei im Sinne der Erfindung
ein Deckel zu verstehen, welcher, gemeinsam mit dem wenigstens einen anderen Gehäuseteil
des Gehäuses den Innenraum des Gehäuses umschließt, und welcher, gemeinsam mit dem
Sammler-Ausgleichsbehältertopf, ein inneres Volumen des Sammler-Ausgleichsbehälters
umschließt. Dieses innere Volumen des Sammler-Ausgleichsbehälters, welches im Innenraum
des Gehäuses angeordnet ist, ist von diesem Innenraum des Gehäuses im Wesentlichen
kältemitteldicht und kühlmitteldicht abgegrenzt.
[0021] Die Verbindung des Deckels der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf
ist bevorzugt als Lötverbindung oder als Schweißverbindung ausgebildet. Die Verbindungen
des Deckels der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit dem wenigstens einen anderen
Gehäuseteil sind bevorzugt als Schraubverbindungen ausgebildet, insbesondere als Schraubverbindungen
mit mehreren Schrauben.
[0022] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist der Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit als eine Verteilerplatte ausgebildet,
wobei in dieser Verteilerplatte wenigstens eine Einlassausnehmung, eine Auslassausnehmung,
ein Verbindungskanal und ein Auslasskanal angeordnet sind.
[0023] Unter einer Verteilerplatte ist im Sinne der Erfindung ein Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
zu verstehen, welcher derart ausgeprägt ist, dass er die Leitung des Kältemittels
jeweils von der Wärmetauschereinrichtung zum Expansionsorgan, vom Expansionsorgan
zum Verdampfer, vom Verdampfer zum Sammler-Ausgleichsbehälter und vom Sammler-Ausgleichsbehälter
zur Wärmetauschereinrichtung übernehmen kann.
[0024] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist das Expansionsorgan in der Einlassausnehmung der Verteilerplatte angeordnet.
[0025] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist dieser Verdampfer im Wesentlichen als gebogenes Rohr zum Leiten von Kältemittel
ausgebildet. Bevorzugt ist der Verdampfer dabei als im Wesentlichen spiralförmig um
den Sammler-Ausgleichsbehälter verlaufendes Rohr angeordnet, besonders bevorzugt mit
einer Vielzahl von Wicklungen, welche einreihig, zweireihig oder mehrreihig angeordnet
sind. Insbesondere ist das bevorzugt gebogene Rohr derart ausgebildet, dass seine
gesamte Länge jedes der Außenabmaße des Verdampfers um ein Vielfaches übertrifft.
Dadurch wird insbesondere eine für den Wärmeaustausch vorteilhafte, große Oberfläche
der Kältemittel leitenden Elemente des Verdampfers erreicht.
[0026] Es ist aber auch möglich, den Verdampfer mehrteilig, vorzugsweise aus gebogenen,
rohrförmigen Elementen aufzubauen, welche jeweils aneinander oder an einem oder mehreren
Strukturteilen gehalten sind.
[0027] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ist dieser Verdampfer als Rohr aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere
Metall ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Verdampfer
aus einem extrudierten Profil mit längsorientierter Verrippung ausgebildet, wobei
neben einer an der Außenseite des Profils angeordneten Verrippung auch im Inneren
des Profils eine Verrippung vorgesehen sein kann. Innerhalb dieses bevorzugt aus Aluminium
ausgebildeten Profils wird Kältemittel geleitet.
[0028] In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Verdampfer aus einem
Profil mit querorientierter Verrippung ausgebildet, wobei innerhalb dieses bevorzugt
aus Aluminium ausgebildeten Profils Kältemittel geleitet wird. In einer anderen bevorzugten
Ausführung ist diese Verrippung dabei im Wesentlichen gehäuseseitig ausgebildet, wodurch
insbesondere der Wärmetransfer zwischen dem Verdampfer und dem im Innenraum des Gehäuses
befindlichen Kühlmittels verbessert wird.
[0029] Beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den Figuren,
welche im Einzelnen zeigen:
- Fig. 1:
- eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit;
- Fig. 2:
- eine Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
aus Fig. 1;
- Fig. 3:
- eine weitere Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1;
- Fig. 4:
- eine in der Verteilerplatte geschnittene Ansicht der beispielhaften Ausführung einer
erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1;
- Fig. 5:
- eine 3D-Darstellung der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
aus Fig. 1;
- Fig. 6:
- eine weitere 3D-Darstellung der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1.
[0030] Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit.
In dieser beispielhaften Ausführung weist das Gehäuse 10 der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
1 ein erstes Gehäuseteil 15 und ein zweites Gehäuseteil 17 auf. Dabei ist das erste
Gehäuseteil 15 als Verteilerplatte 16 und gleichzeitig als Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel
36 ausgebildet. In dieser beispielhaften Ausführung ist das erste Gehäuseteil 15 aus
einem Metallwerkstoff ausgebildet.
[0031] In der Verteilerplatte 16 ist jeweils eine Bohrung für den Verbindungskanal 31 und
für die Expansionsorganausnehmung 13 ausgebildet, wobei der Verbindungskanal 31 durch
die Dichtung 31a und die Expansionsorganausnehmung 13 durch die Dichtung 13a druckfest
und fluiddicht gegenüber der Umgebung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 abgedichtet
ist.
[0032] Bezogen auf die Längsachse der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1, ist auf derjenigen
Seite der Verteilerplatte 16, welche nicht mit dem zweiten Gehäuseteil 17 verbunden
ist, eine Wärmetauschereinrichtung 50 angeordnet. Diese Wärmetauschereinrichtung 50
ist als Plattenwärmetauscher ausgebildet, d. h. sie weist ein Paket aus mehreren miteinander
verlöteten, jeweils mit einer bestimmten Kontur ausgebildeten Blechen auf. Die Konturen
dieser verlöteten Bleche sind derart ausgebildet, dass sie eine Leitung von Kältemittel
in zwei separaten Kanälen, einem ersten Kanal 51 und einem zweiten Kanal 52 (beide
in Fig. 1 nicht dargestellt) ermöglichen.
[0033] Auf der gehäuseschraubenfernen Seite der Wärmetauschereinrichtung 50 ist ein Kältemitteldock
60 angeordnet, welches Schnittstellen zur Kältemittelzu- und -abfuhr (beide in Fig.
1 nicht dargestellt) aufweist.
[0034] Das zweite Gehäuseteil 17 weist eine Einlassöffnung 12a auf, welche als Kühlmittelzufuhr
71 dient, sowie eine Auslassöffnung 12b, welche als Kühlmittelabfuhr 72 dient. In
dieser beispielhaften Ausführung ist das zweite Gehäuseteil 17 aus einem Kunststoffwerkstoff
ausgebildet, kann jedoch auch aus anderen Werkstoffen wie beispielsweise einem Kunststoff-Verbundwerkstoff
oder einem Metallwerkstoff ausgebildet sein.
Das erste Gehäuseteil 15 und das zweite Gehäuseteil 17 sind in dieser Ausführungsform
durch acht Gehäuseschrauben 81 lösbar miteinander verbunden, können jedoch in anderen
Ausführungsformen auch in anderer Weise miteinander lösbar verbunden sein.
[0035] In der Beschreibung der nachfolgenden Figuren werden im Wesentlichen gleich ausgebildete
Elemente der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit den gleichen Bezugszeichen wie die
entsprechenden Elemente der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit in Fig. 1 bezeichnet.
[0036] Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht in der Ebene B-B der beispielhaften Ausführung einer
erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1. In dieser Ausführung
wird mittels einer Kältemittelzufuhr 61 (in Fig. 2 nicht dargestellt) des Kältemitteldocks
60 Kältemittel in den ersten Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 eingeführt.
Dabei wird in der Wärmetauschereinrichtung 50, welche in dieser beispielhaften Ausführung
als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist, Wärme von dem Kältemittel im ersten Kanal
51 an das Kältemittel im zweiten Kanal 52 übertragen.
Das Kältemittel aus dem ersten Kanal 51 strömt anschließend aus dem ersten Kanal 51
in die Expansionsorganausnehmung 13 (in Fig. 2 nicht dargestellt), welche aus dem
ersten Gehäuseteil 15 des Gehäuses 10 ausgenommen ist, wobei in dieser beispielhaften
Ausführung das erste Gehäuseteil 15 als Verteilerplatte 16 ausgebildet ist.
Von der Expansionsorganausnehmung 13 fließt das Kältemittel zur Einlassausnehmung
11a, anschließend wird das Kältemittel dem Verdampfer 20 zugeführt, wo es in der Verdampferrohrschlange
21 geführt wird. Die Verdampferrohrschlange 21 ist dabei als spiralförmig gebogenes
Rohr ausgeführt, welches sich in einer Vielzahl von Windungen um den Sammler-Ausgleichsbehälter
30 erstreckt, wobei das Kältemittel in einem äußeren Windungspaket von der Verteilerplatte
16 weggeführt und in einem inneren Windungspaket wieder Richtung Verteilerplatte 16
geführt wird. Die Verdampferrohrschlange 21 weist jedoch auch einen nicht spiralförmigen
gebogenen Teil auf, mittels welchem das Kältemittel nach Durchlaufen des spiralförmigen
Teils der Verdampferrohrschlange 21 dem Verbindungskanal 31 des Sammler-Ausgleichsbehälters
30 zugeführt wird. Während das Kältemittel den Verdampfer 20 durchläuft, steigt der
Anteil des gasförmig vorliegenden Kältemittels, wobei der Anteil des flüssig vorliegenden
Kältemittels sinkt.
[0037] Die dazu benötigte Energie wird dem Kältemittel insbesondere über einen Wärmetransfer
von einem Kühlmittel zugeführt, welches die Verdampferrohrschlange 21 des Verdampfers
20 umspült, wobei es den Innenraum 18 des Gehäuses 10 durchfließt, also zwischen den
Wänden des zweiten Gehäuseteils 17, der Verteilerplatte 16 und des Sammler-Ausgleichsbehältertopfs
35 aufgenommen ist. Die Kühlmittelzufuhr 71 erfolgt in dieser beispielhaften Ausführung
über die Einlassöffnung 12a des zweiten Gehäuseteils 17. Nach erfolgtem Wärmetransfer
von dem Kühlmittel auf das Kältemittel im Verdampfer 20 erfolgt die Kühlmittelabfuhr
72 über die Auslassöffnung 12b des zweiten Gehäuseteils 17, wobei bevorzugt ein kontinuierlicher
Kühlmitteldurchfluss durch den Innenraum 18 des Gehäuses 10 vorgesehen ist.
[0038] Fig. 3 zeigt eine weitere Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen
Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1 in der Ebene A-A, deren Verlauf auch
der Darstellung in Fig. 2 entnommen werden kann. Nachdem das Kältemittel den Verdampfer
20 durchlaufen hat, wird es über den Verbindungskanal 31 in den Sammler-Ausgleichsbehälter
30 überführt, wo sich wenigstens ein Teil des flüssig vorliegenden Anteils des Kältemittels
im Sammler-Ausgleichsbehältertopf 35 sammelt. Aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter 30
wird eine von den Betriebsbedingungen im Kältemittelkreislauf des Heiz-Kühl-Moduls
abhängige Menge an Kältemittel über den Auslasskanal 32 sowie die Auslassausnehmung
11b (in Fig. 3 nicht dargestellt) des Gehäuses 10 wiederum der Wärmetauschereinrichtung
50 in deren zweitem Kanal 52 zugeführt, um dort Wärme aus dem Kältemittel im ersten
Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 aufzunehmen.
[0039] Nach Durchlaufen dieses zweiten Kanals 52 der Wärmetauschereinrichtung 50 erfolgt
die Kältemittelabfuhr 62 (in Fig. 3 nicht dargestellt) vom Kältemitteldock 60 aus
der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 an weitere Komponenten des Heiz-Kühl-Moduls,
in dieser beispielhaften Ausführung an den Verdichter.
[0040] Der Innenraum 18 des Gehäuses 10 wird in dieser beispielhaften Ausführung von der
Verteilerplatte 16 und dem zweiten Gehäuseteil 17 umschlossen, wobei Verteilerplatte
16 und zweites Gehäuseteil 17 mittels einer Vielzahl von Gehäuseschrauben 81 miteinander
verschraubt sind. An der Verteilerplatte 16, welche in dieser beispielhaften Ausführung
auch die Funktion des Sammler-Ausgleichsbehälterdeckels 36 übernimmt, ist der Sammler-Ausgleichsbehältertopf
35 mittels einer Lötverbindung fluid- und druckdicht angeordnet.
[0041] Fig. 4 zeigt eine in der Verteilerplatte 16 geschnittene Ansicht der beispielhaften
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1 (Schnittebene
D-D). In der Einlassausnehmung 11a wird das Kältemittel von der Expansionsorganausnehmung
13 abgeführt. Davor ist ein Expansionsorgan 40 angeordnet, das beispielhaft als Festdrossel
41 ausgebildet ist. Die Expansionsorganausnehmung 13 ist dabei als ein Teil der Einlassausnehmung
11a ausgebildet. An der Festdrossel 41 entspannt sich das Kältemittel, wodurch der
Druck des Kältemittels im Kältemittelstrom nach dem Passieren des Expansionsorgans
40 sinkt. Ebenso sinkt die Temperatur des Kältemittels.
[0042] Nach dem Passieren der Festdrossel 41 liegt das Kältemittel in der Einlassausnehmung
11a zu einem großen Anteil flüssig und zu einem kleinen Anteil gasförmig vor und wird
über die Kältemittelschnittstelle 33 dem Verdampfer 20 in seiner Verdampferrohrschlange
21 zugeführt.
[0043] Nachdem das Kältemittel den Verdampfer 20 durchlaufen hat, wird es über die Kältemittelschnittstelle
34 mittels des Verbindungskanals 31, welchen es durchläuft, in den Sammler-Ausgleichsbehälter
30 eingespeist.
[0044] In der Verteilerplatte 16 ist zusätzlich die Auslassausnehmung 11b - mit dem Auslasskanal
32 - angeordnet, wobei über den Auslasskanal 32 und die Auslassausnehmung 11b Kältemittel
aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter 30 in den zweiten Kanal 52 der Wärmetauschereinrichtung
geführt wird.
[0045] Fig. 5 und Fig. 6 zeigen zwei verschiedene 3D-Schnittansichten der beispielhaften
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1.
Damit soll die Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander weiter verdeutlicht werden.
Insbesondere ist die Anordnung der Kältemittelzufuhr 61 und der Kältemittelabfuhr
62 am Kältemitteldock 60 dargestellt, welche aus den vorherigen Figuren nicht hervorgegangen
war.
[0046] Zusätzlich wird der Weg des Kältemittels, beginnend bei der Kältemittelzufuhr 61,
durch die Wärmetauschereinrichtung 50, durch das Expansionsorgan 40, durch den Verdampfer
20 und durch den Sammler-Ausgleichsbehälter 30 bis zur Kältemittelabfuhr 62 veranschaulicht.
[0047] Der erste Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 ist an der Kältemittelzufuhr 61
beginnend angeordnet. Er ist in seinem weiteren Verlauf ausgebildet durch ein Paket
aus mehreren miteinander verlöteten, jeweils in eine bestimmte Kontur gestanzten Blechen,
wobei durch diese gestanzte Kontur ein vom zweiten Kanal 52 abgetrennter Kältemittel
leitender Hohlraum entsteht, in welchem das Kältemittel der Expansionsorganausnehmung
13 zugeführt wird. Im analog ausgebildeten zweiten Kanal 52 wird das Kältemittel nach
Durchlaufen des Verdampfers 20 vom Sammler-Ausgleichsbehälter 30 an die Kältemittelabfuhr
überführt. Zwischen den Kältemittelströmen im ersten Kanal 51 und im zweiten Kanal
52 erfolgt durch diese Ausbildung eine gute Wärmeübertragung an das Kältemittel im
zweiten Kanal 52.
Bezugszeichenliste
[0048]
- 1
- Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
- 10
- Gehäuse
- 11a
- Einlassausnehmung
- 11b
- Auslassausnehmung
- 12a
- Einlassöffnung
- 12b
- Auslassöffnung
- 13
- Expansionsorganausnehmung
- 13a
- Dichtung
- 15
- erstes Gehäuseteil
- 16
- Verteilerplatte
- 17
- zweites Gehäuseteil
- 18
- Innenraum
- 20
- Verdampfer
- 21
- Verdampferrohrschlange
- 30
- Sammler-Ausgleichsbehälter
- 31
- Verbindungskanal
- 31a
- Dichtung
- 32
- Auslasskanal
- 33
- Kältemittelschnittstelle zum Verdampfer
- 34
- Kältemittelschnittstelle vom Verdampfer
- 35
- Sammler-Ausgleichsbehältertopf
- 36
- Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel
- 40
- Expansionsorgan
- 41
- Festdrossel
- 50
- Wärmetauschereinrichtung
- 51
- erster Kanal
- 52
- zweiter Kanal
- 60
- Kältemitteldock
- 61
- Kältemittelzufuhr
- 62
- Kältemittelabfuhr
- 71
- Kühlmittelzufuhr
- 72
- Kühlmittelabfuhr
- 81
- Gehäuseschraube
1. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug,
aufweisend wenigstens
- einen Sammler-Ausgleichsbehälter (30) zum Sammeln eines Kältemittels, und
- einen Verdampfer (20), mittels welchem wenigstens ein Teil des Kältemittels in einen
gasförmigen Zustand überführbar ist,
ein Gehäuse (10), welches aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen
(15, 17) besteht und welches einen Innenraum (18) umschließt, wobei in diesem Innenraum
(18) der Sammler-Ausgleichsbehälter (30), der Verdampfer (20) und ein Kühlmittel angeordnet
sind, und wobei
an diesem Gehäuse (10) ein Expansionsorgan (40) angeordnet ist, über welches dem Verdampfer
(20) Kältemittel zugeführt wird.
2. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß Anspruch 1, wobei dieser Verdampfer (20)
im Wesentlichen um den Sammler-Ausgleichsbehälter (30) angeordnet ist.
3. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das
Gehäuse (10) mindestens eine Einlassausnehmung (11a) aufweist, durch die Kältemittel
in den Verdampfer (20) einleitbar ist, und mindestens eine Auslassausnehmung (11b)
aufweist, durch die Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter (30) ausleitbar
ist.
4. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an
dem Gehäuse (10) gehäuseaußenseitig eine Wärmetauschereinrichtung (50) angeordnet
ist, wobei
sich in der Wärmetauschereinrichtung (50) wenigstens zwei voneinander beabstandete
Kanäle (51, 52) erstrecken, und wobei in einem ersten Kanal (51) ein Kältemittelstrom
zum Expansionsorgan (40) und in einem zweiten Kanal (52) ein Kältemittelstrom aus
dem Sammler-Ausgleichsbehälter (30) derart geführt werden, dass zwischen den Kältemittelströmen
Wärme austauschbar ist.
5. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei dieses
Gehäuse (10) mindestens eine Einlassöffnung (12a) aufweist, durch die Kühlmittel in
den von dem Gehäuse umschlossenen Innenraum (18) einleitbar ist, und mindestens eine
Auslassöffnung (12b) aufweist, durch die Kühlmittel aus dem von dem Gehäuse (10) umschlossenen
Innenraum (18) ausleitbar ist.
6. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der
Sammler-Ausgleichsbehälter (30) mindestens einen Verbindungskanal (31) aufweist, durch
den Kältemittel in den Sammler-Ausgleichsbehälter (30) einleitbar ist, und mindestens
einen Auslasskanal (32) aufweist, durch den Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter
(30) ausleitbar ist.
7. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, gewobei dieses
Expansionsorgan (40) im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung (50)
und dem Verdampfer (20) angeordnet ist, wobei das Expansionsorgan (40) in einer Expansionsorganausnehmung
(13) eines der Gehäuseteile (15, 17) ausgebildet ist.
8. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei dieses
Expansionsorgan (40) im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung (50)
und dem Verdampfer (20) angeordnet ist, wobei das Expansionsorgan (40) mit einem der
Gehäuseteile (15, 17) verbunden ist.
9. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der
Sammler-Ausgleichsbehälter (30) einen Sammler-Ausgleichsbehältertopf (35) und einen
Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel (36) aufweist.
10. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß Anspruch 9, wobei eines der Gehäuseteile
(15) und der Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel (36) im Wesentlichen einstückig als
Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ausgebildet sind, wobei
dieser Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit dem wenigstens einen anderen
Gehäuseteil (15) und mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf (35) jeweils verbunden
ist.
11. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß Anspruch 9, wobei der Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit
als eine Verteilerplatte (16) ausgebildet ist, wobei
in dieser Verteilerplatte (16) wenigstens eine Einlassausnehmung (11a), eine Auslassausnehmung
(11b), ein Verbindungskanal (31) und ein Auslasskanal (32) angeordnet sind.
12. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß Anspruch 10, wobei ein Teil der Einlassausnehmung
(11a) dieser Verteilerplatte (16) als Expansionsorganausnehmung (13) ausgebildet ist,
und in dieser Expansionsorganausnehmung (13) das Expansionsorgan (40) angeordnet ist.
13. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei dieser
Verdampfer (20) im Wesentlichen als gebogenes Rohr (21) zum Leiten von Kältemittel
ausgebildet ist.
14. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei dieser
Verdampfer (20) als extrudiertes Metallprofil, insbesondere als Aluminiumprofil, mit
längs orientierter Verrippung ausgebildet ist, wobei innerhalb dieses Metallprofils
Kältemittel geleitet wird.
15. Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei dieser
Verdampfer (20) als extrudiertes Metallprofil, insbesondere als Aluminiumprofil, mit
quer orientierter Verrippung ausgebildet ist, wobei innerhalb dieses Metallprofils
Kältemittel geleitet wird.
1. Evaporator heat exchanger unit (1) for a heating-cooling module for a motor vehicle,
having at least
- one collector expansion tank (30) for collecting a cooling agent, and
- one evaporator (20), by means of which at least one part of the cooling agent is
transferable into a gaseous state,
one housing (10) which consists of at least two parts (15, 17) releasably connected
with one another and which encloses an inner chamber (18), wherein in this inner chamber
(18) the collector expansion tank (30), the evaporator (20) and a cooling agent are
disposed, and wherein
on this housing (10) an expansion element (40) is disposed by means of which cooling
agent is supplied to the evaporator (20).
2. Evaporator heat exchanger unit (1) according to claim 1, wherein this evaporator (20)
is disposed substantially around the collector expansion tank (30).
3. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
the housing (10) has at least one inlet recess (11a) through which cooling agent can
be guided into the evaporator (20), and at least one outlet recess (11b) through which
cooling agent can be guided out of the collector expansion tank (30).
4. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
on the housing (10) on the outside of the housing a heat exchanger device (50) is
disposed, wherein
at least two channels (51, 52), distanced from one another, extend in the heat exchanger
device (50), and wherein in a first channel (51) a cooling agent flow is guided to
the expansion element (40) and in a second channel (52) a cooling agent flow is guided
out of the collector expansion tank (30) in such a manner that heat can be exchanged
between the cooling agent flows.
5. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
this housing (10) has at least one inlet opening (12a) through which cooling agent
can be guided into the inner chamber (18) enclosed by the housing, and has at least
one outlet opening (12b) through which cooling agent can be guided out of the inner
chamber (18) enclosed by the housing (10).
6. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
the collector expansion tank (30) has at least one connecting channel (31) through
which cooling agent can be guided into the collector expansion tank (30), and has
at least one outlet channel (32) through which cooling agent can be guided out of
the collector expansion tank (30).
7. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of claims 4 to 6, wherein this
expansion element (40) is disposed in the cooling agent flow between the heat exchanger
device (50) and the evaporator (20), wherein the expansion element (40) is formed
in an expansion element recess (13) of one of the housing parts (15, 17).
8. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of claims 4 to 6, wherein this
expansion element (40) is disposed in the cooling agent flow between the heat exchanger
device (50) and the evaporator (20), wherein the expansion element (40) is connected
with one of the housing parts (15, 17).
9. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
the collector expansion tank (30) has a collector expansion tank pot (35) and a collector
expansion tank lid (36).
10. Evaporator heat exchanger unit (1) according to claim 9, wherein one of the housing
parts (15) and the collector expansion tank lid (36) are formed substantially integrally
as a lid of the evaporator heat exchanger unit, wherein
this lid of the evaporator heat exchanger unit is respectively connected with the
at least one other housing part (15) and with the collector expansion tank pot (35).
11. Evaporator heat exchanger unit (1) according to claim 9, wherein the lid of the evaporator
heat exchanger unit is in the form of a distributor plate (16), wherein
in this distributor plate (16) at least one inlet recess (11a), one outlet recess
(11b), one connecting channel (31) and one outlet channel (32) are disposed.
12. Evaporator heat exchanger unit (1) according to claim 10, wherein a part of the inlet
recess (11a) of this distributor plate (16) is in the form of an expansion element
recess (13) and the expansion element (40) is disposed in this expansion element recess
(13).
13. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
this evaporator (20) is formed substantially as a curved pipe (21) for guiding cooling
agent.
14. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of the preceding claims, wherein
this evaporator (20) is formed as an extruded metal profile, in particular as an aluminium
profile, having a longitudinally oriented ribbing, wherein cooling agent is guided
within this metal profile.
15. Evaporator heat exchanger unit (1) according to any of claims 1 to 13, wherein this
evaporator (20) is formed as an extruded metal profile, in particular as an aluminium
profile, having a transversely oriented ribbing, wherein cooling agent is guided within
this metal profile.
1. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) pour un module chauffant-refroidissant
pour un véhicule automobile, présentant au moins
- un collecteur-réservoir de compensation (30) pour la collecte d'un réfrigérant,
et
- un évaporateur (20), au moyen duquel au moins une partie du réfrigérant peut être
convertie en un état gazeux
un boîtier (10), lequel se compose d'au moins deux parties (15, 17) reliées l'une
à l'autre de manière amovible et lequel enferme un espace intérieur (18), dans laquelle
le collecteur-réservoir de compensation (30), l'évaporateur (20) et un réfrigérant
sont agencés dans cet espace intérieur (18), et dans laquelle
un organe d'expansion (40), par le biais duquel du réfrigérant est amené à l'évaporateur
(20), est agencé au niveau de ce boîtier (10).
2. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, dans laquelle
cet évaporateur (20) est agencé sensiblement autour du collecteur-réservoir de compensation
(30).
3. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle le boîtier (10) présente au moins un évidement d'entrée
(11a), par lequel du réfrigérant peut être introduit dans l'évaporateur (20), et au
moins un évidement de sortie (11b), par lequel du réfrigérant peut être évacué du
collecteur-réservoir de compensation (30).
4. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle un dispositif échangeur de chaleur (50) est agencé au niveau
du boîtier (10) côté extérieur du boîtier, dans laquelle
au moins deux canaux (51, 52) espacés l'un de l'autre s'étendent dans le dispositif
échangeur de chaleur (50), et dans laquelle un courant de réfrigérant est guidé vers
l'organe d'expansion (40) dans un premier canal (51) et un courant de réfrigérant
est guidé hors du collecteur-réservoir de compensation (30) dans un deuxième canal
(52) de sorte que de la chaleur est échangeable entre les courants de réfrigérant.
5. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle ce boîtier (10) présente au moins une ouverture d'entrée
(12a), par laquelle l'agent de refroidissement peut être introduit dans l'espace intérieur
(18) enfermé par le boîtier et au moins une ouverture de sortie (12b), par laquelle
de l'agent de refroidissement peut être évacué de l'espace intérieur (18) enfermé
par le boîtier (10).
6. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle le collecteur-réservoir de compensation (30) présente au
moins un canal de liaison (31), par lequel du réfrigérant peut être introduit dans
le collecteur-réservoir de compensation (30), et au moins un canal de sortie (32),
par lequel du réfrigérant peut être évacué du collecteur-réservoir de compensation
(30).
7. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
4 à 6, dans laquelle cet organe d'expansion (40) est agencé dans le courant de réfrigérant
entre le dispositif échangeur de chaleur (50) et l'évaporateur (20), dans laquelle
l'organe d'expansion (40) est réalisé dans un évidement d'organe d'expansion (13)
d'une des parties de boîtier (15, 17).
8. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
4 à 6, dans laquelle cet organe d'expansion (40) est agencé dans le courant de réfrigérant
entre le dispositif échangeur de chaleur (50) et l'évaporateur (20), dans laquelle
l'organe d'expansion (40) est relié à une des parties de boîtier (15, 17).
9. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle le collecteur-réservoir de compensation (30) présente un
pot de collecteur-réservoir de compensation (35) et un couvercle de collecteur-réservoir
de compensation (36).
10. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon la revendication 9, dans laquelle
une des parties de boîtier (15) et le couvercle de collecteur-réservoir de compensation
(36) sont réalisés sensiblement d'un seul tenant en tant que couvercle de l'unité
évaporateur-échangeur de chaleur, dans laquelle
ce couvercle de l'unité évaporateur-échangeur de chaleur est relié respectivement
à l'au moins une autre partie de boîtier (15) et au pot de collecteur-réservoir de
compensation (35).
11. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon la revendication 9, dans laquelle
le couvercle de l'unité évaporateur-échangeur de chaleur est réalisé en tant que plaque
de distribution (16), dans laquelle
au moins un évidement d'entrée (11a), un évidement de sortie (11b), un canal de liaison
(31) et un canal de sortie (32) sont agencés dans cette plaque de distribution (16).
12. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon la revendication 10, dans laquelle
une partie de l'évidement d'entrée (11a) de cette plaque de distribution (16) est
réalisée en tant qu'évidement d'organe d'expansion (13), et l'organe d'expansion (40)
est agencé dans cet évidement d'organe d'expansion (13).
13. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle cet évaporateur (20) est réalisé sensiblement en tant que
tube cintré (21) pour la conduite de réfrigérant.
14. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans laquelle cet évaporateur (20) est réalisé en tant que profilé métallique
extrudé, en particulier en tant que profilé d'aluminium, avec des nervures orientées
longitudinalement, dans laquelle du réfrigérant est conduit à l'intérieur de ce profilé
métallique.
15. Unité évaporateur-échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 13, dans laquelle cet évaporateur (20) est réalisé en tant que profilé métallique
extrudé, en particulier en tant que profilé d'aluminium, avec des nervures orientées
transversalement, dans laquelle du réfrigérant est conduit à l'intérieur de ce profilé
métallique.