[go: up one dir, main page]

DE102024203891A1 - Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine - Google Patents

Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine

Info

Publication number
DE102024203891A1
DE102024203891A1 DE102024203891.1A DE102024203891A DE102024203891A1 DE 102024203891 A1 DE102024203891 A1 DE 102024203891A1 DE 102024203891 A DE102024203891 A DE 102024203891A DE 102024203891 A1 DE102024203891 A1 DE 102024203891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
refrigerant distributor
distributor
material block
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024203891.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Christoph Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102024203891.1A priority Critical patent/DE102024203891A1/de
Priority to PCT/EP2025/059834 priority patent/WO2025223858A1/de
Publication of DE102024203891A1 publication Critical patent/DE102024203891A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3229Cooling devices using compression characterised by constructional features, e.g. housings, mountings, conversion systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/13Vibrations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelverteiler (100) für einen Kältemittelkreislauf (200), aufweisend einen Materialblock (101), wobei der Materialblock (101) dazu eingerichtet ist, mechanisch starr mit einem Kompressor (210) und mit zumindest einem Wärmetauscher (220, 221) des Kältemittelkreislaufs (200) gekoppelt zu werden, wobei der Materialblock (101) einen oder mehrere Befestigungspunkte (120, 140) aufweist, der bzw. die dazu eingerichtet ist bzw. sind, den Materialblock (101) mechanisch an einem externen Rahmen zu befestigen, wobei in dem Materialblock (101) ein Kältemittelspeicher (110) in Form einer Bohrung vorgesehen ist. Ferner werden ein Kältemittelkreislauf (200) mit einem solchen Kältemittelverteiler (100) und eine Maschine, insbesondere ein Fahrzeug, mit einem solchen Kältemittelkreislauf (200) vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf sowie einen entsprechenden Kältemittelkreislauf und eine Maschine, insbesondere ein Fahrzeug, mit einem solchen Kältemittelkreislauf.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Typische Kältemittelkreisläufe umfassen neben einem Kompressor zur Verdichtung eines geeigneten Kältemittels einen ersten Wärmetauscher (z.B. luftgekühlt und/oder flüssiggekühlt) zum Abführen von Kompressionswärme und zum zumindest teilweisen Kondensieren des verdichteten Kältemittels und einen zweiten Wärmetauscher zum Erwärmen und erneuten Verdampfen des Kältemittels, bevor dieses zu dem Kompressor zurückgeführt wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher ist typischerweise ein Expansionsventil zum Entspannen des verdichteten (und ggf. teilweise kondensierten) Kältemittels angeordnet. Je nach konkreter Anwendungssituation kann ein solcher Kältemittelkreislauf als Wärmequelle und/oder als Wärmesenke verwendet werden. Dazu kann dem ersten Wärmetauscher Nutzwärme entnommen werden und/oder dem zweiten Wärmetauscher Abwärme zugeführt (bzw. „Nutzkälte“ entnommen) werden. Die verschiedenen Komponenten (erster Wärmetauscher, Expansionsventil, zweiter Wärmetauscher, Kompressor) können mit Rohren untereinander fluidtechnisch verbunden sein.
  • Der erste und/oder der zweite Wärmetauscher können separat von dem Kompressor montiert werden und mittels Rohr- bzw. Schlauchleitungen an den Kompressor angebunden werden. Typischerweise kann der Kompressor von weiteren Komponenten des Kältemittelkreislaufs und/oder eines Apparats, in dem der Kältemittelkreislauf verwendet wird, schwingungsentkoppelt sein, beispielsweise mittels dafür vorgesehener Dämpfungselemente (z.B. Gummifüße).
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf sowie ein Kältemittelkreislauf und eine Maschine mit einem solchen Kältemittelverteiler mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Der erfindungsgemäße Kältemittelverteiler weist einen Materialblock auf, der dazu eingerichtet ist, mechanisch starr mit dem Kompressor und mit zumindest einem Wärmetauscher gekoppelt zu werden. Der Materialblock weist einen oder mehrere Befestigungspunkte auf, die dazu eingerichtet sind, den Kältemittelverteiler mechanisch an einem externen Rahmen zu befestigen. Weiterhin ist in dem Materialblock ein Kältemittelspeicher in Form einer Bohrung vorgesehen.
  • Durch die Kombination unterschiedlicher Funktionen in dem Kältemittelverteiler, nämlich eine Befestigungsfunktion und mindestens eine Kältemittelspeicherfunktion, können Komponenten eingespart werden, so sich die Montage des Kältemittelkreislaufs im Vergleich zu herkömmlichen Einzelkomponenten erheblich vereinfacht. Zugleich werden Schlauchleitungen zumindest teilweise obsolet, so dass das erforderliche Volumen an Kältemittel verringert bzw. auf ein absolut notwendiges Minimum reduziert werden kann. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Kältemitteln, von denen ein Gefährdungspotential ausgeht, vorteilhaft. Beispielsweise kann als Kältemittel Propan (R290) oder propanhaltiges Kältemittel verwendet werden, das leicht entzündlich ist und daher, beispielsweise im Automotive-Bereich, im Falle einer Leckage eine Brandgefahr darstellt.
  • In zumindest einer Ausgestaltung ist in dem Kältemittelspeicher ein Filter und/oder Trockner eingebaut ist, der dazu eingerichtet ist, Verunreinigungen, insbesondere Wasser, aus dem Kältemittel zu entfernen. Dadurch kann die Qualität des Kältemittels und dadurch Funktionalität des Kühlkreislaufs länger beibehalten werden. Durch die weitere Integration einer Filterfunktion in dem Kältemittelverteiler können weitere Komponenten und Verbindungen eingespart werden und Volumen und Leckage reduziert werden.
  • In zumindest einer Ausgestaltung weist der Materialblock eine erste Stichbohrung auf, die als Eingangsbohrung für den Kältemittelspeicher eingerichtet ist. Dadurch können auf besonders effiziente Weise eine oder mehrere Schlauchverbindungen eingespart werden, was wiederum das erforderliche Kältemittelvolumen und/oder Leckage reduziert.
  • In zumindest einer Ausgestaltung weist der Materialblock eine zweite Stichbohrung auf, die als ein Ventilsitz für ein Expansionsventil ausgestaltet ist. Die direkte Integration des Expansionsventils in den Kältemittelverteiler stellt eine noch tiefere Integration dar, was wiederum das erforderliche Kältemittelvolumen und/oder Leckage reduziert.
  • In zumindest einer Ausgestaltung weist der Materialblock eine dritte Stichbohrung auf, die als ein Ventilausgang für das Expansionsventil ausgestaltet ist, was wiederum das erforderliche Kältemittelvolumen und/oder Leckage reduziert.
  • In zumindest einer Ausgestaltung ist in den einen oder die mehreren Befestigungspunkte jeweils ein Schwingungsdämpfer integriert. Dies ermöglicht eine einfache Montage des gesamten Kältemittelkreislaufs, da dieser im Wesentlichen als Ganzes mittels der Befestigungspunkte an dem Rahmen befestigt werden kann, so dass der Kältemittelkreislauf vormontiert und als eine einzelne Baugruppe bereitgestellt werden kann. Durch die unmittelbare Integration der Schwingungsdämpfer können diese gezielt auf das Schwingungsverhalten des Kompressors abgestimmt werden.
  • Insbesondere kann der Schwingungsdämpfer ein Elastomer aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Dies erlaubt eine effektive Schwingungsdämpfung.
  • In zumindest einer Ausgestaltung weisen der eine bzw. die mehreren Befestigungspunkte jeweils eine hülsenförmige Aufnahme auf. Insbesondere können der eine oder die mehreren Befestigungspunkte und/oder der Schwingungsdämpfer, beispielsweise mit jeweils einer zentralen Öffnung, zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (z.B. eines Bolzens oder einer Schraube, ...) zur Montage des Kältemittelverteilers an dem externen Rahmen ausgebildet sein. Der Schwingungsdämpfer kann innerhalb des bzw. der hülsenförmigen Aufnahme (bzw. innerhalb des einen oder der mehreren Befestigungspunkte) angeordnet sein. Insbesondere kann der Schwingungsdämpfer einen direkten Kontakt zwischen Befestigungsmittel und Befestigungspunkt unterbinden. Dies ermöglicht eine präzise Positionierung bei gleichzeitiger Schwingungsentkopplung und erleichtert damit die Montage noch weiter.
  • Insbesondere kann der Schwingungsdämpfer dabei ein oder mehrere mit der jeweiligen hülsenförmigen Aufnahme des Befestigungspunkts konzentrische Dämpfungselemente, die insbesondere hohlzylinderförmig sein können, aufweisen. Dies ist eine besonders günstig herzustellende und zu montierende Lösung.
  • Im Schwingungsdämpfer kann unabhängig von dessen konkreter Ausgestaltung, insbesondere eine (z.B. metallische) Führungshülse zur Aufnahme des Befestigungsmittels, wie eines Bolzens bzw. einer Schraube, zentral angeordnet sein. Dies verringert den Verschleiß des Schwingungsdämpfers und stabilisiert die Position des Befestigungsmittels.
  • In zumindest einer Ausgestaltung ist der Schwingungsdämpfer mit dem einen oder den mehreren Befestigungspunkten verpresst. Somit ist der Schwingungsdämpfer ortsfest und kann daher während der Montage nicht verrutschen oder herausfallen.
  • In zumindest einer Ausgestaltung umfassen der eine oder die mehreren Befestigungspunkte zumindest einen Befestigungspunkt, der in Bezug auf die Rotationsrichtung des Kompressors axial ausgerichtet ist. Mit Ausrichtung ist hierbei die Richtung der auf den Befestigungspunkt ausgeübten Kraft gemeint, wenn der Kältemittelverteiler und der externe Rahmen verbunden sind. Bei einer Befestigungshülse als Befestigungspunkt entspricht dies auch einer Befestigungsrichtung (z.B. zentrale Achse der Hülse).
  • Alternativ oder zusätzlich umfassen der eine oder die mehreren Befestigungspunkte zumindest einen Befestigungspunkt, der in Bezug auf die Rotationsrichtung des Kompressors radial und/oder tangential ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass die Kraftrichtung bzw. Befestigungsrichtung (z.B. zentrale Achse einer Befestigungshülse) senkrecht zur Rotationsachse des Kompressors verläuft. Insbesondere verläuft die Befestigungsrichtung des radial bzw. tangential ausgerichteten Befestigungspunkts auch senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Kältemittelverteilers.
  • Damit können Schwingungen des Kompressors in den besonders relevanten Richtungen gedämpft werden, wobei die Schwingungsdämpfer jeweils hauptsächlich komprimierend und dehnend belastet werden, während Scher- und/oder Torsionsbelastungen reduziert werden. Dies ermöglicht einerseits eine besonders präzise Auslegung der Schwingungsdämpfer und erhöht andererseits deren Standzeit.
  • In zumindest einer Ausgestaltung weisen der eine oder die mehreren Befestigungspunkte je eine Bohrung in dem Materialblock auf bzw. die hülsenförmige Aufnahme ist durch eine solche Bohrung gebildet.
  • Insbesondere kann der Materialblock ganz oder teilweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, beispielsweise aufweisend Aluminium, Kupfer, Stahl, bestehen. Damit kann der Kältemittelverteiler exakt an die Geometrie der von ihm zu tragenden Komponenten und die dazu beachtlichen Stabilitätserfordernisse angepasst werden.
  • Der erfindungsgemäße Kältemittelkreislauf weist einen Kompressor, zumindest einen Wärmetauscher und einen erfindungsgemäßen Kältemittelverteiler auf, wobei der Kältemittelverteiler mechanisch starr mit dem Kompressor und dem zumindest einen Wärmetauscher gekoppelt ist. Damit profitiert der Kältemittelkreislauf von den Vorteilen des Kältemittelverteilers sinngemäß entsprechend.
  • Zur Befestigung des Kompressors und/oder des zumindest einen Wärmetauschers an dem Kältemittelverteiler weist der Kältemittelverteiler Kompressorbefestigungen und/oder Wärmetauscherbefestigungen auf. Diese können insbesondere Gewindebohrungen oder Hülsen aufweisen, die zur Aufnahme entsprechender Befestigungselemente (z.B. Bolzen, Schrauben, Niete oder dergleichen) eingerichtet sind, um das jeweilige Bauteil (Kompressor bzw. der zumindest eine Wärmetauscher) an dem Kältemittelverteiler zu befestigen. Dabei kann insbesondere eine mechanisch starre Verbindung zwischen Kältemittelverteiler und Kompressor bzw. Wärmetauscher realisiert werden. Dies wirkt sich insbesondere positiv auf die Dichtheit des Kältemittelkreislaufs aus, da vorhandene Dichtstellen dadurch nur minimalen relativen Schwingungen ausgesetzt sind, während der Kältemittelkreislauf als Ganzes gegenüber seiner Umgebung schwingen kann, da die Schwingungsdämpfer eine gewisse vorbestimmbare Flexibilität aufweisen.
  • Zweckmäßigerweise können auch weitere Komponenten, z.B. Expansionsventil, Trockner und/oder Filter, an dem Kältemittelverteiler montiert sein.
  • In zumindest einer Ausgestaltung liegt ein Masseschwerpunkt des Kältemittelkreislaufs innerhalb einer Ebene, die durch den einen oder die mehreren Befestigungspunkte verläuft. Diese Ebene kann insbesondere mit der oben erwähnten Haupterstreckungsebene des Kältemittelverteilers identisch sein. Dadurch werden die Schwingungsdämpfer im Wesentlichen nur durch die Masse des Kältemittelkreislaufs und dessen Schwingungen belastet und nicht zusätzlich durch eine Hebelwirkung, wie dies bei einer außermittigen Anbringung der Fall wäre.
  • Eine erfindungsgemäße Maschine, die insbesondere als Fahrzeug ausgestaltet sein kann, weist einen erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf und zumindest eine zu temperierende Komponente, die an den zumindest einen Wärmetauscher angeschlossen ist, wie z.B. eine Batterie oder eine Kabine, auf, wobei der Kältemittelkreislauf mittels des einen oder der mehreren Befestigungspunkte des Kältemittelverteilers an einem Rahmen der Maschine schwingungsgedämpft befestigt ist.
  • Der Rahmen der Maschine kann beispielsweise ein Strukturbauteil, das der Maschine mechanische Stabilität verleiht, sein. Beispielsweise kann bei einem Einsatz in einem Fahrzeug der Kältemittelkreislauf an einem Rahmen des Fahrzeugs, beispielsweise einem Teil des Fahrgestells oder an das Chassis des Fahrzeugs, befestigt sein.
  • Für eine derartige Befestigung können insbesondere zerstörungsfrei reversible Verbindungstechniken, beispielsweise Verschraubungen, verwendet werden. Dabei kann jeweils ein Bolzen bzw. eine Schraube durch jeweils einen der Befestigungspunkte geführt und mit dem Rahmen der Maschine verschraubt werden. Der Schwingungsdämpfer ist dabei insbesondere so angeordnet, dass ein direkter Kontakt zwischen dem Kältemittelverteiler und dem Rahmen der Maschine unterbunden wird. Insbesondere werden sämtliche zwischen Kältemittelverteiler (bzw. Kältemittelkreislauf) und Rahmen der Maschine wirkenden mechanischen Kräfte über die Schwingungsdämpfer vermittelt, um eine möglichst vollständige Entkopplung der Schwingungen zu bewirken.
  • Damit ist eine einfache Integration des Kältemittelkreislaufs in die Maschine möglich. Insbesondere sind dazu lediglich eine der räumlichen Anordnung des einen bzw. der mehreren Befestigungspunkte entsprechende Anordnung von Fixierpunkten an einem Rahmen der Maschine sowie ein entsprechender Anschluss der zumindest einen zu temperierenden Komponente an den zumindest einen Wärmetauscher erforderlich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1a zeigt schematisch einen Kältemittelverteiler gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung anhand einer Skizze aus einer ersten Perspektive.
    • 1b zeigt den Kältemittelverteiler aus 1a mit innerer Struktur aus einer seitlichen Ansicht.
    • 1c zeigt den Kältemittelverteiler aus 1a mit innerer Struktur aus einer frontalen Ansicht.
    • 2 zeigt schematisch den Kältemittelverteiler aus 1a anhand einer Skizze in einer Schnittansicht.
    • 3 zeigt schematisch eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs anhand einer perspektivischen Explosionsdarstellung aus einer ersten Richtung.
    • 4 zeigt schematisch die Ausgestaltung des Kältemittelkreislaufs aus 3 aus einer anderen Richtung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In den 1 und 2 ist ein Kältemittelverteiler gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in unterschiedlichen Ansichten schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. 1a zeigt den Kältemittelverteiler 100 in einer perspektivischen Ansicht, 1b mit innerer Struktur aus einer seitlichen Ansicht, 1c mit innerer Struktur aus einer frontalen Ansicht und 2 zeigt den Kältemittelverteiler 100 in einer Schnittansicht entlang der Linien A-A in 1a.
  • In den 3 und 4 ist ein Kältemittelkreislauf gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet, wobei die Figuren je eine Explosionsdarstellung des Kältemittelkreislaufs 200 aus Unterschiedlichen Richtungen zeigen.
  • Die Figuren werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
  • Der Kältemittelkreislauf 200 weist den Kältemittelverteiler 100, einen Kompressor 210 zum Verdichten eines, insbesondere propanhaltigen, Kältemittels, einen ersten Wärmetauscher 220, einen zweiten Wärmetauscher 221, einen oder mehrere Sensoren 240, die beispielsweise als Temperatur- und/oder Drucksensor ausgestaltet sind und dazu dienen, Daten für die Steuerung des Kältemittelkreislaufs bereitzustellen, und ein Expansionsventil 400 auf. Dabei werden der Kompressor 210, der erste Wärmetauscher 220 und der zweite Wärmetauscher 221 von dem Kältemittelverteiler 100 getragen und sind mit diesem mechanisch starr verbunden.
  • Der Kompressor 210 ist druckseitig 210a mit einem Kältemitteleingang 220a des ersten Wärmetauschers 220 und saugseitig 210b mit einem Kältemittelausgang (nicht sichtbar) des zweiten Wärmetauschers 221 fluidleitend verbunden. Der erste Wärmetauscher kann auch als flüssiggekühlter Kondensator (engl. liquid cooled condensor LCC) bezeichnet werden, während der zweite Wärmetauscher auch als Kühler (engl. chiller) bezeichnet wird.
  • Ein Kältemittelausgang (nicht sichtbar) des ersten Wärmetauschers 220 mündet in einem Eingangsanschluss 111a des Kältemittelverteilers 100, welcher seinerseits unmittelbar in einem Kältemittelspeicher 110 für kondensiertes Kältemittel mündet, so dass im Betrieb des Kältemittelkreislaufs 200 Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher 220, in dem das vom Kompressor 210 verdichtete Kältemittel gegen ein Temperiermedium, z.B. Wasser, Öl oder Luft, abgekühlt und dabei zumindest teilweise kondensiert wird, in den Kältemittelspeicher 110 geleitet wird.
  • Der Kältemittelverteiler 100 ist als monolithisches Bauteil ausgeführt, beispielsweise als Materialblock 101 (z.B. Metallblock) mit funktionellen Bohrungen. Der Materialblock 101 bildet einen Basiskörper des Kältemittelverteilers 100. Der Materialblock 101 kann beispielsweise ganz oder teilweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, beispielsweise Kupfer, Eisen oder Aluminium oder einer Legierung eines oder mehrerer dieser Metalle, beispielsweise Aluminiumlegierung, Messing, Bronze, Stahl oder dergleichen, bestehen.
  • Der Materialblock 101 weist den Kältemittelspeicher 110 in Form einer Bohrung 110a auf. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Sackbohrung handeln, die oberflächenseitig wieder verschlossen wird, beispielsweise durch einen (z.B. metallischen) Stopfen 113, der z.B. mit dem Materialblock 101 verschweißt sein kann. Dies verhindert eine mögliche Leckage. Die Bohrung 110a verläuft parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Materialblocks 101, die wiederum parallel zu der Schnittebene der 2 verläuft.
  • In den Kältemittelspeicher 110 ist ein Filter und/oder Trockner 114 eingebaut, der dazu eingerichtet ist, Verunreinigungen, insbesondere Wasser, aus dem Kältemittel zu entfernen.
  • Weiterhin ist zumindest eine erste Stichbohrung 111 vorgesehen, die in der Bohrung 110a mündet, und die den Eingangsanschluss 111a für den Kältemittelspeicher 110 ausbildet. Die erste Stichbohrung 111 verläuft im gezeigten Beispiel rechtwinklig bzw. im Wesentlichen (innerhalb vorhandener Toleranzen) rechtwinklig zur Bohrung 110a.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung geometrische Zusammenhänge nur so exakt zu verstehen sind, wie es für den beabsichtigten Zweck notwendig ist, und im Rahmen üblicher bzw. notwendiger Toleranzen liegen können.
  • Eine zweite Stichbohrungen 170 ist als ein Ventilsitz 170a für das Expansionsventil 400 ausgestaltet. Die zweite Stichbohrungen 170 weist entlang ihrer Mittelachse einen, insbesondere stufenweise, abnehmenden Durchmesser auf, womit ein Dichtsitz des Expansionsventils 400 einfach realisiert werden kann.
  • Eine dritte Stichbohrungen 171 ist als ein Ventilausgang 171a für das Expansionsventil 400 ausgestaltet.
  • Die zweite und die dritte Stichbohrung verlaufen senkrecht zueinander, und senkrecht zur Bohrung 110a.
  • Eine Verbindungsbohrung 112 verbindet den Kältemittelspeicher 110 mit dem Ventilsitz 170a und wird vom Expansionsventil 400 verschlossen.
  • Dadurch dass auch die Zu- und Ableitungen für das Expansionsventil 400 als Bohrungen in dem Materialblock 101 realisiert sind, werden weitere Dichtstellen und sich daraus ergebende Leckage vermieden.
  • Eine weitere Bohrung 115, die auch Teil der Verbindungsbohrung 112 sein kann, kann beispielsweise mittels eines Servicestutzens 410, der zum Befüllen des Kältemittelkreislaufs 200 mit Kältemittel, beispielsweise Propan (R290), und/oder zum Austausch des Kältemittels bzw. zum Einstellen einer passenden Kältemittelmenge verwendet werden kann, verschlossen sein.
  • Stromab (bzw. stromabwärts) des Ventilausgangs 171a ist ein Eingang 221a das zweiten Wärmetauschers 221 angeschlossen, in dem das mittels des Expansionsventils 400, das insbesondere ein, beispielsweise elektrisch oder elektronisch, steuerbares Expansionsventil sein kann, entspannte Kältemittel gegen ein (weiteres) Temperiermedium, z.B. Wasser und/oder ein Thermoöl, erwärmt und dabei zumindest teilweise verdampft wird, bevor es aus dem zweiten Wärmetauscher 221 zurück zu dem Kompressor 210 geleitet wird.
  • Der Materialblock 101 weist weiterhin integrierte Befestigungspunkte 120, 140 auf. Die Befestigungspunkte 120, 140 weisen jeweils eine hülsen- bzw. hohlzylinderförmige Aufnahme (im Folgenden auch als Aufnahme bezeichnet) 122 auf, in die jeweils ein Schwingungsdämpfer 130, beispielsweise ein mit der jeweiligen Aufnahme 122 konzentrisches Dämpfungselement in Form einer Elastomerhülse 131, eingepresst ist. Die Aufnahmen 122 sind als Durchgangsbohrungen in dem Materialblock 101 ausgebildet.
  • Innerhalb der Elastomerhülse 131 ist in dem gezeigten Beispiel noch eine Führungshülse 132 angeordnet. Diese kann einen Bolzen aufnehmen, um an einem externen Rahmen (nicht gezeigt), wie z.B. einem Fahrgestell eines Fahrzeugs, befestigt zu werden. Auch außen um die Elastomerhülse 131 kann noch eine Einfassungshülse innerhalb der Aufnahme 122 angeordnet sein.
  • Wie bereits erwähnt, werden der Kompressor 210, der erste Wärmetauscher 220 und der zweite Wärmetauscher 221 von dem Kältemittelverteiler 100 getragen. Dazu weist der Materialblock 101 Kompressorbefestigungen 160 sowie Wärmetauscherbefestigungen 150 auf, die dazu eingerichtet sind, den Kompressor 210 bzw. den ersten und den zweiten Wärmetauscher 220, 221 an dem Kältemittelverteiler 100 zu befestigen, wie in den 3 und 4 dargestellt.
  • Insbesondere können die Kompressorbefestigungen 160 und Wärmetauscherbefestigungen 150 Innengewinde aufweisen, die dazu eingerichtet sind, entsprechende Schrauben 250, 260 aufzunehmen, mittels derer der Kompressor 210 bzw. der zumindest eine Wärmetauscher 220 (bzw. die Wärmetauschereinheit) an dem Kältemittelverteiler 100 angeschraubt werden können. Dadurch ist der Kältemittelverteiler, wie in 3 und 4 dargestellt, zwischen dem Kompressor 210 und der Wärmetauschereinheit angeordnet, so dass der Kältemittelverteiler 100 zumindest nahe einem Masseschwerpunkt des Kältemittelkreislaufs 200 angeordnet ist. Beispielsweise kann der Masseschwerpunkt innerhalb einer Ebene, die durch die in dem hier gezeigten Beispiel drei Befestigungspunkte 120, 140 definiert ist bzw. durch diese verläuft, liegen. Dies ist besonders vorteilhaft, da in einer solchen Ausgestaltung die Schwingungsdämpfer 130 möglichst symmetrisch belastet werden und wenig Scherkräfte auf diese wirken. Dies erhöht einerseits die Standzeit der Schwingungsdämpfer 130 und verbessert andererseits die Schwingungsdämpfung insgesamt.
  • In dem hier gezeigten Beispiel ist einer der Befestigungspunkte 140 in einer in Bezug auf die Rotationsrichtung des Kompressors 210 axialen Richtung ausgerichtet, während zwei Befestigungspunkte 120 in Bezug auf die Rotationsrichtung radial bzw. tangential ausgerichtet sind. Mit Ausrichtung ist wie oben erläutert die Richtung der auf den Befestigungspunkt ausgeübten Kraft gemeint, wenn der Kältemittelverteiler und der externe Rahmen verbunden sind.
  • Eine axiale Ausrichtung bedeutet demnach, dass eine zentrale Achse des hohlzylinderförmigen Befestigungspunkts 140 parallel zu der Rotationsachse des Kompressors 210 verläuft. Demgegenüber ist eine radiale bzw. tangentiale Ausrichtung um 90 Grad gedreht, d.h. die zentrale Achse der hohlzylinderförmigen Befestigungspunkte 120 verläuft senkrecht zur Rotationsachse des Kompressors 210 und insbesondere auch senkrecht zu der Ebene, die durch die Befestigungspunkte 120, 140 aufgespannt ist (Haupterstreckungsebene des Kältemittelverteilers).
  • Dies ist zweckmäßig, da in den relevanten (axialen und radialen bzw. tangentialen) Richtungen ausreichend Platz für eine Montage des Kältemittelkreislaufs 200, beispielsweise in ein Fahrzeug, gegeben ist und zudem in diesen Richtungen die Hauptschwingungen des Kompressors 210 bei dessen Betrieb zu erwarten sind.
  • Der Kältemittelkreislauf 200 kann insbesondere zum Temperieren einer oder mehrerer Komponenten eines Fahrzeugs verwendet werden, wie z.B. einer Batterie, einer Kabine usw. Dabei kann insbesondere dem ersten Wärmetauscher 220 Wärme entnommen werden, beispielsweise um eine Komponente des Fahrzeugs zu heizen, und/oder dem zweiten Wärmetauscher 221 Wärme zugeführt werden, beispielsweise um eine Komponente des Fahrzeugs zu kühlen.
  • Es sei hier ausdrücklich betont, dass die vorstehend beschriebenen Merkmale des Kältemittelverteilers 100 bzw. des Kältemittelkreislaufs 200 nicht nur in der hier erläuterten Kombination verwendet werden können, sondern auch in anderen Kombinationen und ggf. auch in Alleinstellung vorteilhaft verwendet werden können. Die hier beschriebenen Kombinationen sind daher lediglich als Beispiele zum besseren Verständnis der Erfindung zu verstehen, sollen deren Ausgestaltung jedoch nicht über die in den Ansprüchen angegebenen Einschränkungen hinaus weiter beschränken.
  • Bei dem Kältemittel kann es sich insbesondere um Propan (R290), CO2 (R744), R-1234yf oder ein Kältemittel-Blend, welches vorzugsweise Propan umfasst, handeln. Vorzugsweise handelt es sich um ein propanhaltiges Kältemittel, welches beispielsweise zu mindestens 90%, 95%, 98%, oder 99% aus Propan besteht.

Claims (15)

  1. Kältemittelverteiler (100) für einen Kältemittelkreislauf (200), aufweisend einen Materialblock (101), wobei der Materialblock (101) dazu eingerichtet ist, mechanisch starr mit einem Kompressor (210) und mit zumindest einem Wärmetauscher (220, 221) des Kältemittelkreislaufs (200) gekoppelt zu werden, wobei der Materialblock (101) einen oder mehrere Befestigungspunkte (120, 140) aufweist, der bzw. die dazu eingerichtet ist bzw. sind, den Materialblock (101) mechanisch an einem externen Rahmen zu befestigen, wobei in dem Materialblock (101) ein Kältemittelspeicher (110) in Form einer Bohrung vorgesehen ist.
  2. Kältemittelverteiler (100) nach Anspruch 1, wobei in den einen oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) jeweils ein Schwingungsdämpfer (130) integriert ist.
  3. Kältemittelverteiler (100) nach Anspruch 2, wobei der eine oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) jeweils eine hülsenförmige Aufnahme (122) aufweisen und wobei der Schwingungsdämpfer (130) innerhalb der hülsenförmige Aufnahme (122) angeordnet ist.
  4. Kältemittelverteiler (100) nach Anspruch 3, wobei der Schwingungsdämpfer (130) ein oder mehrere mit der hülsenförmigen Aufnahme (122) des jeweiligen Befestigungspunkts (120, 140) konzentrische Dämpfungselemente (131) aufweist.
  5. Kältemittelverteiler (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der eine oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) und/oder der Schwingungsdämpfer (130), insbesondere mit jeweils einer zentralen Öffnung, zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zur Montage des Kältemittelverteilers (100) an dem externen Rahmen ausgebildet sind.
  6. Kältemittelverteiler (100) nach Anspruch 5, wobei der Schwingungsdämpfer (130) eine zentral angeordnete Führungshülse (132) für das Befestigungsmittel aufweist.
  7. Kältemittelverteiler (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Schwingungsdämpfer (130) mit dem jeweiligen Befestigungspunkt (120, 140) verpresst ist.
  8. Kältemittelverteiler (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) zumindest einen Befestigungspunkt (140) umfassen, der in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Kompressors (210) axial ausgerichtet ist, und/oder wobei der eine oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) zumindest einen Befestigungspunkt (120) umfassen, der in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Kompressors (210) radial und/oder tangential ausgerichtet ist.
  9. Kältemittelverteiler (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) je eine Bohrung in dem Materialblock (101) aufweisen.
  10. Kältemittelverteiler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Kältemittelspeicher (110) ein Filter und/oder Trockner (114) eingebaut ist, der dazu eingerichtet ist, Verunreinigungen, insbesondere Wasser, aus dem Kältemittel zu entfernen.
  11. Kältemittelverteiler (100) nach Anspruch 10, wobei der Materialblock (101) eine erste Stichbohrung (111) aufweist, die als Eingangsbohrung (111a) für den Kältemittelspeicher (110) eingerichtet ist.
  12. Kältemittelverteiler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Materialblock (101) eine zweite Stichbohrung (170) aufweist, die als ein Ventilsitz (170a) für ein Expansionsventil (400) ausgestaltet ist, und/oder eine dritte Stichbohrung (171) aufweist, die als ein Ventilausgang (171a) für das Expansionsventil (400) ausgestaltet ist.
  13. Kältemittelkreislauf (200) mit einem Kompressor (210), zumindest einem Wärmetauscher (220, 221) und einem Kältemittelverteiler (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kältemittelverteiler (100) mechanisch starr mit dem Kompressor (210) und dem zumindest einen Wärmetauscher (220, 221) gekoppelt ist.
  14. Kältemittelkreislauf (200) nach Anspruch 13, wobei ein Masseschwerpunkt des Kältemittelkreislaufs (200) innerhalb einer Ebene liegt, die durch den einen oder die mehreren Befestigungspunkte (120, 140) verläuft.
  15. Maschine, insbesondere Fahrzeug, mit einem Kältemittelkreislauf (200) nach Anspruch 13 oder 14 und zumindest einer zu temperierenden Komponente, die an den zumindest einen Wärmetauscher (220, 221) angeschlossen ist, wobei der Kältemittelkreislauf (200) mittels des einen oder der mehreren Befestigungspunkte (120, 140) des Kältemittelverteilers (100) an einem Rahmen der Maschine schwingungsgedämpft befestigt ist.
DE102024203891.1A 2024-04-25 2024-04-25 Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine Pending DE102024203891A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024203891.1A DE102024203891A1 (de) 2024-04-25 2024-04-25 Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine
PCT/EP2025/059834 WO2025223858A1 (de) 2024-04-25 2025-04-10 Kältemittelverteiler für einen kältemittelkreislauf, kältemittelkreislauf und maschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024203891.1A DE102024203891A1 (de) 2024-04-25 2024-04-25 Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024203891A1 true DE102024203891A1 (de) 2025-10-30

Family

ID=95450281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024203891.1A Pending DE102024203891A1 (de) 2024-04-25 2024-04-25 Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102024203891A1 (de)
WO (1) WO2025223858A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021048095A1 (de) * 2019-09-09 2021-03-18 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Kompaktmodul zur temperierung eines kraftfahrzeugs
WO2024028059A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-08 Valeo Systemes Thermiques Refrigerant module for thermal management system
DE102023129875A1 (de) * 2023-06-16 2024-12-19 Doowon Climate Control Co., Ltd. Kältemittelzirkulationsvorrichtung eines Fahrzeuges
DE102023129541A1 (de) * 2023-06-16 2024-12-19 Doowon Climate Control Co., Ltd. Kältemittelzirkulationsvorrichtung eines Fahrzeuges

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6925158B2 (ja) * 2017-04-26 2021-08-25 株式会社イズミ技研 自動車空調用配管ユニット及びその製造方法
US11440376B2 (en) * 2017-08-04 2022-09-13 Tesla, Inc. Technologies for manifolds
KR20230097728A (ko) * 2021-12-24 2023-07-03 한온시스템 주식회사 차량용 열교환 모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021048095A1 (de) * 2019-09-09 2021-03-18 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Kompaktmodul zur temperierung eines kraftfahrzeugs
WO2024028059A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-08 Valeo Systemes Thermiques Refrigerant module for thermal management system
DE102023129875A1 (de) * 2023-06-16 2024-12-19 Doowon Climate Control Co., Ltd. Kältemittelzirkulationsvorrichtung eines Fahrzeuges
DE102023129541A1 (de) * 2023-06-16 2024-12-19 Doowon Climate Control Co., Ltd. Kältemittelzirkulationsvorrichtung eines Fahrzeuges

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025223858A1 (de) 2025-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020124471A1 (de) Montageverteiler eines gebündelten integrierten wärmepumpenmoduls
DE102006020506A1 (de) Kühlgerät
DE102010026507A1 (de) Kältemittelkondensatormodul
DE102005052973A1 (de) Doppelwandiges Rohr, Herstellungsverfahren dafür und damit versehene Kühlkreisvorrichtung
EP2699865A1 (de) Kältemittelkondensatorbaugruppe
DE102012113179A1 (de) Kondensator für ein Fahrzeug
DE102023118683A1 (de) Komponentenanordnung für Komponenten eines Kältemittelkreislaufs eines Fahrzeug-Klimatisierungssystems und Klimatisierungssystem mit Kältemittelkreislauf für ein Fahrzeug
DE102007021605A1 (de) Komponentenanordnung für einen Kühlkreislauf und damit ausgestatteter Kühlkreislauf
DE202020106855U1 (de) Antriebsanordnung
DE202011001963U1 (de) Hitzeschild
DE602005003700T2 (de) Magnetorheologisches Fluidlager
DE102006051383A1 (de) Befestigungsanordnung eines Kombibauteils aus Akkumulator und Innerem Wärmeübertrager
DE60218957T2 (de) Entspannungsventil
DE102024203891A1 (de) Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Maschine
EP2474431B1 (de) Kraftfahrzeugklimaaanlage
DE102025114053A1 (de) Träger für einen Kompressor eines Kältemittelkreislaufs, Kältemittelkreislauf und Maschine
WO2006048285A1 (de) Befestigungssystem, insbesondere für einen wärmeübertrager
EP4341114A1 (de) Antriebsanordnung
EP4466148B1 (de) Klimaanlage sowie verfahren zur fertigung einer klimaanlage
DE102024203880A1 (de) Kältemittelverteiler für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf und Fahrzeug
DE102022003054A1 (de) Klimagerät
DE102024207210A1 (de) Verbinder für mehrere Fluidleitungen und Temperiersystem
DE102022211209A1 (de) Kältemittelbaugruppe für ein Kraftfahrzeug
DE102023130324A1 (de) Halteblech, Kältekreismaschine und zugehöriges Verfahren
DE102025120242A1 (de) Adapterflansch zwischen Koaxialkältemittelleitung und Expansionsorgan einer Fahrzeugklimatisierung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified