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DE102022211047A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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DE102022211047A1
DE102022211047A1 DE102022211047.1A DE102022211047A DE102022211047A1 DE 102022211047 A1 DE102022211047 A1 DE 102022211047A1 DE 102022211047 A DE102022211047 A DE 102022211047A DE 102022211047 A1 DE102022211047 A1 DE 102022211047A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
heat exchanger
channels
channel section
coolant
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
DE102022211047.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Sievers
Uwe Förster
Hicham Rouhana
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International 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 Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE102022211047.1A priority Critical patent/DE102022211047A1/de
Priority to CN202311341563.2A priority patent/CN117906414A/zh
Priority to US18/381,628 priority patent/US20240230236A9/en
Publication of DE102022211047A1 publication Critical patent/DE102022211047A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) mit einem Wärmeübertragerblock (2) mit ersten Fluidkanälen (3) und mit zweiten Fluidkanälen (4), mit einem Fluidsammler (5), wobei die ersten Fluidkanäle (3) einen ersten Fluidkanalabschnitt (7) und einen zweiten Fluidkanalabschnitt (8) aufweisen, wobei ein erster Fluideinlass (9) vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt (7) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein erster Fluidauslass (10) vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt (7) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluideinlass (11) vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt (8) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluidauslass (12) vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt (8) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei der Fluidsammler (5) einen dritten Fluideinlass (13) und einen dritten Fluidauslass (14) aufweist, und wobei ein vierter Fluideinlass (15) vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen (4) fluidverbunden ist und wobei ein vierter Fluidauslass (16) vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen (4) fluidverbunden ist, wobei der erste Fluidauslass (10) mit dem dritten Fluideinlass (13) fluidverbunden ist und der dritte Fluidauslass (14) mit dem zweiten Fluideinlass (11) fluidverbunden ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator, vorzugsweise für einen Kältemittelkreislauf und für einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wärmeübertrager, insbesondere Kondensatoren, für Kraftfahrzeuge sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen im Stand der Technik bekannt.
  • Es sind luftgekühlte Kondensatoren bekannt, welche eine relativ große Baugröße aufgrund des großen flächigen Rohr-Rippenblocks zur Durchströmung der Luft aufweisen. Solche Kondensatoren werden typischerweise vorn am Bug des Kraftfahrzeugs angeordnet und stehen in dem unmittelbaren Luftstrom, welcher das Kraftfahrzeug anströmt. Dadurch sind eine geringe Baugröße und eine individuelle Platzierung innerhalb des Kraftfahrzeugs nicht möglich.
  • Bei kühlmittelgekühlten Kondensatoren ist die Baugröße deutlich kompakter und sie können dadurch gut in einem freigegebenen Bauraum platziert werden. Dennoch ist die Anordnung der Anschlüsse für die Einpassung in den Bauraum von entscheidender Bedeutung, so dass die vorgesehenen Fluidverbindungen für das Kältemittel als auch für das Kühlmittel kompakt und passgenau ausgebildet werden können, wobei dabei auch die interne Verschaltung und die internen Fluidkanalverläufe für die Wärmeübertragungseffizienz des Wärmeübertragers wichtig sind.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösuna, Vorteile
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator zu schaffen, welcher bei geringem Bauraumbedarf kompakt ausgebildet ist und dennoch eine verbesserte Wärmeübertragungseffizienz aufweist.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator, mit einem Wärmeübertragerblock mit einer Vielzahl von ersten Fluidkanälen für ein Kältemittel und mit einer Vielzahl von zweiten Fluidkanälen für ein flüssiges Kühlmittel, wobei die ersten Fluidkanäle und die zweiten Fluidkanäle in thermischer Verbindung zueinander stehen, mit einem Fluidsammler, wobei die ersten Fluidkanäle einen ersten Fluidkanalabschnitt und einen zweiten Fluidkanalabschnitt aufweisen, wobei ein erster Fluideinlass für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle fluidverbunden ist, wobei ein erster Fluidauslass für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluideinlass für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluidauslass für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle fluidverbunden ist, wobei der Fluidsammler einen dritten Fluideinlass für das Kältemittel und einen dritten Fluidauslass für das Kältemittel aufweist, und wobei ein vierter Fluideinlass für das flüssige Kühlmittel vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen fluidverbunden ist und wobei ein vierter Fluidauslass für das flüssige Kühlmittel vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen fluidverbunden ist, wobei der erste Fluidauslass mit dem dritten Fluideinlass fluidverbunden ist und der dritte Fluidauslass mit dem zweiten Fluideinlass fluidverbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass bei kompakter Bauweise eine gute Wärmeübertragungseffizienz erreicht wird und mittels des Fluidsammlers auch eine Verbesserung der Unterkühlung des Kältemittels in dem zweiten Fluidkanalabschnitt des ersten Fluidkanals als Unterkühlungsbereich erreicht wird. Der erste Fluidkanalabschnitt des ersten Fluidkanals dient der Enthitzung und Kondensation des Kältemittels und kann ebenso auf die Gegebenheiten der Dichteerhöhung des Kältemittels optimiert ausgebildet sein, so dass auch diesbezüglich bei gleichem Bauraum eine verbesserte Enthitzung und Kondensation stattfindet oder bei gleicher Enthitzung und Kondensation der benötigte Bauraum für den Wärmeübertragerblock reduziert werden kann. Dadurch kann beispielsweise der Wärmeübertragerblock in der Größe reduziert werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers ist es besonders vorteilhaft, wenn der Wärmeübertragerblock aus einer Vielzahl von Wärmeübertragerplatten besteht, die aufeinandergestapelt sind und welche die ersten Fluidkanäle mit zumindest dem ersten Fluidkanalabschnitt und dem zweiten Fluidkanalabschnitt und auch die zweiten Fluidkanäle ausbilden. Damit kann auf kostengünstige Weise ein kompakter Wärmeübertragerblock geschaffen werden, wobei auch der erste Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle und der zweite Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle als auch die zweiten Fluidkanäle bedarfsspezifisch konfiguriert werden können, insbesondere hinsichtlich des Strömungsquerschnittes. So kann die jeweilige Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels bzw. des flüssigen Kühlmittels als auch der diesbezügliche Druckabfall spezifisch gewählt werden.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn der erste Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle zumindest einen ersten Durchgang und einen zweiten Durchgang aufweist, wobei der erste Durchgang und der zweite Durchgang seriell verschaltet und somit seriell durchströmbar sind. Damit werden die ersten Fluidkanäle des ersten Fluidkanalabschnitts in zumindest zwei Durchgänge für die Enthitzung und Kondensation unterteilt, um eine günstige Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel und dem flüssigen Kühlmittel in den zweiten Fluidkanälen zu erreichen. Damit kann eine Anpassung hinsichtlich der Dichte und der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels erreicht werden.
  • Auch ist es zweckmäßig, wenn der erste Durchgang des ersten Fluidkanalabschnitts einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Durchgang des ersten Fluidkanalabschnitts und/oder als der zweite Fluidkanalabschnitt. Damit kann eine Anpassung an Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels vorgenommen werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Durchgang des ersten Fluidkanalabschnitts einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Fluidkanalabschnitt. Dadurch kann ebenso eine Anpassung für einen Kondensierbereich mit gasförmigem und flüssigem Kältemittel und für einen Unterkühlbereich für flüssiges Kältemittel vorgenommen werden.
  • Auch ist es zweckmäßig, wenn der erste Durchgang des ersten Fluidkanalabschnitts der ersten Fluidkanäle im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen durchströmbar ist und/oder dass der zweite Fluidkanalabschnitt der ersten Fluidkanäle im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen durchströmbar ist und/oder dass der zweite Durchgang des ersten Fluidkanalabschnitts im Gleichstrom zu den zweiten Fluidkanälen durchströmbar ist. Dadurch erfolgt eine effektive Wärmeübertragung, insbesondere im Enthitzungsbereich und im Unterkühlungsbereich, bei welchen größere Temperaturreduzierungen des Kältemittels erreicht werden, im Gegensatz zum Kondensierbereich, in welchem die Temperatur des Kältemittels relativ konstant bleibt.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn der Fluidsammler ein rohrförmiges Gehäuse aufweist, welches an einer Seitenfläche den dritten Fluideinlass für das Kältemittel zum Einströmen in den Fluidsammler und den dritten Fluidauslass für das Kältemittel zum Ausströmen aus dem Fluidsammler aufweist. Damit kann der Fluidsammler platzsparend an den Wärmeübertragerblock angebunden werden und es kann eine Fluidverbindung ohne zusätzliche Verrohrung erfolgen, was Bauraum und Kosten spart.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Fluidsammler ein Fluidleitungselement mit zwei Fluidverbindungskanälen angeordnet ist, wobei ein erster Fluidverbindungskanal eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidauslass und dem dritten Fluideinlass ausbildet und wobei ein zweiter Fluidverbindungskanal eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Fluidauslass und dem zweiten Fluideinlass ausbildet. Dadurch kann besonders platzsparend eine Fluidverbindung zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Fluidsammler realisiert werden und gleichzeitig kann damit eine Umlenkung der Fluidverbindung hin zu einer anderen Bauhöhe erfolgen, so dass die zu verbindenden Fluideinlässe bzw. Fluidauslässe nicht direkt gegenüberliegen müssen.
  • Auch ist es zweckmäßig, wenn das Fluidleitungselement als Platte mit zwei Nuten ausgebildet ist, wobei die Platte zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Gehäuse des Fluidsammlers angeordnet ist und die beiden Nuten in der Platte des Fluidleitungselements den ersten Fluidverbindungskanal und den zweiten Fluidverbindungskanal ausbilden. Damit kann auf einfache und bauraumsparende Weise eine Anbindung des Fluidsammlers an den Wärmeübertragerblock erfolgen.
  • Vorteilhaft ist auch, wenn der Fluidsammler mit seinem Gehäuse derart an dem Wärmeübertragerblock angeordnet und befestigt ist, dass er sich nur über einen ersten Teilbereich der Erstreckung des Wärmeübertragerblocks erstreckt und einen zweiten Teilbereich des Wärmeübertragerblocks freilässt, wobei insbesondere in dem zweiten Teilbereich ein Fluideinlass und/oder ein Fluidauslass vorgesehen ist, insbesondere der vierte Fluideinlass für das Kühlmittel und/oder der zweite Fluidauslass für das Kältemittel. So kann eine günstige und bauraumsparende Verbindung des Wärmeübertragers mit zumindest einem Fluidkreislauf oder mit beiden Fluidkreisläufen für Kältemittel bzw. flüssiges Kühlmittel erfolgen.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Wärmeübertragerblock und/oder die Wärmeübertragerplatten eine im Wesentlichen rechteckige Grundform aufweist oder aufweisen, wobei eine Breite der Wärmeübertragerplatten und/oder des Wärmeübertragerblocks in einem Bereich von 75 mm bis 85 mm liegt, insbesondere bei 80 mm, und/oder eine Länge der Wärmeübertragerplatten und/oder des Wärmeübertragerblocks in einem Bereich von 170 mm bis 185 mm liegt, insbesondere bei 183 mm. Dies stellt gegenüber dem Stand der Technik eine deutliche Reduzierung der Abmessungen des Wärmeübertragerblocks bzw. der Wärmeübertragerplatten dar und dient einer signifikanten Bauraumreduzierung. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Ausgestaltung des Wärmeübertragers mit seiner Fluidführung zu einer deutlich höheren Wärmeübertragungseffizienz führt, was bei reduziertem Bauraum dennoch ausreichend Wärmeübertragungsleistung erbringt.
  • Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnungen
  • Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers,
    • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, und
    • 3 eine weitere schematische Teildarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager 1, insbesondere einen Kondensator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der Wärmeübertrager 1 ist dabei einerseits in einen Kältemittelkreislauf und andererseits in einen Kreislauf flüssigen Kühlmittels fluidisch eingebunden, so dass in dem Wärmeübertrager 1 eine Wärmeübertragung von dem Kältemittel hin zu dem flüssigen Kühlmittel erfolgen kann, um das Kältemittel mittels des flüssigen Kühlmittels zu kühlen. Die 1 bis 3 zeigen dazu verschiedene Darstellungen von verschiedenen Ausführungsbeispielen eines solchen Wärmeübertragers 1.
  • Dabei ist das flüssige Kühlmittel beispielsweise Wasser oder eine Wassermischung, eine Glykol-Wasser-Mischung etc. Das Kältemittel ist beispielsweise R1234yf oder R134a, R744 etc.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1, wie insbesondere eines Kondensators, weist einen Wärmeübertragerblock 2 mit einer Vielzahl von ersten Fluidkanälen 3 für das Kältemittel und mit einer Vielzahl von zweiten Fluidkanälen 4 für das flüssige Kühlmittel auf. Dabei sind die ersten Fluidkanäle 3 für das Kältemittel beispielsweise parallel zueinander und/oder seriell zueinander ausgebildet und/oder angeordnet. Vorzugsweise sind die zweiten Fluidkanäle 4 für das flüssige Kühlmittel beispielsweise parallel zueinander und/oder seriell zueinander ausgebildet und/oder angeordnet.
  • Die ersten Fluidkanäle 3 und die zweiten Fluidkanäle 4 sind in thermischer Verbindung zueinander stehend angeordnet. Vorteilhaft wechseln sich die ersten Fluidkanäle 3 und die zweiten Fluidkanäle 4 ab, so dass ein guter thermischer Kontakt für die Wärmeübertragung vorliegt.
  • Weiterhin ist ein Fluidsammler 5 vorgesehen für das Kältemittel. Der Fluidsammler 5 weist ein rohrförmiges Gehäuse 6 auf, welches einen Innenraum definiert für die Sammlung von flüssigem Kältemittel, die Entgasung des flüssigen Kältemittels und bedarfsweise optional die Entfeuchtung und/oder Filterung des Kältemittels mittels Filter und/oder Trockner.
  • Der Fluidsammler 5 ist vorzugsweise benachbart zu dem Wärmeübertragerblock 2 mit diesem Wärmeübertragerblock 2 verbunden, um eine Baueinheit zu bilden.
  • Gemäß 1 weisen die ersten Fluidkanäle 3 zumindest einen ersten Fluidkanalabschnitt 7 und einen zweiten Fluidkanalabschnitt 8 auf, die in dem Wärmeübertragerblock 2 angeordnet sind.
  • Weiterhin ist ein erster Fluideinlass 9 für das Kältemittel vorgesehen, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt 7 der ersten Fluidkanäle 3 fluidverbunden ist. Auch ist ein erster Fluidauslass 10 für das Kältemittel vorgesehen, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt 7 der ersten Fluidkanäle 3 fluidverbunden ist. Der erste Fluidkanalabschnitt 7 der ersten Fluidkanäle 3 verbindet den ersten Fluideinlass 9 mit dem ersten Fluidauslass 10.
  • Es ist ein zweiter Fluideinlass 11 für das Kältemittel vorgesehen, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt 8 der ersten Fluidkanäle 3 fluidverbunden ist. Weiterhin ist ein zweiter Fluidauslass 12 für das Kältemittel vorgesehen, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt 8 der ersten Fluidkanäle 3 fluidverbunden ist. Der zweite Fluidkanalabschnitt 8 der ersten Fluidkanäle 3 verbindet den zweiten Fluideinlass 11 mit dem zweiten Fluidauslass 12.
  • Der Fluidsammler 5 weist einen dritten Fluideinlass 13 für das Kältemittel und einen dritten Fluidauslass 14 für das Kältemittel auf. So kann durch den dritten Fluideinlass 13 Kältemittel in den Fluidsammler 5 einströmen und durch den dritten Fluidauslass 14 wieder aus dem Fluidsammler 5 ausströmen.
  • Gemäß 1 sind der Wärmeübertragerblock 2 und der Fluidsammler 5 derart miteinander fluidverbunden verschaltet, dass das Kältemittel durch den ersten Fluideinlass 9 in den ersten Fluidkanalabschnitt 7 der ersten Fluidkanäle 3 einströmt, die ersten Fluidkanäle 3 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 durchströmt und am ersten Fluidauslass 10 den Wärmeübertragerblock 2 wieder verlässt.
  • Vom ersten Fluidauslass 10 strömt das Kältemittel durch den dritten Fluideinlass 13 in den Fluidsammler 5, durchströmt den Fluidsammler 5 und strömt am dritten Fluidauslass 14 wieder aus dem Fluidsammler 5 aus.
  • Vom dritten Fluidauslass 14 strömt das Kältemittel zum zweiten Fluideinlass 11 des Wärmeübertragerblocks 2 und strömt durch den zweiten Fluideinlass 11 in den zweiten Fluidkanalabschnitt 8 der ersten Fluidkanäle 3, anschließend werden die ersten Fluidkanäle 3 des zweiten Fluidkanalabschnitts 8 durchströmt und am zweiten Fluidauslass 12 verlässt das Kältemittel den Wärmeübertragerblock 2 wieder. Der erste Fluidauslass 10 ist also mit dem dritten Fluideinlass 13 fluidverbunden und der dritte Fluidauslass 14 ist mit dem zweiten Fluideinlass 11 fluidverbunden.
  • Weiterhin weist der Wärmeübertragerblock 2 einen vierten Fluideinlass 15 für das flüssige Kühlmittel auf, welcher mit den zweiten Fluidkanälen 4 fluidverbunden ist. Auch ist ein vierter Fluidauslass 16 für das flüssige Kühlmittel vorgesehen, welcher mit den zweiten Fluidkanälen 4 fluidverbunden ist.
  • Aus den 2 und 3 ist erkennbar, dass der Wärmeübertragerblock 2 aus einer Vielzahl von Wärmeübertragerplatten 17 besteht, die aufeinandergestapelt sind und welche die ersten Fluidkanäle 3 mit zumindest dem ersten Fluidkanalabschnitt 7 und dem zweiten Fluidkanalabschnitt 8 und auch die zweiten Fluidkanäle 4 ausbilden. Dabei weisen die Wärmeübertragerplatten 17 typischerweise Öffnungen zur Überströmung von Fluid auf, wobei auch Begrenzungen vorgesehen sind, um ein Vermischen unterschiedlicher Fluide zu verhindern und um die jeweiligen Fluidkanäle 3, 4 zu trennen.
  • Weiterhin ist in der 1 zu erkennen, dass der erste Fluidkanalabschnitt 7 der ersten Fluidkanäle 3 zumindest einen ersten Durchgang 18 und einen zweiten Durchgang 19 aufweist, wobei der erste Durchgang 18 und der zweite Durchgang 19 seriell verschaltet und somit seriell durchströmbar sind. Dabei ist ein jeweiliger Durchgang ein Teil des ersten Fluidkanalabschnitts 7, in welchem das Kältemittel durch die dritten Fluidkanäle 3 strömt.
  • Der erste Durchgang 18 dient der Enthitzung und optional der anteiligen Kondensation des einströmenden gas- bzw. dampfförmigen Kältemittels und der zweite Durchgang 19 dient der vollständigen Kondensation des zuvor enthitzten Kältemittels.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn der erste Durchgang 18 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Durchgang 19 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 und/oder als der zweite Fluidkanalabschnitt 8. Dies ist daher vorteilhaft, weil das gas- bzw. dampfförmige Kältemittel einen höheren Raumbedarf hat als das bereits teilweise kondensierte oder vollständig kondensierte Kältemittel.
  • So ist es bei einem Ausführungsbeispiel auch zweckmäßig, wenn der zweite Durchgang 19 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Fluidkanalabschnitt 8.
  • Zur besonders effektiven Kühlung des Kältemittels in den ersten Fluidkanälen 3 ist es auch zweckmäßig, wenn der erste Durchgang 18 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 der ersten Fluidkanäle 3 im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen 4 durchströmbar ist, siehe 1, und/oder dass der zweite Fluidkanalabschnitt 8 der ersten Fluidkanäle 3 im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen 4 durchströmbar ist, siehe 1, und/oder dass der zweite Durchgang 19 des ersten Fluidkanalabschnitts 7 der ersten Fluidkanäle 3 im Gleichstrom zu den zweiten Fluidkanälen 4 durchströmbar ist. Dadurch wird der Gegenstrom zwischen Kältemittel und flüssigem Kühlmittel gerade dann genutzt, wenn in der jeweiligen Wärmeübertragungssituation eine Temperaturreduzierung des Kältemittels auftritt.
  • Der bereits oben beschriebene Fluidsammler 5 weist ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 6 auf, welches an seinen axialen Endbereichen verschlossen ist. An einer Seitenfläche 20 weist das Gehäuse 6 den dritten Fluideinlass 13 für das Kältemittel und den dritten Fluidauslass 14 für das Kältemittel auf.
  • Zwischen dem Wärmeübertragerblock 2 und dem Fluidsammler 5 ist ein Fluidleitungselement 21 mit zwei Fluidverbindungskanälen 22, 23 angeordnet, wie es in 3 zu erkennen ist. Ein erster Fluidverbindungskanal 22 bildet eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidauslass 10 und dem dritten Fluideinlass 13 aus und ein zweiter Fluidverbindungskanal 23 bildet eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Fluidauslass 14 und dem zweiten Fluideinlass 11 aus.
  • Vorteilhaft ist das Fluidleitungselement 21 als Platte mit zwei Nuten ausgebildet, wobei die Platte zwischen dem Wärmeübertragerblock 2 und dem Gehäuse 6 des Fluidsammlers 5 angeordnet ist und die beiden Nuten in der Platte des Fluidleitungselements 21 den ersten Fluidverbindungskanal 22 und den zweiten Fluidverbindungskanal 23 ausbilden.
  • Das Fluidleitungselement 21 kann grundsätzlich als Platte als gesondertes Bauteil ausgebildet sein, welches zwischen dem Wärmeübertragerblock 2 und dem Fluidsammler 5 angeordnet und daran befestigt wird.
  • Alternativ kann das Fluidleitungselement 21 auch als Platte als extrudiertes Bauteil ausgebildet sein, welches einteilig an dem Fluidsammler 5 vorgesehen wird und vorteilhaft mit dem Fluidsammler 5 einteilig durch Extrudieren oder durch einen anderen Herstellungsprozess hergestellt wird.
  • Dabei kann die Platte des Fluidleitungselements 21 grundsätzlich an dem Fluidsammler 5 einteilig ausgebildet sein, auch an einem im Querschnitt rundem Fluidsammler 5.
  • Aus 2 ist weiterhin zu erkennen, dass der Fluidsammler 5 mit seinem Gehäuse 6 derart an dem Wärmeübertragerblock 2 angeordnet und befestigt ist, dass er sich nur über einen ersten Teilbereich A der Erstreckung des Wärmeübertragerblocks 2 erstreckt und einen zweiten Teilbereich B des Wärmeübertragerblocks 2 freilässt, wobei insbesondere in dem zweiten Teilbereich B ein Fluideinlass 15 und/oder ein Fluidauslass 12 vorgesehen ist bzw. sind, insbesondere der vierte Fluideinlass 15 für das Kühlmittel und/oder der zweite Fluidauslass 12 für das Kältemittel, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist.
  • Durch die verbesserte Effizienz der Wärmeübertragung können der Wärmeübertragerblock 2 und die Wärmeübertragerplatten 17 bauraumsparender ausgebildet werden, so dass der Wärmeübertragerblock 2 und/oder die Wärmeübertragerplatten 17 eine im Wesentlichen rechteckige Grundform aufweisen kann oder aufweisen können, wobei eine Breite der Wärmeübertragerplatten 17 und/oder des Wärmeübertragerblocks 2 in einem Bereich von 75 mm bis 85 mm liegt, insbesondere bei 80 mm, und/oder eine Länge der Wärmeübertragerplatten 17 und/oder des Wärmeübertragerblocks 2 in einem Bereich von 170 mm bis 185 mm liegt, insbesondere bei 183 mm.

Claims (11)

  1. Wärmeübertrager (1), insbesondere Kondensator, mit einem Wärmeübertragerblock (2) mit einer Vielzahl von ersten Fluidkanälen (3) für ein Kältemittel und mit einer Vielzahl von zweiten Fluidkanälen (4) für ein flüssiges Kühlmittel, wobei die ersten Fluidkanäle (3) und die zweiten Fluidkanäle (4) in thermischer Verbindung zueinander stehen, mit einem Fluidsammler (5), wobei die ersten Fluidkanäle (3) einen ersten Fluidkanalabschnitt (7) und einen zweiten Fluidkanalabschnitt (8) aufweisen, wobei ein erster Fluideinlass (9) für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt (7) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein erster Fluidauslass (10) für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem ersten Fluidkanalabschnitt (7) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluideinlass (11) für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt (8) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei ein zweiter Fluidauslass (12) für das Kältemittel vorgesehen ist, welcher mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt (8) der ersten Fluidkanäle (3) fluidverbunden ist, wobei der Fluidsammler (5) einen dritten Fluideinlass (13) für das Kältemittel und einen dritten Fluidauslass (14) für das Kältemittel aufweist, und wobei ein vierter Fluideinlass (15) für das flüssige Kühlmittel vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen (4) fluidverbunden ist und wobei ein vierter Fluidauslass (16) für das flüssige Kühlmittel vorgesehen ist, welcher mit den zweiten Fluidkanälen (4) fluidverbunden ist, wobei der erste Fluidauslass (10) mit dem dritten Fluideinlass (13) fluidverbunden ist und der dritte Fluidauslass (14) mit dem zweiten Fluideinlass (11) fluidverbunden ist.
  2. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragerblock (2) aus einer Vielzahl von Wärmeübertragerplatten (17) besteht, die aufeinandergestapelt sind und welche die ersten Fluidkanäle (3) mit zumindest dem ersten Fluidkanalabschnitt (7) und dem zweiten Fluidkanalabschnitt (8) und auch die zweiten Fluidkanäle (4) ausbilden.
  3. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidkanalabschnitt (7) der ersten Fluidkanäle (3) zumindest einen ersten Durchgang (18) und einen zweiten Durchgang (19) aufweist, wobei der erste Durchgang (18) und der zweite Durchgang (19) seriell verschaltet und somit seriell durchströmbar sind.
  4. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchgang (18) des ersten Fluidkanalabschnitts (7) einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Durchgang (19) des ersten Fluidkanalabschnitts (7) und/oder als der zweite Fluidkanalabschnitt (8).
  5. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Durchgang (19) des ersten Fluidkanalabschnitts (7) einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der zweite Fluidkanalabschnitt (8).
  6. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchgang (18) des ersten Fluidkanalabschnitts (7) der ersten Fluidkanäle (3) im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen (4) durchströmbar ist und/oder dass der zweite Fluidkanalabschnitt (8) der ersten Fluidkanäle (3) im Gegenstrom zu den zweiten Fluidkanälen (4) durchströmbar ist und/oder dass der zweite Durchgang (19) des ersten Fluidkanalabschnitts (7) im Gleichstrom zu den zweiten Fluidkanälen (4) durchströmbar ist.
  7. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidsammler (5) ein rohrförmiges Gehäuse (6) aufweist, welches an einer Seitenfläche (20) den dritten Fluideinlass (13) für das Kältemittel und den dritten Fluidauslass (14) für das Kältemittel aufweist.
  8. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wärmeübertragerblock (2) und dem Fluidsammler (5) ein Fluidleitungselement (21) mit zwei Fluidverbindungskanälen (22, 23) angeordnet ist, wobei ein erster Fluidverbindungskanal (22) eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidauslass (10) und dem dritten Fluideinlass (13) ausbildet und wobei ein zweiter Fluidverbindungskanal (23) eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Fluidauslass (14) und dem zweiten Fluideinlass (11) ausbildet.
  9. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidleitungselement (21) als Platte mit zwei Nuten ausgebildet ist, wobei die Platte zwischen dem Wärmeübertragerblock (2) und dem Gehäuse (6) des Fluidsammlers (5) angeordnet ist und die beiden Nuten in der Platte des Fluidleitungselements (21) den ersten Fluidverbindungskanal (22) und den zweiten Fluidverbindungskanal (23) ausbilden.
  10. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidsammler (5) mit seinem Gehäuse (6) derart an dem Wärmeübertragerblock (2) angeordnet und befestigt ist, dass er sich nur über einen ersten Teilbereich der Erstreckung des Wärmeübertragerblocks (2) erstreckt und einen zweiten Teilbereich des Wärmeübertragerblocks (2) freilässt, wobei insbesondere in dem zweiten Teilbereich ein Fluideinlass (15) und/oder ein Fluidauslass (12) vorgesehen ist, insbesondere der vierte Fluideinlass (15) für das Kühlmittel und/oder der zweite Fluidauslass (12) für das Kältemittel.
  11. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragerblock (2) und/oder die Wärmeübertragerplatten (17) eine im Wesentlichen rechteckige Grundform aufweist oder aufweisen, wobei eine Breite der Wärmeübertragerplatten (17) und/oder des Wärmeübertragerblocks (2) in einem Bereich von 75 mm bis 85 mm liegt, insbesondere bei 80 mm, und/oder eine Länge der Wärmeübertragerplatten (17) und/oder des Wärmeübertragerblocks (2) in einem Bereich von 170 mm bis 185 mm liegt, insbesondere bei 183 mm.
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