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DE102023201285B4 - Coolant routing with improved use of installation space, cooling system and vehicle - Google Patents

Coolant routing with improved use of installation space, cooling system and vehicle

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Publication number
DE102023201285B4
DE102023201285B4 DE102023201285.5A DE102023201285A DE102023201285B4 DE 102023201285 B4 DE102023201285 B4 DE 102023201285B4 DE 102023201285 A DE102023201285 A DE 102023201285A DE 102023201285 B4 DE102023201285 B4 DE 102023201285B4
Authority
DE
Germany
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coolant
passage
connection
flange
condensate
Prior art date
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Active
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DE102023201285.5A
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German (de)
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DE102023201285A1 (en
Inventor
Holger Söhnel
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE102023201285B4 publication Critical patent/DE102023201285B4/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • 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
    • B60H1/3233Cooling devices characterised by condensed liquid drainage means

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Kühlmitteldurchführung (50), aufweisend einen Kondensatablauf (51) eines Verdampfers (21) einer Klimaanlage (20), welcher fluidführend in einem Flansch (52) mündet und mittels einer Kondensatpassage (53) durch den Flansch (52) hindurch verläuft, wobei der Flansch (52) dazu eingerichtet ist, in oder an einer Öffnung (111) einer Stirnwand (110) angeordnet zu sein, wobei der Flansch (52) mindestens einen ersten Kühlmittelanschluss (54) und mindestens einen zweiten Kühlmittelanschluss (55) aufweist, wobei der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) zur Kondensatpassage (53) benachbart angeordnet sind und eine fluidführende Verbindung durch den Flansch (52) hindurch ausbilden, wobei die Kondensatpassage (53) zwischen dem mindestens einen ersten Kühlmittelanschluss (54) und dem mindestens einen zweiten Kühlmittelanschluss (55) angeordnet ist. A coolant passage (50) comprising a condensate drain (51) of an evaporator (21) of an air conditioning system (20), which fluid-carrying opens into a flange (52) and extends through the flange (52) by means of a condensate passage (53), wherein the flange (52) is configured to be arranged in or on an opening (111) of an end wall (110), wherein the flange (52) has at least one first coolant connection (54) and at least one second coolant connection (55), wherein the at least one first coolant connection (54) and the at least one second coolant connection (55) are arranged adjacent to the condensate passage (53) and form a fluid-carrying connection through the flange (52), wherein the condensate passage (53) is arranged between the at least one first coolant connection (54) and the at least one second coolant connection (55).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmitteldurchführung, insbesondere für Kühlmittelleitungen, ein Kühlsystem, aufweisend eine Kühlmitteldurchführung, sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Kühlsystem.The invention relates to a coolant passage, in particular for coolant lines, a cooling system comprising a coolant passage, and a vehicle with such a cooling system.

Die zunehmende Leistungsfähigkeit der sensorischen Umfeldüberwachung und der zunehmende Grad an Automatisierung im Fahrzeugbereich gehen mit einer Steigerung der erforderlichen Rechenleistung der in den Fahrzeugen eingesetzten Zentralrechner einher. Mit dem üblicherweise begrenzten Bauraum können die thermisch beanspruchten Komponenten der Zentralrechner oftmals nicht durch Luft gekühlt werden. Hierfür wird ein Anschluss von Komponenten des Zentralrechners, wie beispielsweise Prozessor, Arbeitsspeicher, Grafikkarte und dergleichen, an eine fahrzeugseitige Flüssigkühlung benötigt.The increasing performance of sensor-based environmental monitoring and the growing degree of automation in vehicles are accompanied by a rise in the required computing power of the central computers used in these vehicles. Due to the typically limited installation space, the thermally stressed components of the central computers often cannot be cooled by air. Therefore, connecting components of the central computer, such as the processor, RAM, graphics card, and the like, to a liquid cooling system within the vehicle is necessary.

In der WO 2019 / 023 578 A1 ist beispielsweise ein elektronisches System beschrieben, bei dem eine auf einem Fahrzeugdach montierte Elektronik besonders effizient durch eine gekühlte Flüssigkeit oder durch ein Kältemittel gekühlt werden kann.In the WO 2019 / 023 578 A1 For example, an electronic system is described in which electronics mounted on a vehicle roof can be cooled particularly efficiently by a cooled liquid or by a refrigerant.

Auch in der US 2021 / 0 300 150 A1 ist ein System und ein Verfahren beschrieben, um elektrische Komponenten zu kühlen und bei Bedarf auch zu heizen. Hierfür kann die Kühlmittelpumpe in entgegengesetzte Pumprichtungen angesteuert werden.Also in the US 2021 / 0 300 150 A1 A system and a method are described for cooling electrical components and, if necessary, also heating them. For this purpose, the coolant pump can be controlled in opposite pumping directions.

Aus der DE 10 2011 084 263 A1 ist ebenfalls ein Kühlsystem für elektrische Komponenten, wie beispielsweise Leistungselektronik, bekannt.From the DE 10 2011 084 263 A1 It is also known as a cooling system for electrical components, such as power electronics.

Die JP H09- 193 648 A offenbart eine Klimaanlage, die beispielsweise in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, die einen Verdampfer mit einem blockartigen Expansionsventil an seinem seitlichen Ende aufweist.The JP H09- 193 648 A reveals an air conditioning system, for example, used in a vehicle air conditioning system, which has an evaporator with a block-like expansion valve at its side end.

Aus der US 2004 / 0 069 480 A1 ist eine Fahrzeugklimaanlagen bekannt umfassend eine Anordnung von Heiz- und Kühlrohren, die um die Klimaanlage herum angeordnet sind.From the US 2004 / 0 069 480 A1 A vehicle air conditioning system is known to comprise an arrangement of heating and cooling pipes that are arranged around the air conditioning unit.

Die JP 2007- 69 734 A offenbart eine Kühleinrichtung für eine Antenne.The JP 2007- 69 734 A reveals a cooling device for an antenna.

Die DE 10 2018 211 382 A1 offenbart ein Klimagerät zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs mit einem Kühlmittelanschluss, einem Kältemittelanschluss, einem Kondenswasseranschluss und einem Luftzuführkanalanschluss, die alle in einer Kopplungsstirnplatte angeordnet sind.The DE 10 2018 211 382 A1 Disclosing an air conditioning unit for air conditioning the interior of a motor vehicle, comprising a coolant connection, a refrigerant connection, a condensate connection and an air supply duct connection, all of which are arranged in a coupling end plate.

Aus der DE 11 2016 006 444 T5 ist eine Luftkonditioniereinheit für ein Fahrzeug bekannt, bei der ein erste Durchgangsloch und ein zweite Durchgangsloch in dem Trennelement definiert sind und durch eine einzelne Dichtung abgedichtet sind.From the DE 11 2016 006 444 T5 An air conditioning unit for a vehicle is known in which a first through-hole and a second through-hole are defined in the separating element and are sealed by a single seal.

Problematisch ist hierbei die Verlegung von Kühlmittelleitungen aus einem Motorraum zu Komponenten in der Fahrgastzelle. Hierfür wird üblicherweise für jede Kühlmittelleitung eine Durchführung durch die Stirnwand benötigt, die den Motorraum von der Fahrgastzelle des Fahrzeugs trennt. Es sind bereits Lösungen bekannt, die eine zu kühlende Komponente unmittelbar an die Stirnwand setzt oder in die Stirnwand integriert, um ein Einbringen von derartigen Durchführungen für die Kühlmittelleitungen zu vermeiden. Eine derartige Umsetzung ist jedoch bauraumbedingt nicht in jedem Fahrzeug oder Modell möglich.A problematic aspect here is routing coolant lines from the engine compartment to components in the passenger compartment. This typically requires a penetration through the firewall, which separates the engine compartment from the passenger compartment, for each coolant line. Solutions already exist that place the component to be cooled directly against or integrate it into the firewall to avoid the need for such penetrations for the coolant lines. However, due to space constraints, such an implementation is not feasible in every vehicle or model.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmitteldurchführung zu schaffen, die eine bauraumoptimierte Durchführung von Kühlmittelleitungen durch eine Stirnwand ermöglicht und das Einbringen von zusätzlichen Durchführungen vermeidet. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The invention is based on the objective of creating a coolant feedthrough that enables space-optimized routing of coolant lines through an end wall and avoids the need for additional feedthroughs. This objective is achieved by the features specified in claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kühlmitteldurchführung, insbesondere für Kühlmittelleitungen, bereitgestellt. Die Kühlmittelleitungen sind beispielsweise dazu eingerichtet, flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel zu führen. Hierbei kann auch ein Kältemittel, wie dieses in Klimaanlagen verwendet wird, als ein Kühlmittel ausgestaltet sein. Bei einer technisch einfachen Ausgestaltung kann das Kühlmittel als Wasser oder eine wässrige Lösung, beispielsweise in Verbindung mit einem Kälteschutzmittel, ausgeführt sein.According to one aspect of the invention, a coolant feedthrough, particularly for coolant lines, is provided. The coolant lines are designed, for example, to carry liquid or gaseous coolant. A refrigerant such as that used in air conditioning systems can also be configured as the coolant. In a technically simple embodiment, the coolant can be water or an aqueous solution, for example, in combination with a refrigerant stabilizer.

Die Kühlmitteldurchführung weist einen Kondensatablauf eines Verdampfers einer Klimaanlage auf, welcher fluidführend in einem Flansch mündet. Der Kondensatablauf kann beispielsweise als ein Trichter ausgestaltet sein, welcher unterhalb des Verdampfers angeordnet ist, um kondensierende Luftfeuchtigkeit aufzufangen und abzuführen. Vorteilhafterweise mündet der Kondensatablauf in einer Kondensatpassage, die durch den Flansch hindurch verläuft. Die Kondensatpassage bildet somit eine fluidführende Verbindung zwischen zwei Seiten des Flansches aus. Der Flansch ist dazu eingerichtet, in oder an einer Öffnung einer Stirnwand angeordnet zu sein. Die Stirnwand kann beispielsweise eine Fahrgastzelle von einem Motorraum trennen.The refrigerant passage includes a condensate drain from an air conditioning evaporator, which flows into a flange. The condensate drain can, for example, be designed as a funnel located below the evaporator to collect and remove condensing humidity. Advantageously, the condensate drain opens into a condensate passage that runs through the flange. This condensate passage thus forms a fluid-carrying connection between the two sides of the flange. The flange is designed to be installed in or on an opening in an end wall. The end wall can, for example, separate a passenger compartment from an engine compartment.

Der Flansch weist vorteilhafterweise mindestens einen ersten Kühlmittelanschluss und mindestens einen zweiten Kühlmittelanschluss auf. Der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss und der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss sind zur Kondensatpassage benachbart angeordnet und bilden eine fluidführende Verbindung durch den Flansch hindurch aus.The flange advantageously has at least one first coolant connection and at least one second coolant connection. The at least one first coolant connection and the at least one second coolant connection are arranged adjacent to each other for condensate passage and form a fluid-carrying connection through the flange.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kühlsystem mit einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchführung bereitgestellt. Das Kühlsystem weist eine Klimaanlage mit einem Verdampfer, einem Kondensator, einem Kältemittelkompressor und einem Expansionsventil auf. Weiterhin ist mindestens eine, mittels einer Flüssigkühlung, zu kühlende Komponente, vorgesehen. Vorteilhafterweise münden der Kondensatablauf des Verdampfers der Klimaanlage und mindestens zwei Kühlmittelleitungen der Flüssigkühlung in der Kühlmitteldurchführung. Hierdurch kann die Kühlmitteldurchführung für eine Vielzahl von unterschiedlichen Leitungen eingesetzt werden, um die Anzahl der erforderlichen Durchführungen durch die Stirnwand zu senken.According to a further aspect of the invention, a cooling system with a coolant feedthrough according to the invention is provided. The cooling system comprises an air conditioning unit with an evaporator, a condenser, a refrigerant compressor, and an expansion valve. Furthermore, at least one component to be cooled by means of liquid cooling is provided. Advantageously, the condensate drain of the air conditioning unit's evaporator and at least two coolant lines of the liquid cooling system terminate in the coolant feedthrough. This allows the coolant feedthrough to be used for a multitude of different lines, thereby reducing the number of required penetrations through the end wall.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Klimaanlage und eine Flüssigkühlung aufweist. Weiterhin weist das Fahrzeug ein erfindungsgemäßes Kühlsystem auf.According to another aspect of the invention, a vehicle is provided which has an air conditioning system and liquid cooling. Furthermore, the vehicle has a cooling system according to the invention.

Je nach Ausgestaltung kann durch den Flansch der Kühlmitteldurchführung Kondenswasser aus der Fahrgastzelle hinausgeleitet und mindestens eine Komponente mit einem Kühlmittel versorgt werden. Dabei können auch die Kältemittelleitungen des Verdampfers, von welchem das Kondenswasser durch den Kondensatablauf hinausgeführt wird, über die Kühlmittelanschlüsse geführt werden. Durch diese Maßnahme kann die Anzahl der erforderlichen Durchführungen durch die Stirnwand eines Fahrzeugs minimiert werden. Hierdurch sinkt auch die Gefahr von Leckagen durch eindringendes Wasser bei gleichzeitiger Verringerung des Montageaufwands.Depending on the design, condensate can be drained from the passenger compartment through the coolant feed-through flange, and at least one component can be supplied with coolant. The refrigerant lines of the evaporator, from which the condensate is drained via the condensate drain, can also be routed through the coolant connections. This measure minimizes the number of required penetrations through the vehicle's bulkhead. This also reduces the risk of leaks from water ingress while simultaneously decreasing installation effort.

Die erfindungsgemäße Kühlmitteldurchführung ermöglicht insbesondere die zusätzliche Kühlung eines Zentralrechners oder einer beliebigen anderen Komponente mit Kühlwasser aus dem Motorraum des Fahrzeugs, ohne das Einbringen von zusätzlichen Durchführungen in die Stirnwand zwischen dem Motorraum und der Fahrgastzelle.The coolant feedthrough according to the invention makes it possible in particular to additionally cool a central computer or any other component with coolant from the engine compartment of the vehicle, without having to introduce additional feedthroughs into the front wall between the engine compartment and the passenger compartment.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung können auch zusätzliche Kühlmittelanschlüsse zum Führen eines Kältemittels zum Verdampfer hin und vom Verdampfer weg vorgesehen sein.In an advantageous design, additional coolant connections can also be provided for guiding a refrigerant to and from the evaporator.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste Kühlmittelanschluss und der zweite Kühlmittelanschluss dazu eingerichtet, beidseitig des Flansches mit Kühlmittelleitungen verbunden zu sein. Hierfür können die Kühlmittelleitungen einen Schnellverschluss, einen Bajonettverschluss, einen Schlauchanschluss und dergleichen aufweisen, um flexible oder starre Kühlmittelleitungen fluiddicht anschließen zu können. Durch diese Maßnahme können die Kühlmittelanschlüsse integral mit dem Flansch geformt sein. Beispielsweise können der Flansch, die Kühlmittelanschlüsse und der Kondensatablauf mit der Kondensatpassage einteilig aus einem gemeinsamen Material hergestellt sein. Alternativ oder zusätzlich können der Flansch, die Kühlmittelanschlüsse und/oder die Kondensatpassage stoffschlüssig mit dem Flansch verbunden sein.According to one embodiment, the first and second coolant connections are designed to be connected to coolant lines on both sides of the flange. For this purpose, the coolant lines can have a quick-release coupling, a bayonet fitting, a hose connection, or the like, to allow for a fluid-tight connection of flexible or rigid coolant lines. This allows the coolant connections to be integrally formed with the flange. For example, the flange, the coolant connections, and the condensate drain with the condensate passage can be manufactured as a single piece from a common material. Alternatively or additionally, the flange, the coolant connections, and/or the condensate passage can be metallurgically bonded to the flange.

Die Kühlmitteldurchführung kann besonders kompakt und kosteneffizient hergestellt werden, wenn der erste Kühlmittelanschluss und/oder der zweite Kühlmittelanschluss derart zur Kondensatpassage benachbart angeordnet sind, dass mindestens eine Wandung der Kondensatpassage zumindest bereichsweise als eine gemeinsame Wandung des ersten Kühlmittelanschlusses und/oder des zweiten Kühlmittelanschlusses ausgestaltet ist. Durch diese Maßnahme kann insbesondere bei einer als Spritzguss-Bauteil ausgestalteten Kühlmitteldurchführung Material eingespart und die mechanische Stabilität der Kühlmitteldurchführung erhöht werden.The coolant passage can be manufactured in a particularly compact and cost-effective manner if the first coolant connection and/or the second coolant connection are arranged adjacent to the condensate passage in such a way that at least one wall of the condensate passage is designed, at least partially, as a common wall of the first coolant connection and/or the second coolant connection. This measure allows for material savings and increases the mechanical stability of the coolant passage, particularly in the case of an injection-molded component.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Stirnwand dazu eingerichtet, zumindest bereichsweise eine Fahrgastzelle von einem Motorraum zu trennen. Hierdurch kann die Kühlmitteldurchführung zu einer Verringerung der notwendigen Öffnungen in der Stirnwand beitragen, wodurch die Stirnwand kosteneffizienter hergestellt werden kann. Mit reduzierter Anzahl an Öffnungen steigt auch die mechanische Stabilität der Stirnwand.In another embodiment, the bulkhead is designed to separate at least a portion of the passenger compartment from the engine compartment. This allows the coolant passage to reduce the number of necessary openings in the bulkhead, thus enabling more cost-effective manufacturing. A reduced number of openings also increases the bulkhead's mechanical stability.

Die Kühlmittelleitungen können besonders materialschonend an die Kühlmitteldurchführung gelegt werden, wenn die Kondensatpassage und/oder der erste Kühlmittelanschluss und/oder der zweite Kühlmittelanschluss senkrecht und/oder in einem Winkel gegenüber dem Flansch ausgerichtet sind. Insbesondere können durch diese Maßnahme unnötige Biegungen vermieden oder der Kühlmitteldurchführung benachbarte Komponenten gezielt umgangen werden, wenn die Kühlmittelanschlüsse bereits im Vorfeld in einer U-Form, einer L-Form, einer orthogonal durch den Flansch verlaufenden I-Form oder schrägt bzw. in einem Winkel durch den Flansch hindurch verlaufen.Coolant lines can be routed to the coolant penetration in a particularly material-friendly manner if the condensate drain and/or the first coolant connection and/or the second coolant connection are aligned vertically and/or at an angle to the flange. In particular, this measure can avoid unnecessary bends or deliberately bypass components adjacent to the coolant penetration if the coolant connections are already pre-wired in a U-shape, an L-shape, an I-shape running orthogonally through the flange, or angled or diagonally through the flange.

Hierbei ist vorzugsweise die durch die Kühlmittelanschlüsse und/oder die Kondensatpassage ausgebildete Fluidpassage, die durch den Flansch hindurchführt geradlinig oder gebogen ausgestaltet, um eine flexible Anpassung an unterschiedliche Einbaubedingungen zu ermöglichen.This preferably involves the coolant connections and/or the condensate passage. The fluid passage, which passes through the flange, is designed to be straight or curved in order to allow flexible adaptation to different installation conditions.

Gemäß der Erfindung ist die Kondensatpassage zwischen dem ersten Kühlmittelanschluss und dem zweiten Kühlmittelanschluss angeordnet. Durch diese Maßnahme können Verstärkungsstrukturen des Kondensatablaufs beispielsweise oberhalb der Kühlmittelanschlüsse angeordnet werden. Die Kühlmittelleitungen werden somit nicht durch die Verstärkungsstrukturen beeinträchtigt.According to the invention, the condensate passage is arranged between the first coolant connection and the second coolant connection. This allows reinforcement structures for the condensate drain to be positioned, for example, above the coolant connections. The coolant lines are therefore not affected by the reinforcement structures.

Die Kühlmittelleitungen können besonders stabil mit den Kühlmittelanschlüssen des Flansches verbunden werden, wenn der Kondensatablauf derartige Verstärkungsrippen aufweist, die im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht gegenüber dem Flansch ausgerichtet sind, wobei mindestens eine Verstärkungsrippe eine Durchführung zum Aufnehmen von mindestens einer Kühlmittelleitung aufweist. Hierdurch kann die mit der Durchführung ausgestaltete Verstärkungsrippe oder Verstärkungsstruktur die Kühlmittelleitungen im Verbindungsbereich zu den Kühlmittelanschlüssen mechanisch entlasten.The coolant lines can be connected to the coolant connections of the flange in a particularly stable manner if the condensate drain has reinforcing ribs that are oriented essentially parallel and/or perpendicular to the flange, with at least one reinforcing rib having a feedthrough for accommodating at least one coolant line. This allows the reinforcing rib or structure with the feedthrough to mechanically relieve the coolant lines in the connection area to the coolant connections.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform,
  • 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchführung aus 1, und
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A aus 2 zum Veranschaulichen der erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchführung.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. The drawings show:
  • 1 a sectional view of a cooling system according to the invention in a vehicle according to one embodiment,
  • 2 a perspective view of a coolant feedthrough according to the invention made of 1 , and
  • 3 a sectional view along line A from 2 to illustrate the coolant feedthrough according to the invention.

In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.In the figures, the same constructive elements each have the same reference numerals.

Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kühlsystems 10 in einem Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist eine Detailansicht auf einen Bereich illustriert, in welchem eine Durchführung bzw. eine Öffnung 111 in einer Stirnwand 110 des Fahrzeugs 100 vorgesehen ist. Die Stirnwand 110 trennt einen Motorraum 120 von einer Fahrgastzelle 130.The 1 Figure 1 shows a sectional view of a cooling system 10 according to the invention in a vehicle 100 according to one embodiment. A detailed view of an area is illustrated in which a passage or opening 111 is provided in an end wall 110 of the vehicle 100. The end wall 110 separates an engine compartment 120 from a passenger compartment 130.

Das Kühlsystem 10 weist eine Klimaanlage 20 mit einem Verdampfer 21, einem Kondensator 22, einem Kältemittelkompressor 23 und einem Expansionsventil 24 auf. Der Übersicht halber sind die Komponenten der Klimaanlage 20 stark vereinfacht dargestellt. Die jeweiligen Verbindungsleitungen, Sensoren und dergleichen sind daher nicht näher dargestellt.The cooling system 10 includes an air conditioning unit 20 with an evaporator 21, a condenser 22, a refrigerant compressor 23, and an expansion valve 24. For clarity, the components of the air conditioning unit 20 are shown in a highly simplified manner. The respective connecting lines, sensors, and the like are therefore not shown in detail.

Weiterhin ist mindestens eine mittels einer Flüssigkühlung 30 zu kühlende Komponente 40 vorgesehen. Die zu kühlende Komponente 40 ist als ein Zentralrechner oder als ein Steuergerät ausgestaltet und in 2 gezeigt. Die 2 veranschaulicht in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Kühlmitteldurchführung 50 aus 1, welche im Bereich der Öffnung 111 angeordnet ist und den Motorraum 120 mit der Fahrgastzelle 130 verbindet. In der 3 ist weiterhin eine Schnittdarstellung entlang der Linie A aus 2 zum Veranschaulichen der erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchführung 50 gezeigt.Furthermore, at least one component 40 to be cooled by means of liquid cooling 30 is provided. The component 40 to be cooled is designed as a central computer or as a control unit and is in 2 shown. The 2 illustrated in a perspective view a coolant feedthrough 50 according to the invention. 1 , which is located in the area of opening 111 and connects the engine compartment 120 with the passenger compartment 130. In the 3 is still a cross-sectional view along line A from 2 shown to illustrate the coolant feedthrough 50 according to the invention.

Die Kühlmitteldurchführung 50 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel für Kühlmittelleitungen 31 der Flüssigkühlung 30 vorgesehen, die beispielsweise dazu eingerichtet sind, flüssiges Kühlmittel zu führen. Das Kühlmittel kann beispielsweise als ein mit einem Kälteschutzmittel versetztes Wasser ausgestaltet sein. Der Einfachheit halber sind die Komponenten der Flüssigkühlung 30, wie beispielsweise Wärmetauscher, Umwälzpumpen, Sensoren und dergleichen, nicht dargestellt.In the illustrated embodiment, the coolant passage 50 is provided for coolant lines 31 of the liquid cooling system 30, which are designed, for example, to carry liquid coolant. The coolant can, for example, be water mixed with a refrigerant. For the sake of simplicity, the components of the liquid cooling system 30, such as heat exchangers, circulation pumps, sensors, and the like, are not shown.

Die Kühlmitteldurchführung 50 weist einen Kondensatablauf 51 des Verdampfers 21 der Klimaanlage 20 auf, welcher fluidführend in einem Flansch 52 mündet. Der Kondensatablauf 51 ist als ein Trichter ausgestaltet und befindet sich unterhalb des Verdampfers 21, um das im Betrieb der Klimaanlage 20 entstehende Kondenswasser aufzufangen und abzuführen. Hierfür mündet der Kondensatablauf 51 in einer Kondensatpassage 53, die durch den Flansch 52 hindurch verläuft. Die Kondensatpassage 53 bildet somit eine fluidführende Verbindung zwischen einer der Fahrgastzelle 130 zugewandten Seite des Flansches 52 und einer dem Motorraum 120 zugewandten Seite des Flansches 52 aus.The coolant passage 50 has a condensate drain 51 for the evaporator 21 of the air conditioning system 20, which flows into a flange 52. The condensate drain 51 is designed as a funnel and is located below the evaporator 21 to collect and drain the condensate produced during operation of the air conditioning system 20. For this purpose, the condensate drain 51 opens into a condensate passage 53 that runs through the flange 52. The condensate passage 53 thus forms a fluid-carrying connection between one side of the flange 52 facing the passenger compartment 130 and the other side of the flange 52 facing the engine compartment 120.

Der Flansch 52 fungiert als ein Verschluss der Öffnung 111 der Stirnwand 110 und ist beispielsweise aus einem Elastomer geformt. Alternativ kann der Flansch 52 über eine, nicht dargestellte, Verschraubung an der Öffnung 111 befestigt werden.The flange 52 acts as a closure for the opening 111 in the end wall 110 and is, for example, made of an elastomer. Alternatively, the flange 52 can be attached to the opening 111 via a screw connection (not shown).

Der Flansch 52 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Kühlmittelanschluss 54 und einen zweiten Kühlmittelanschluss 55 auf. Der erste Kühlmittelanschluss 54 und der zweite Kühlmittelanschluss 55 sind zur Kondensatpassage 53 benachbart angeordnet und bilden ebenfalls eine fluidführende Verbindung durch den Flansch 52 hindurch aus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die ausgebildeten fluidführenden Verbindungen der Kühlmittelanschlüsse 54, 55 und der Kondensatpassage 53 geradlinig und parallel zueinander. Dabei sind die ausgebildeten fluidführenden Verbindungen orthogonal zu dem im Wesentlichen scheibenförmig ausgestalteten Flansch 52 ausgerichtet. Hierbei verdeutlicht die 3 die Anordnung der Kühlmittelanschlüsse 54, 55 und der Kondensatpassage 53.In the illustrated embodiment, the flange 52 has a first coolant connection 54 and a second coolant connection 55. The first coolant connection 54 and the second coolant connection 55 are arranged adjacent to the condensate passage 53 and also form a fluid-carrying connection through the flange 52. In the illustrated embodiment, the fluid-carrying connections of the coolant connections 54, 55 and the condensate passage 53 run straight and parallel to each other. nander. The fluid-carrying connections are oriented orthogonally to the essentially disc-shaped flange 52. This illustrates the 3 the arrangement of the coolant connections 54, 55 and the condensate passage 53.

An den Kühlmittelanschlüssen 54, 55 werden die Kühlmittelleitungen 31 befestigt. Dies kann beispielsweise durch einen Formschluss oder Kraftschluss erfolgen, bei dem die Kühlmittelleitungen 31 endseitig auf die Kühlmittelanschlüsse 54, 55 geschoben werden. Dabei können die Kühlmittelleitungen 31 auf beiden Seiten des Flansches 52 auf die Kühlmittelanschlüsse 54, 55 geschoben werden, da die Kühlmittelanschlüsse 54, 55 durch den Flansch 52 hindurch verlaufen bzw. auf beiden Seiten des Flansches 52 angeordnet sind.The coolant lines 31 are attached to the coolant connections 54, 55. This can be done, for example, by a positive fit or a friction fit, whereby the coolant lines 31 are pushed onto the coolant connections 54, 55 at their ends. The coolant lines 31 can be pushed onto the coolant connections 54, 55 on both sides of the flange 52, since the coolant connections 54, 55 extend through the flange 52 or are located on both sides of the flange 52.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kondensatpassage 53 mittig zwischen dem ersten Kühlmittelanschluss 54 und dem zweiten Kühlmittelanschluss 55 angeordnet. Weiterhin sind Verstärkungsstrukturen 56 vorgesehen, die den Kondensatablauf 51 mechanisch verstärken. Beispielhaft sind zwei als Verstärkungsrippen 57 ausgestaltete Verstärkungsstrukturen 56 veranschaulicht, die parallel gegenüber dem Flansch 52 ausgerichtet sind und Durchführungen 58 aufweisen, um die Kühlmittelleitung 31 aufzunehmen und mechanisch zu stützen. Diese Verstärkungsrippen 57 sind insbesondere in 1 und 2 veranschaulicht.In the illustrated embodiment, the condensate passage 53 is arranged centrally between the first coolant connection 54 and the second coolant connection 55. Reinforcing structures 56 are also provided, which mechanically reinforce the condensate drain 51. Two reinforcing structures 56, designed as reinforcing ribs 57, are illustrated as examples. These are aligned parallel to the flange 52 and have feedthroughs 58 to accommodate and mechanically support the coolant line 31. These reinforcing ribs 57 are particularly important in 1 and 2 illustrated.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100
Kraftfahrzeugmotor vehicle
110110
StirnwandFront wall
111111
Öffnungopening
120120
Motorraumengine compartment
130130
Fahrgastzellepassenger compartment
1010
KühlsystemCooling system
2020
Klimaanlageair conditioning
2121
VerdampferEvaporator
2222
Kondensatorcapacitor
2323
KältemittelkompressorRefrigerant compressor
2424
ExpansionsventilExpansion valve
3030
FlüssigkühlungLiquid cooling
3131
KühlmittelleitungCoolant line
4040
zu kühlende KomponenteComponent to be cooled
5050
KühlmitteldurchführungCoolant passage
5151
KondensatablaufCondensate drain
5252
Flanschflange
5353
KondensatpassageCondensate passage
5454
erster Kühlmittelanschlussfirst coolant connection
5555
zweiter Kühlmittelanschlusssecond coolant connection
5656
VerstärkungsstrukturenReinforcement structures
5757
VerstärkungsrippenReinforcing ribs
5858
Durchführungen in VerstärkungsrippenFeedthroughs in reinforcing ribs

Claims (9)

Kühlmitteldurchführung (50), aufweisend einen Kondensatablauf (51) eines Verdampfers (21) einer Klimaanlage (20), welcher fluidführend in einem Flansch (52) mündet und mittels einer Kondensatpassage (53) durch den Flansch (52) hindurch verläuft, wobei der Flansch (52) dazu eingerichtet ist, in oder an einer Öffnung (111) einer Stirnwand (110) angeordnet zu sein, wobei der Flansch (52) mindestens einen ersten Kühlmittelanschluss (54) und mindestens einen zweiten Kühlmittelanschluss (55) aufweist, wobei der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) zur Kondensatpassage (53) benachbart angeordnet sind und eine fluidführende Verbindung durch den Flansch (52) hindurch ausbilden, wobei die Kondensatpassage (53) zwischen dem mindestens einen ersten Kühlmittelanschluss (54) und dem mindestens einen zweiten Kühlmittelanschluss (55) angeordnet ist.A coolant passage (50) comprising a condensate drain (51) of an evaporator (21) of an air conditioning system (20), which fluid-carrying opens into a flange (52) and extends through the flange (52) by means of a condensate passage (53), wherein the flange (52) is configured to be arranged in or on an opening (111) of an end wall (110), wherein the flange (52) has at least one first coolant connection (54) and at least one second coolant connection (55), wherein the at least one first coolant connection (54) and the at least one second coolant connection (55) are arranged adjacent to the condensate passage (53) and form a fluid-carrying connection through the flange (52), wherein the condensate passage (53) is arranged between the at least one first coolant connection (54) and the at least one second coolant connection (55). Kühlmitteldurchführung (50) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) dazu eingerichtet sind, beidseitig des Flansches (52) mit Kühlmittelleitungen (31) verbunden zu sein.Coolant feedthrough (50) to Claim 1 , wherein the at least one first coolant connection (54) and the at least one second coolant connection (55) are arranged to be connected to coolant lines (31) on both sides of the flange (52). Kühlmitteldurchführung (50) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und/oder der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) derart zur Kondensatpassage (53) benachbart angeordnet sind, dass mindestens eine Wandung der Kondensatpassage (53) zumindest bereichsweise als eine gemeinsame Wandung des mindestens einen ersten Kühlmittelanschlusses (54) und/oder des mindestens einen zweiten Kühlmittelanschlusses (55) ausgestaltet ist.Coolant feedthrough (50) to Claim 1 or 2 , wherein the at least one first coolant connection (54) and/or the at least one second coolant connection (55) are arranged adjacent to the condensate passage (53) in such a way that at least one wall of the condensate passage (53) is designed at least in certain areas as a common wall of the at least one first coolant connection (54) and/or the at least one second coolant connection (55). Kühlmitteldurchführung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stirnwand (110) dazu eingerichtet ist, zumindest bereichsweise eine Fahrgastzelle (130) von einem Motorraum (120) zu trennen.Coolant passage (50) to one of the Claims 1 until 3 , wherein the front wall (110) is designed to separate at least partially a passenger compartment (130) from an engine compartment (120). Kühlmitteldurchführung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kondensatpassage (53) und/oder der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und/oder der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) senkrecht und/oder in einem Winkel gegenüber dem Flansch (52) ausgerichtet sind.Coolant passage (50) to one of the Claims 1 until 4 , wherein the condensate passage (53) and/or the at least one first coolant connection (54) and/or the at least one second The coolant connection (55) is aligned vertically and/or at an angle to the flange (52). Kühlmitteldurchführung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kondensatpassage (53) und/oder der mindestens eine erste Kühlmittelanschluss (54) und/oder der mindestens eine zweite Kühlmittelanschluss (55) eine geradlinig und/oder gebogen durch den Flansch (52) hindurch verlaufende Fluidpassage ausbilden.Coolant passage (50) to one of the Claims 1 until 5 , wherein the condensate passage (53) and/or the at least one first coolant connection (54) and/or the at least one second coolant connection (55) form a fluid passage running straight and/or curved through the flange (52). Kühlmitteldurchführung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kondensatablauf (51) Verstärkungsrippen 57 aufweist, wobei die Verstärkungsrippen 57 parallel und/oder senkrecht gegenüber dem Flansch (52) ausgerichtet sind, wobei mindestens eine Verstärkungsrippe (57) eine Durchführung (58) zum Aufnehmen von mindestens einer Kühlmittelleitung (31) aufweist.Coolant passage (50) to one of the Claims 1 until 6 , wherein the condensate drain (51) has reinforcing ribs 57, wherein the reinforcing ribs 57 are aligned parallel and/or perpendicular to the flange (52), wherein at least one reinforcing rib (57) has a passage (58) for receiving at least one coolant line (31). Kühlsystem (10), aufweisend eine Kühlmitteldurchführung (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Klimaanlage (20) mit einem Verdampfer (21), einem Kondensator (22), einem Kältemittelkompressor (23) und einem Expansionsventil (24), und aufweisend mindestens eine, mittels einer Flüssigkühlung (30), zu kühlende Komponente (40), wobei ein Kondensatablauf (51) des Verdampfers (21) und mindestens zwei Kühlmittelleitungen (31) der Flüssigkühlung (30) in der Kühlmitteldurchführung (50) münden.Cooling system (10) comprising a coolant passage (50) according to one of the preceding claims, comprising an air conditioning system (20) with an evaporator (21), a condenser (22), a refrigerant compressor (23) and an expansion valve (24), and comprising at least one component (40) to be cooled by means of a liquid cooling system (30), wherein a condensate drain (51) of the evaporator (21) and at least two coolant lines (31) of the liquid cooling system (30) open into the coolant passage (50). Fahrzeug (100), aufweisend eine Klimaanlage (20) und eine Flüssigkühlung (30), und aufweisend ein Kühlsystem (10) gemäß Anspruch 8 mit einer Kühlmitteldurchführung (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.Vehicle (100), comprising an air conditioning system (20) and a liquid cooling system (30), and comprising a cooling system (10) according to Claim 8 with a coolant feedthrough (50) according to one of the Claims 1 until 7 .
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