DE102006004983A1 - Heat exchanger, in particular an evaporator, for a motor vehicle's air conditioning system has flow paths each with a multi-duct tube for coolant and inlet/outlet pipes to supply/drain the coolant - Google Patents

Abstract

A collecting area (CA) (3) links to flow paths. Cooling air flows through a heat exchanger crosswise so as to cool a coolant. An inlet pipe (1) is oriented in a longitudinal direction on the CA and linked to it. Near its link to the CA, the inlet pipe has an effective pipe length in a longitudinal direction, which is considerably smaller than the effective overall length of the CA.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1.

EP 1 459 026 A1 beschreibt einen Verdampfer für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, bei dem eine Anzahl von Strömungspfaden für ein Kühlmittel jeweils in einen aus mehreren Platten aufgebauten Sammelbereich münden. In der vorliegenden Anmeldung wird die Bezeichnung Kählmittel synonym für Kältemittel verwendet, wie z.B. CO₂, R134a etc. Das Kühlmittel wird dem Sammelbereich über eine Zuleitung zugeführt, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Wärmetauschers erstreckt, wobei periodisch beabstandet Verbindungslöcher zwischen Zuleitung und Sammelbereich vorgesehen sind. Die Beschickung des Verdampfers mit Kühlmittel auf seiner Hochdruckseite erfolgt somit im wesentlichen parallel über die gesamte Länge. Ganz allgemein und insbesondere bei langen Verdampfern und bei hinsichtlich der Entmischung einer Gasphase und einer flüssigen Phase kritischen Kühlmitteln kommt es regelmäßig vor, daß bei der vorgenannten Beschickung bereits eine Inhomogenität des Kühlmittels, zum Beispiel eine durch die hochdruckseitig geringe Strömungsgeschwindigkeit begünstigte Entmischung von flüssiger Phase und Gasphase, auftritt, weswegen letztlich die Temperaturverteilung bzw. Tauscherleistung in Längsrichtung inhomogen ist. Dies führt wiederum zu einem verschlechterten Wirkungsgrad. Be kannte Maßnahmen wie etwa die Variation der Verbindungslochdurchmesser über die Länge des Verdampfers ergeben nur unbefriedigende Verbesserungen. EP 1 459 026 A1 describes an evaporator for a motor vehicle air conditioner, in which a number of flow paths for a coolant each lead to a collection area constructed from a plurality of plates. In the present application, the term Kählmittel is used synonymously for refrigerants, such as CO ₂ , R134a, etc. The coolant is supplied to the collecting area via a supply line which extends over substantially the entire length of the heat exchanger, wherein periodically spaced connecting holes between feed and Collection area are provided. The feed of the evaporator with coolant on its high pressure side thus takes place substantially parallel over the entire length. Quite generally, and especially in long evaporators and in terms of segregation of a gas phase and a liquid phase critical refrigerants, it is common that in the aforementioned feed already inhomogeneity of the coolant, for example, by the high pressure side low flow velocity favored segregation of the liquid phase and Gas phase occurs, which is why ultimately the temperature distribution or heat exchanger performance in the longitudinal direction is inhomogeneous. This in turn leads to a deteriorated efficiency. Be known measures such as the variation of the communication hole diameter over the length of the evaporator only unsatisfactory improvements.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen eingangs genannten Wärmetauscher anzugeben, bei dem eine verbesserte Homogenität einer Temperaturverteilung über seine Länge mit einfachen Mitteln ermöglicht ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.It is the object of the invention, a heat exchanger mentioned above in which an improved homogeneity of a temperature distribution over its Length with simple means is. This object is achieved according to the invention with the characterizing features of claim 1.

Das Zurückbleiben der wirksamen Zuleitungslänge, d.h. der Länge der Zuleitung, über die Kühlmittel in Längsrichtung des Wärmetauschers strömt, hinter der wirksamen Gesamtlänge, d.h. der von Kühlmittel durchströmten Länge des Wärmetauschers, ermöglicht die Ausbildung auch sehr langer Wärmetauscher, ohne daß bereits im Bereich der Zuleitung eine Phasenentmischung des Kühlmittels stattfindet. Hierdurch ist insgesamt eine homogenere Verteilung der flüssigen Phase des Kühlmittels und somit der für die Kühlleistung relevanten Verdampfung über die Länge des Wärmetauschers bzw. die Anzahl der Strömungspfade ermöglicht. Bevorzugt ist dabei die wirksame Zuleitungslänge nicht größer als die Hälfte der wirksamen Länge des Sammelbereichs, wodurch die erzielte Verbesserung besonders ausgeprägt ist.The Linger the effective lead length, i.e. the length the supply line, over the coolants longitudinal of the heat exchanger flows, behind the effective total length, i.e. that of coolant perfused Length of the heat exchanger, allows the training also very long heat exchanger without already Phase separation of the coolant takes place in the region of the feed line. As a result, overall a more homogeneous distribution of the liquid phase of the coolant and thus the for the cooling capacity relevant evaporation over the length of the heat exchanger or the number of flow paths allows. Preferably, the effective supply line length is not greater than the half the effective length collection area, whereby the improvement achieved is particularly pronounced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine mit dem Sammelbereich verbundene Umlaufleitung vorgesehen, wobei Kühlmittel aus einer ersten Teilmenge von Strömungspfaden heraus in die Umlaufleitung eintritt und aus der Umlaufleitung in eine zweite Teilmenge von Strömungspfaden austritt. Hierdurch ist auf einfache Weise eine sequentielle Verschaltung von Gruppen von Strömungspfaden ermöglicht, so daß letztlich der gesamte Verdampfer trotz der verkürzten Zuleitung gleichmäßig mit flüssiger Phase beschickbar ist.In a preferred embodiment The invention relates to a circulation line connected to the collecting area provided, with coolant from a first subset of flow paths out into the recirculation line enters and from the circulation line into a second subset of flow paths exit. This is a simple way of sequential interconnection of groups of flow paths allows so that ultimately the entire evaporator despite the shortened supply evenly liquid Phase is loadable.

In weiterhin bevorzugter Ausführung kann zumindest eines aus der Gruppe Zuleitung, Ableitung oder Umlaufleitung ein Trennelement aufweisen, mittels dessen zumindest zwei Abschnitte der betreffenden Leitung kühlmitteldicht von einander abgetrennt sind. Hierdurch lassen sich Leitungen in mehrfacher Weise nutzen, etwa als Zuleitung und zugleich als Umlaufleitung, so daß besonders raumsparende und kostengünstige Ausführungen ermöglicht sind.In furthermore preferred embodiment may be at least one of the group lead, derivative or circulation line a separating element, by means of which at least two sections the relevant line coolant from separated from each other. This allows cables in multiple ways use, for example, as a supply line and at the same time as a circulation line, so that especially space-saving and cost-effective versions allows are.

Bei einem bevorzugten Wärmetauscher weist der Sammelbereich eine Mehrzahl von Plattenelementen auf, durch deren Stapelung der Sammelbereich zumindest teilweise aufbaubar ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige und zugleich druckfeste Konstruktion des Sammelbereichs. Vorteilhaft ist dabei die Zuleitung mit einem oberen Plattenelement des Sammelbereichs verbunden, wobei eine Mehrzahl von jeweils korrespondierenden Durchbrechungen in dem oberen Plattenelement und in der Zuleitung vorgesehen sind. Hierdurch ist eine einfache Verbindung von Zuleitung und Sammelbereich ermöglicht.at a preferred heat exchanger has the collecting area has a plurality of plate elements their stacking the collection area at least partially buildable is. this makes possible a cost-effective and at the same time pressure-resistant construction of the collecting area. Advantageous is the supply line with an upper plate element of the collection area connected, wherein a plurality of corresponding openings are provided in the upper plate member and in the supply line. This is a simple connection of supply and collection area allows.

In einer vorteilhaften Ausführung mündet dabei zumindest eine Durchbrechung von Zuleitung und oberem Plattenelement in zumindest zwei Strömungspfade, wodurch die Anzahl der Durchbrechungen reduzierbar ist. In einer weiteren, alternativen oder ergänzenden Ausführung kann jedoch auch genau eine Durchbrechung von Zuleitung und oberem Plattenelement genau einem Strömungspfad zugeordnet sein, was wegen der größeren Anzahl von Durchbrechungen zu einer besonders sicheren Festlegung der Zuleitung führt.In an advantageous embodiment ends while at least one opening of the supply line and the upper plate element in at least two flow paths, whereby the number of openings can be reduced. In a additional, alternative or supplementary execution However, also exactly one opening of lead and upper plate element exactly a flow path be assigned, due to the larger number of openings leads to a particularly secure fixing of the supply line.

In bevorzugter Ausbildung ist in dem Sammelbereich ein plattenförmiges Verteilerelement vorgesehen, wobei das Kühlmittel mittels einer Mehrzahl von in dem Verteilerelement vorgesehenen Durchbrechungen auf die Mehrzahl von Strömungspfaden verteilbar ist. Durch ein solches kulissenartig geformtes Verteilerelement ist nicht nur ein einfacher Aufbau des Sammelbereichs aus Platten ermöglicht, sondern auch eine durch die Formgebung der Durchbrechungen einfache Verteilung des Kühlmittels auf die einzelnen Strömungspfade. Die Verteilung kann dabei individuell parallel oder sequentiell erfolgen.In a preferred embodiment, a plate-shaped distributor element is provided in the collecting region, wherein the coolant can be distributed to the plurality of flow paths by means of a plurality of apertures provided in the distributor element. By such a backdrop-like shape tes distribution element is not only a simple construction of the collecting area of plates allows, but also a simple through the shape of the openings distribution of the coolant to the individual flow paths. The distribution can be done individually in parallel or sequentially.

Weiterhin bevorzugt weist ein unteres Plattenelement eine Mehrzahl von Durchbrechungen auf, wobei die Strömungspfade im Bereich der Durchbrechungen an dem unteren Plattenelement festgelegt sind. Dies ermöglicht einen besonders kostengünstigen und zugleich sicheren Anschluß der Strömungspfade an den Sammelbereich, etwa mittels Verlötung.Farther Preferably, a lower plate member has a plurality of openings on, with the flow paths are defined in the region of the openings on the lower plate element. this makes possible a particularly cost-effective and at the same time secure connection of the flow paths to the collecting area, for example by means of soldering.

Zweckmäßig ist zumindest einer der Strömungspfade als U-förmiges Flachrohr mit mehreren Kammern ausgebildet, wodurch eine große gemeinsame Oberfläche von Kühlmittel und Strömungspfad kostengünstig und zugleich druckfest bereitgestellt ist.Is appropriate at least one of the flow paths as a U-shaped Flat tube formed with multiple chambers, creating a large common surface of coolant and flow path cost-effective and is provided at the same pressure resistant.

In besonders vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist die Mehrzahl von Strömungspfaden in eine Anzahl von Abschnitten gruppiert, wobei jeder Abschnitt zumindest einen Strömungspfad aufweist, wobei die Abschnitte in der Längsrichtung des Wärmetauschers nebeneinander angeordnet sind und wobei zwischen zumindest zwei der Abschnitte ein zu einer Zwischensammlung des Kühlmittels geeignetes Volumen vorgesehen ist. Hierdurch läßt sich eine gruppenweise sequentielle Anordnung der Strömungspfade realisieren, die besonders gut an eine verkürzte Zuleitung adaptierbar ist. Die Zwischensammlung führt zu einer erneuten Vermischung von in den Strömungspfaden ansatzweise entmischtem Kühlmittel, was die Effizienz und Homogenität des Wärmetauschers steigert. Zudem ist die Verwendung an sich bekannter Wärmetauscher bei nur kleinen Änderungen etwa im Bereich eines Verteilerelements kostensenkend ermöglicht.In Particularly advantageous embodiment of the invention is the majority of flow paths grouped into a number of sections, each section at least one flow path , wherein the sections in the longitudinal direction of the heat exchanger are arranged side by side and wherein between at least two sections to an intermediate collection of the coolant suitable volume is provided. This allows a groupwise sequential Arrangement of the flow paths which can be adapted particularly well to a shortened supply line is. The intermediate collection leads to a renewed mixing of coolant which has partially segregated in the flow paths, what the efficiency and homogeneity of the heat exchanger increases. In addition, the use of a known heat exchanger with only small changes allows cost-reducing, for example, in the region of a distributor element.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Anzahl der Abschnitte insgesamt zwei. Alternativ kann die Anzahl der Abschnitte aber auch eine andere Anzahl haben, insbesondere eine größere gerade Anzahl oder eine ungerade Anzahl größer oder gleich drei.In a preferred embodiment is the number of sections a total of two. Alternatively, you can the number of sections but also have a different number, in particular a bigger straight Number or an odd number greater than or equal to three.

Allgemein bevorzugt ist der Wärmetauscher ein Verdampfer einer Kraftfahzeug-Klimaanlage, wobei das Kühlmittel Kohlendioxid (R 744) ist. Kohlendioxid ist hinsichtlich der angesprochenen Probleme im Stand der Technik besonders kritisch und erfordert zudem hohe Drücke, was mit den vorgeschlagenen Lösungen besonders gut harmoniert. Allgemein ist jedoch auch die Kombination eines konventionellen Kühlmittels wie etwa R134a mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher aufgrund dessen guter Eigenschaften hinsichtlich Herstellungskosten und Baugröße vorteilhaft.Generally Preferably, the heat exchanger is a Evaporator of a motor vehicle air conditioner, the coolant Carbon dioxide (R 744) is. Carbon dioxide is in terms of the addressed Problems in the prior art particularly critical and also requires high pressures, what about the proposed solutions harmonizes very well. General is also the combination a conventional coolant such as R134a with a heat exchanger according to the invention due to this good properties in terms of manufacturing costs and size advantageous.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zuleitung im wesentlichen über die gesamte Länge des Wärmetauschers verlegt. Dies kann je nach Bauraumforderungen zweckmäßig sein. Wesentlich im Sinne der Erfindung ist, dass die wirksame Länge der Zuleitung, also die Länge, über die Kühlmittel in den Sammelbereich eintritt, begrenzt bleibt.In a further preferred embodiment the supply line is essentially over the entire length of the heat exchanger laid. This may be appropriate depending on space requirements. Essential in the context of the invention is that the effective length of Supply line, ie the length over which coolant entering the collection area remains limited.

In bevorzugter Ausführung weist zumindest die Zuleitung oder die Ableitung eine Abflachung (301b) auf, wobei die Abflachung flächig mit dem Sammelbereich verlötet ist. Hierdurch ist eine sichere und dichte Festlegung der Leitung am Sammelbereich auf einfache Weise gegeben. Besonders bevorzugt weist dabei zumindest die Zuleitung oder die Ableitung einen im wesentlichen D-förmigen Querschnitt auf. Dieser Querschnitt ist durch Nachbearbeitung eines kostengünstigen kreisrunden Rohres erzielbar oder auch durch Strangpressverfahren oder auf andere an sich bekannte Weise. Weiterhin bevorzugt ist der Querschnitt von zumindest der Zuleitung oder der Ableitung außerhalb des Bereichs der flächigen Verlötung im wesentlichen kreisförmig. Hierdurch können zumindest außerhalb der flächigen Verlötung Standardrohre verwendet werden, die kostengünstiger sind als Leitungen mit besonderem Querschnitt. Der Teil mit D-förmigem Querschnitt kann insbesondere an den Teil mit kreisförmigem Querschnitt angeschweißt sein. Er kann aber auch durch Abplattung eines vollständig runden Rohres ausgebildet sein, so dass kreisförmiger Teil und D-förmiger Teil auch vor der Herstellung der Leitungen ein einheitliches Rohr ausgebildet haben.In a preferred embodiment, at least the supply line or the discharge has a flattening ( 301b ), wherein the flattening is soldered flat with the collecting area. As a result, a secure and tight fixing of the line at the collecting area is given in a simple manner. Particularly preferably, at least the supply line or the discharge has a substantially D-shaped cross-section. This cross section can be achieved by reworking a cost-effective circular tube or by extrusion or other known per se. Further preferably, the cross-section of at least the lead or the lead outside the area of the sheet soldering is substantially circular. As a result, standard tubes can be used, which are less expensive than cables with a special cross section, at least outside the areal soldering. The part with a D-shaped cross section may in particular be welded to the part with a circular cross section. But it can also be formed by flattening a completely round tube, so that circular part and D-shaped part have formed a uniform tube before the production of the lines.

Vorteilhaft hat zumindest die Zuleitung oder die Ableitung eine Ausformung, die formschlüssig mit einer Ausformung des Sammelbereichs zum Zweck einer Positionierung der Zuleitung oder Ableitung zusammenwirkt, wobei die Ausformung keinen Durchtritt von Kühlmittel ermöglichen. Durch solche Ausformungen ist eine genaue Positionierung insbesondere im Zuge einer Herstellung des Wärmetauschers ermöglicht.Advantageous at least the supply line or the discharge has a shape, the form-fitting with a shape of the collecting area for the purpose of positioning the supply or discharge cooperates, the shaping no passage of coolant enable. By such formations is a precise positioning in particular During production of the heat exchanger allows.

Besonders vorteilhaft hat zumindest die Zuleitung oder die Ableitung eine Mehrzahl von Durchbrechungen, welche mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen des Sammelbereichs zwecks Durchlass von Kühlmittel fluchten, wobei die Durchbrechungen nicht formschlüssig zusammenwirken. Hierdurch liegen kaum Verspannungen im Bereich der fluchtenden Durchbrechungen vor, so dass wenig Ausschuss bei der Produktion und eine dauerhafte Dichtigkeit dieser kritischen Verbindungsteilen gegeben ist.Especially Advantageously, at least the supply line or the derivative has a A plurality of openings, which with a plurality of openings of the collecting area are aligned for the passage of coolant, wherein the Breakthroughs not form-fitting interact. As a result, hardly any tension in the area of aligned openings, so that little waste in the Production and a permanent tightness of these critical connecting parts given is.

In bevorzugter Ausgestaltung hat zumindest die Zuleitung oder die Ableitung Durchbrechungen zum Zwecke des Kühlmitteldurchtritts, die mittels Bohrung oder materialwegnehmender Stanzung hergestellt sind. Hierdurch lässt sich ein Leitungsquerschnitt auch im Bereich der Durchbrechungen beibehalten. Alternativ oder ergänzend kann es auch vorgesehen sein, dass die Zuleitung und/oder die Ableitung Durchbrechungen (301a) zum Zwecke des Kühlmitteldurchtritts aufweisen, die mittels Stanzung ohne Materialwegnahme hergestellt sind. Zwar wird hierdurch im allgemeinen der Leitungsquerschnitt an dieser Stelle verkleinert, jedoch besteht eine besonders hohe Sicherheit gegen löse anhaftende Materialreste, die im späteren Betrieb des Wärmetauschers in das Kühlmittel eintreten können.In a preferred embodiment has at least the supply or the discharge openings for the purpose of coolant passage, which are made by means of bore or materialwegnehmender punching. This makes it possible to maintain a line cross section in the region of the openings. Alternatively or additionally, it can also be provided that the supply line and / or the discharge openings ( 301 ) for the purpose of coolant passage, which are made by punching without material removal. Although this generally reduces the line cross-section at this point, there is a particularly high level of security against dissolving material residues which may enter the coolant during later operation of the heat exchanger.

Weitere Vorteile und Merkmale eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further Advantages and features of a heat exchanger according to the invention will be apparent from the hereinafter described embodiments as well as from the dependent ones Claims.

Nachfolgend werden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie eine Anzahl von Abwandlungen eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.following become three preferred embodiments and a number of modifications of a heat exchanger according to the invention described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers von vorne. 1 shows a plan view of a first embodiment of a heat exchanger from the front.

2 zeigt eine Draufsicht auf den Wärmetauscher aus 1 von oben. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Wärmetauscher aus 1 von der Seite. 2 shows a plan view of the heat exchanger 1 from above. 3 shows a plan view of the heat exchanger 1 of the page.

4 zeigt eine Schnittansicht durch den Wärmetauscher aus 1 im Bereich einer Zuleitung. 4 shows a sectional view through the heat exchanger 1 in the area of a supply line.

5 zeigt eine Schnittansicht durch den Wärmetauscher aus 1 im Bereich einer Ableitung. 5 shows a sectional view through the heat exchanger 1 in the range of a derivative.

6 zeigt eine Schnittansicht durch den Wärmetauscher aus 1 im Bereich einer Umlaufleitung. 6 shows a sectional view through the heat exchanger 1 in the area of a circulation line.

7 zeigt eine Draufsicht auf eine Verteilerplatte des Wärmetauschers aus 1. 7 shows a plan view of a distributor plate of the heat exchanger 1 ,

8 zeigt eine Draufsicht und eine seitliche Ansicht eines oberen Plattenelements des Wärmetauschers aus 1. 8th shows a plan view and a side view of an upper plate member of the heat exchanger 1 ,

9 zeigt eine Draufsicht auf ein unteres Plattenelement des Wärmetauschers aus 1. 9 shows a plan view of a lower plate member of the heat exchanger 1 ,

10 zeigt eine Schnittansicht eines Flachrohres des Wärmetauschers aus 1. 10 shows a sectional view of a flat tube of the heat exchanger 1 ,

11 zeigt eine Draufsicht auf eine Verteilerplatte eines Wärmetauschers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 11 shows a plan view of a distributor plate of a heat exchanger according to a second embodiment.

12 zeigt ein zu der Verteilerplatte aus 11 korrespondierendes oberes Plattenelement des zweiten Ausführungsbeispiels. 12 shows one to the distributor plate 11 corresponding upper plate member of the second embodiment.

13 zeigt eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels 13 shows a schematic representation of the principle of operation of the first and the second embodiment

14 bis 36 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers gemäß einer ersten bis entsprechend dreiundzwanzigsten Abwandlung. 14 to 36 each show a schematic representation of the functional principle of a heat exchanger according to the invention according to a first to correspondingly twenty-third modification.

37 zeigt eine zeigt eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers von vorne. 37 shows a shows a plan view of a third embodiment of a heat exchanger from the front.

38 zeigt eine Draufsicht auf den Wärmetauscher aus 37 von oben. 38 shows a plan view of the heat exchanger 37 from above.

39 zeigt eine Draufsicht auf den Wärmetauscher aus 37 von der Seite. 39 shows a plan view of the heat exchanger 37 of the page.

40 zeigt eine maßstabsgerechte Draufsicht auf eine Verteilerplatte des Wärmetauschers aus 37. 40 shows a scale top view of a distributor plate of the heat exchanger 37 ,

41 zeigt eine Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie A-A eines oberen Plattenelements des Wärmetauschers aus 41 shows a plan view and a side sectional view taken along the line AA of an upper plate member of the heat exchanger

37. 37 ,

42 zeigt eine Draufsicht, eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Draufsicht und eine stirnseitige Draufsicht auf eine Zuleitung des Wärmetauschers aus 37. 42 shows a plan view, a sectional view along the line AA of the plan view and a frontal plan view of a feed line of the heat exchanger 37 ,

43 zeigt eine Abwandlung der Zuleitung aus 42 in einer Schnittansicht und in einer Detailansicht mit einem Stanzwerkzeug. 43 shows a modification of the supply line 42 in a sectional view and in a detailed view with a punching tool.

Der Wärmetauscher gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Verdampfer für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage und umfaßt eine rohrförmige Zuleitung 1 sowie eine rohrförmige Ableitung 2. Beide Leitungen 1, 2 sind parallel zueinander in einer Längsrichtung des Verdampfers oberhalb eines sich über die gesamte Verdampferlänge erstreckenden Sammelbereichs 3 angeordnet. Jenseits des Sammelbereichs 3 sind Zuleitung 1 und Ableitung 2 zu einer gemeinsamen Flanschplatte 4 fortgeführt, über die sie mit der weiteren Klimaanlage des Fahrzeugs verbunden sind (nicht dargestellt). Im Bereich von Weiterführungen 1a, 2a zwischen Sammelbereich 3 und Flanschplatte 4 weisen die Leitungen eine Anzahl von Knicken und Biegungen auf, wodurch sie an die individuelle Geometrie des Einbauraums im Fahrzeug adaptiert sind. Als Zuleitung 1 bzw. Ableitung 2 im Sinne der Erfindung sind daher lediglich diejenigen Abschnitte der Leitungen definiert, in denen sie unmittelbar an dem Verdampfer angeordnet sind.The heat exchanger according to the first embodiment is an evaporator for an automotive air conditioner and comprises a tubular supply line 1 and a tubular discharge 2 , Both lines 1 . 2 are parallel to each other in a longitudinal direction of the evaporator above a collection area extending over the entire evaporator length 3 arranged. Beyond the collection area 3 are supply line 1 and derivative 2 to a common flange plate 4 continued, over they are connected to the further air conditioning system of the vehicle (not shown). In the area of continuations 1a . 2a between collection area 3 and flange plate 4 The lines have a number of kinks and bends, whereby they are adapted to the individual geometry of the installation space in the vehicle. As a supply line 1 or derivative 2 Within the meaning of the invention, therefore, only those sections of the lines are defined in which they are arranged directly on the evaporator.

Ebenfalls parallel zu der Zuleitung 1 und der Ableitung 2 ist eine Umlaufleitung 5 oberhalb des Sammelbereichs 3 an diesem angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Länge des Verdampfers. Die Umlaufleitung 5 ist als an seinen beiden Enden jeweils verschlossener Rohrabschnitt ausgebildet und weist etwa den gleichen Durchmesser auf wie die Zuleitung 1 und die Ableitung 2. Die Durchmesser von Zuleitung, Ableitung und Umlaufleitung können jedoch auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen.Also parallel to the supply line 1 and the derivative 2 is a circulation line 5 above the collection area 3 arranged on this and extends over the entire length of the evaporator. The circulation line 5 is formed as at its two ends in each case closed tube section and has approximately the same diameter as the supply line 1 and the derivative 2 , However, the diameters of supply line, discharge line and circulation line can also have different diameters.

Auf einer Unterseite des Sammelbereichs 3 ist eine Mehrzahl von insgesamt zwanzig jeweils U-förmig gebogenen Flachrohren 6 angeordnet, wobei die Schenkelhöhen der U-förmigen Flachrohre zuzüglich der Sammelbereichshöhe und dem Zu- bzw. Ableitungsdurchmesser insgesamt die Bauhöhe des Verdampfers ergeben.On a bottom of the collection area 3 is a plurality of twenty in each case U-shaped bent flat tubes 6 arranged, wherein the leg heights of the U-shaped flat tubes plus the collecting area height and the inlet and outlet diameter result in the overall height of the evaporator.

Jedes der Flachrohre 6 weist eine Mehrzahl von Kammern oder Kanälen 6a auf (siehe Querschnitt durch einen der Flachrohrschenkel in 10). Dabei bildet im vorliegenden Beispiel nur jeweils die Hälfte der Kammern 6a jedes der Flachrohre 6 zusammen einen Strömungspfad aus bzw. ist hydraulisch parallel angeordnet. In Richtung des Kühlluftstroms, also senkrecht zur Zeichnungsebene gemäß 1, liegen somit jeweils zwei Strömungspfade in jedem Flachrohr in der Tiefe hintereinander.Each of the flat tubes 6 has a plurality of chambers or channels 6a on (see cross section through one of the flat tube legs in 10 ). In this example, only half of the chambers form in each case 6a each of the flat tubes 6 together from a flow path or is arranged hydraulically parallel. In the direction of the cooling air flow, ie perpendicular to the plane according to 1 Thus, in each case two flow paths are in each flat tube in depth behind each other.

Die insgesamt zwanzig Flachrohre 6 sind mit ihren vierzig Enden jeweils in Ausnehmungen 7a eines unteren Plattenelements 7 (siehe 9) einfügbar und dort verlötbar. Ein zentraler, in Längsrichtung verlaufender Steg 7b des Plattenelements 7 trennt dabei die beiden Gruppen von Kammern 6a voneinander.The total of twenty flat tubes 6 are with their forty ends each in recesses 7a a lower plate member 7 (please refer 9 ) can be inserted and soldered there. A central, longitudinally extending bridge 7b of the plate element 7 separates the two groups of chambers 6a from each other.

Zur weiteren Ausbildung des Sammelbereichs 3 ist eine Verteilerplatte 8 (siehe 7) plan auf die untere Abschlußplatte 7 aufgelegt und flächig, zumindest jedoch entlang geschlossener Randlinien mit dieser verlötet. Die Verteilerplatte 8 hat eine Anzahl von kulissenartigen Durchbrechungen 8a, die teilweise mit den Durchbrechungen 7a der unteren Abschlußplatte 7 und somit mit den Stirnflächen der Flachrohre 6 fluchten. Nicht fluchtende Teile der Durchbrechungen, z.B. H-förmige Durchbrechungen 8b der Verteilerplatte 8 sind dazu vorgesehen, verschiedene Strömungspfade miteinander zu verbinden. Die gezeigten H-förmigen Durchbrechungen verbinden dabei jeweils zwei benachbarte Flachrohre 6 bzw. vier Strömungspfade miteinander.For further training of the collection area 3 is a distributor plate 8th (please refer 7 ) plan on the lower end plate 7 applied and flat, but at least soldered along closed marginal lines with this. The distributor plate 8th has a number of backdrop-like openings 8a Partially with the breakthroughs 7a the lower end plate 7 and thus with the end faces of the flat tubes 6 aligned. Out of alignment parts of the openings, eg H-shaped openings 8b the distributor plate 8th are intended to connect different flow paths together. The H-shaped openings shown connect each two adjacent flat tubes 6 or four flow paths with each other.

Oberhalb der Verteilerplatte 8 ist ein oberes Plattenelement 9 des Sammelbereichs 3 plan auf der Verteilerplatte 8 verlötet. Das Plattenelement 9 weist eine Anzahl von kreisförmigen Durchbrechungen 9a auf, die mittels Stanzung von jeweils der gleichen Seite hergestellt wurden. Durch die Stanzung entsteht auf der der Verteilerplatte abgewandten Seite jeweils ein überstehender Kragen 9b (siehe Seitenansicht des Plattenelements in 9), mittels dessen die Zuleitung 1, Ableitung 2 und Umlaufleitung 5 besonders leicht anbringbar sind. Wie aus der maßstabsgerechten Zeichnung 8 ersichtlich wird, weisen die Löcher 9a gruppenweise unterschiedliche Weiten auf, so daß den verschiedenen Drücken und Kühlmitteldichten im Verdampfer Rechnung getragen wird.Above the distributor plate 8th is an upper plate element 9 of the collection area 3 plan on the distributor plate 8th soldered. The plate element 9 has a number of circular openings 9a on, which were produced by punching on the same side. The punching creates a protruding collar on the side facing away from the distributor plate 9b (see side view of the plate element in 9 ), by means of which the supply line 1 , Derivation 2 and circulation line 5 are particularly easy to attach. As from the scale drawing 8th it can be seen, have the holes 9a Groupwise different widths, so that the various pressures and coolant densities in the evaporator is taken into account.

Wie die Darstellungen 4 bis 6 zeigen, sind die rohrförmigen Leitungen 1, 2 und 5 jeweils mit Bohrungen versehen, welche mit den zuvor beschriebenen Stanzungen 9a des oberen Plattenelelements 9 korrespondieren. Im Zuge der Montage des Verdampfers werden die Leitungen 1, 2, 5 somit auf die Kragen 9b aufgesteckt und kühlmitteldicht verlötet, wodurch zugleich eine mechanisch sichere Verbindung zwischen Sammelbereich und Leitung 1, 2, 5 hergestellt ist.Like the representations 4 to 6 show are the tubular conduits 1 . 2 and 5 each provided with holes, which with the punching previously described 9a of the upper plate element 9 correspond. In the course of assembly of the evaporator, the lines 1 . 2 . 5 thus on the collar 9b plugged and soldered coolant-tight, whereby at the same time a mechanically secure connection between collection area and line 1 . 2 . 5 is made.

Die Abstände der am weitesten entfernten Bohrungen ergeben eine wirksame Längen der jeweiligen Leitung 1, 2, 5. Eine hinsichtlich des Wärmetauschs gesamte wirksame Verdampferlänge ist sinnvoll als der größte Abstand zweier Strömungspfade in Längsrichtung des Verdampfers definiert. Hieraus ergibt sich, daß im vorliegenden Ausführungsbeispiel die wirksame Länge der Zuleitung 1 weniger als 40% der wirksamen Verdampferlänge beträgt.The distances of the farthest holes provide effective lengths of the respective line 1 . 2 . 5 , A total effective in terms of heat exchange evaporator length is useful as the largest distance between two flow paths defined in the longitudinal direction of the evaporator. It follows that in the present embodiment, the effective length of the supply line 1 is less than 40% of the effective evaporator length.

Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Durch die Zuleitung 1 wird dem Verdampfer ein unter hohem Druck stehendes aus flüssiger und gasförmiger Phase eines Kühlmittels zugeführt, welches vorliegend Kohlendioxid (R 744) ist. Das Kühlmittel tritt durch die Stanzungen 9a bzw. Löcher der Zuleitung in eine erste Gruppe aus acht Strömungspfaden ein. Es erfolgt in den H-förmigen Durchbrechungen eine Übergabe an die acht korrespondierenden gegenüberliegenden Strömungspfade, wobei jeweils ein zuerst und ein nachfolgend durchlaufener Strömungspfad zu dem gleichen Flachrohr gehören („Übergabe in der Tiefe"). Nach passieren von 16 der insgesamt vierzig Strömungspfade des Verdampfers tritt das Kühlmittel durch etwa größere Bohrungen in die Umlaufleitung 5 ein. Diese 16 ersten Strömungspfade, die den ersten acht Flachrohren von rechts gemäß 1 entsprechen, sind somit in einen ersten Abschnitt gruppiert.The invention now works as follows:
Through the supply line 1 the evaporator is supplied under high pressure from the liquid and gaseous phase of a coolant, which in the present case is carbon dioxide (R 744). The coolant passes through the punches 9a or holes of the supply line in a first group of eight flow paths. There is a transfer to the eight corresponding opposite flow paths in the H-shaped openings, wherein in each case a first and a subsequent flow path through flow to the same flat tube belong ("transfer in depth") 16 Of the total of forty flow paths of the evaporator, the coolant enters through approximately larger holes in the order overflow pipe 5 one. These 16 first flow paths corresponding to the first eight flat tubes from the right 1 are thus grouped into a first section.

Die Umlaufleitung 5 hat die Funktion eines Zwischensammlers, so daß das Kühlmittel der verschiedenen Strömungspfade neu vermischt wird. Zugleich fließt es gemäß 1 nach links, wobei die Strömungsgeschwindigkeit gegenüber der Zuleitung 1 bereits deutlich erhöht ist. Durch Entmischung bedingte Probleme sind an dieser Stelle bereits deutlich geringer geworden.The circulation line 5 has the function of an intermediate collector, so that the coolant of the different flow paths is remixed. At the same time it flows according to 1 to the left, with the flow rate relative to the supply line 1 already significantly increased. By demixing related problems have already been significantly reduced at this point.

Auf der linken Seite des Verdampfers bilden die restlichen zwölf Flachrohre eine zweite Gruppe bzw. einen zweiten Abschnitt von insgesamt vierundzwanzig Strömungspfaden 6 aus. Dabei erfolgt durch die Bohrungen 9a zunächst der Eintritt von der Umlaufleitung in die ersten zwölf Strömungspfade des zweiten Abschnitts und dann mittels der H-förmigen Durchbrechungen der Verteilerplatte in die zweiten zwölf Strömungspfade des zweiten Abschnitts. Der höheren Anzahl von Strömungspfaden des zweiten Abschnitts wird bei der als isobar anzusehenden Umlaufleitung 5 dadurch Rechnung getragen, daß der Durchmesser der Stanzungen 9a des zweiten Abschnitts kleiner ist als der Durchmesser der acht Stanzungen des ersten Abschnitts (siehe 8 und 6). Der Durchmesser der Stanzungen kann jedoch auch ein anderes relatives Verhältnis haben.On the left side of the evaporator, the remaining twelve flat tubes form a second group or a second section of a total of twenty-four flow paths 6 out. This is done through the holes 9a First, the inlet from the circulation line in the first twelve flow paths of the second portion and then by means of the H-shaped openings of the distributor plate in the second twelve flow paths of the second section. The higher number of flow paths of the second section becomes at the circulating line to be regarded as isobaric 5 thereby taken into account that the diameter of the punches 9a of the second section is smaller than the diameter of the eight punches of the first section (see 8th and 6 ). However, the diameter of the punches may also have a different relative ratio.

Letztlich tritt das vollständig verdampfte und entspannte Kühlmittel aus besonders großen zwölf Stanzungen in die Ableitung ein, um von dort dem weiteren Kältekreislauf zugeführt zu werden.Ultimately this occurs completely vaporized and decompressed coolant from especially large ones twelve punches in the derivative, in order to be fed from there to the further refrigerant circuit.

Gemäß der Funktion des Verdampfers werden während des vorbeschriebenen Betriebs die Flachrohre 6 von Kühlluft umströmt, die nachfolgend zur Luftkonditionierung eines Fahrzeuginnenraums verwendet wird.According to the function of the evaporator, the flat tubes become during the above-described operation 6 flows around cooling air, which is subsequently used for the air conditioning of a vehicle interior.

Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß 11 und 12 unterscheidet sich von dem ersten Beispiel lediglich in der Ausbildung der Stanzungen 9a' und ihrer korrespondierenden Bohrungen in den Leitungen 1, 2, 6 sowie in der Ausformung der Verteilerplatte 8'. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind hier einige der Durchbrechungen 9a' jeweils so ausgeformt, daß zwei Strömungspfade 6a durch jeweils eine einzige Bohrung unmittelbar mit Kühlmittel beschickt werden. Allerdings werden ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel weiterhin zwei Strömungspfade pro Abschnitt des Verdampfers druchströmt, wofür ebenfalls H-förmige Durch brechungen 8a' zwecks Übergang zwischen den Strömungspfaden zuständig sind.The second preferred embodiment according to 11 and 12 differs from the first example only in the formation of the punches 9a ' and their corresponding holes in the pipes 1 . 2 . 6 as well as in the shape of the distributor plate 8th' , In contrast to the first embodiment, here are some of the openings 9a ' each formed so that two flow paths 6a Be charged directly through a single hole with coolant. However, just as in the first embodiment, two flow paths per section of the evaporator druchströmt, what also H-shaped breaks through 8a ' responsible for the transition between the flow paths.

Insgesamt wurde dadurch die Zahl der Bohrungen bzw. Stanzungen 9a' reduziert. Es sind nur vierundzwanzig Stanzungen 9a' vorhanden, und zwar jeweils sechs für jeden Austritt bzw. Eintritt des Kühlmittels in die Leitungen 1, 2, 5. Somit sind im zweiten Ausführungsbeispiel auch die beiden sequentiellen Abschnitte bzw. Gruppen von Strömungspfaden gleich groß, was jedoch je nach Anforderungen leicht abwandelbar ist.Overall, this was the number of holes or punches 9a ' reduced. There are only twenty four punches 9a ' present, in each case six for each exit or entry of the coolant into the lines 1 . 2 . 5 , Thus, in the second embodiment, the two sequential sections or groups of flow paths are the same size, but this can be easily modified depending on the requirements.

Im zweiten Ausführungsbeispiel beträgt die wirkame Zuleitungslänge geringfügig weniger als die Hälfte der wirksamen Gesamtlänge des Verdampfers, wie sich aus den entsprechenden maximalen Bohrungsabständen von Zuleitung 1 und Verdampfer in Längsrichtung ergibt.In the second embodiment, the effective lead length is slightly less than half the effective total length of the evaporator, as determined from the corresponding maximum lead spacing of lead 1 and evaporator in the longitudinal direction.

Nachfolgend werden zur Verdeutlichung der Tragweite des erfindungsgemäßen Konzepts dreiundzwanzig Abwandlungen gemäß der 14 bis 36 beschrieben. Dabei handelt es sich jeweils nur um die konzeptionelle Anordnung von Zuleitung, Ableitung und gegebenenfalls weiterer Umlaufleitungen. Austritte von Kühlmittel aus einer Leitung ist jeweils mit einem gekreuzten Kreis symbolisiert, wogegen Eintritte jeweils mit einem punktierten Kreis symbolisiert sind. Strömungspfade für das Kühlmittel sind durch Verbindungslinien zwischen den Leitungen symbolisiert.Hereinafter, to illustrate the scope of the inventive concept twenty-three modifications according to the 14 to 36 described. These are each only the conceptual arrangement of supply, discharge and possibly other circulation lines. Outlets of coolant from a pipe is each symbolized by a crossed circle, whereas entries are each symbolized by a dotted circle. Flow paths for the coolant are symbolized by connecting lines between the lines.

14 zeigt eine Abwandlung nach dem Prinzip der beiden detailliert beschriebenen Ausführungsbeispiele mit einer Zuleitung, einer Ableitung, einer Umlaufleitung und zwei Abschnitten von Strömungspfaden, wobei der zweite Abschnitt die doppelte Anzahl von Strömungspfaden aufweist. 14 shows a modification according to the principle of the two embodiments described in detail with a supply line, a drain, a circulation line and two sections of flow paths, wherein the second section has twice the number of flow paths.

15 zeigt die Abwandlung von 14 mit Zuleitung und Ableitung auf entgegengesetzten Seiten. 15 shows the modification of 14 with supply and discharge on opposite sides.

16 zeigt die Abwandlung aus 15 mit zwei gleich großen Abschnitten. 16 shows the modification 15 with two equal sections.

17 zeigt eine Abwandlung mit drei Abschnitten, wobei eine zweite Umlaufleitung zur Beschickung des dritten Abschnitts vorgesehen ist. 17 shows a modification with three sections, wherein a second circulating line is provided for feeding the third section.

18 zeigt die Abwandlung aus 17 mit verkürzten Umlaufleitungen. 18 shows the modification 17 with shortened circulation lines.

19 zeigt eine Abwandlung mit drei Abschnitten, wobei jeweils eine Umlaufleitung mittels Abtrennung eines Abschnitts der Zuleitung und der Ableitung durch ein kühlmitteldichtes Trennelement ausgebildet ist. Hierdurch ist ein besonders schmalbauender Verdampfer realisierbar, da nur zwei Leitungsrohre parallel zueinander laufen. 19 shows a modification with three sections, wherein in each case a circulation line by means of separation of a portion of the supply line and the discharge is formed by a coolant-tight separating element. As a result, a particularly narrow evaporator can be realized, since only two pipes run parallel to each other.

20 zeigt eine Abwandlung mit drei Abschnitten und einem separaten Umlaufrohr, wobei die Ableitung ein Trennelement zur Abtrennung eines weiteren Umlaufrohres aufweist und in Gegenrichtung zur Zuleitung von dem Verdampfer wegführt. 20 shows a modification with three Ab cut and a separate circulation pipe, the derivative has a separating element for the separation of another circulation pipe and leads away in the opposite direction to the supply line from the evaporator.

21 zeigt eine Abwandlung mit drei Abschnitten und zwei separaten Umlaufrohren, wobei Zuleitung und Ableitung auf der gleichen Seite angeordnet sind. 21 shows a modification with three sections and two separate circulation tubes, wherein supply and discharge are arranged on the same side.

22 zeigt eine zur 21 ähnliche Abwandlung mit kurzen Umlaufleitungen. 22 shows one to 21 similar modification with short circulation lines.

23 zeigt eine Abwandlung mit drei Abschnitten, einer separaten Umlaufleitung und Trennelementen in Zuleitung und Ableitung, wobei Zuleitung und Ableitung in entgegengesetzte Richtungen abgehen. 23 shows a modification with three sections, a separate circulation line and dividing elements in the supply and discharge, with supply and discharge go in opposite directions.

24 zeigt eine Abwandlung mit fünf Abschnitten, wobei zwei separate Umlaufleitungen mit jeweils einem Trennelement zur Generierung von faktisch vier Umlaufleitungen vorgesehen sind. 24 shows a modification with five sections, wherein two separate circulation lines are provided, each with a separator for the generation of virtually four circulating lines.

25 zeigt eine Lösung für fünf Abschnitte mit insgesamt drei parallelen Leitungen, was durch entsprechende Trennelemente in Zuleitung und Umlaufleitung realisiert ist. 25 shows a solution for five sections with a total of three parallel lines, which is realized by corresponding dividing elements in the supply line and circulation line.

26 zeigt eine Lösung mit vier parallelen Leitungen und fünf Abschnitten, wobei zusätzliche Trennelemente vorgesehen sind. 26 shows a solution with four parallel lines and five sections, with additional separating elements are provided.

27 zeigt eine Abwandlung mit vier Abschnitten, wobei drei Leitungsrohre vorgesehen sind und Zuleitung und Ableitung entgegengesetzt fortführen. Die Lösung ist im Prinzip auf 6 oder mehr geradzahlige Abschnitte erweiterbar. 27 shows a modification with four sections, wherein three conduits are provided and continue supply and discharge opposite. The solution is basically up 6 or more even-numbered sections expandable.

28 zeigt eine Abwandlung mit vier oder mehr geradzahligen Abschnitten, wobei Zuleitung und Ableitung mittels Trennelementen im gleichen Leitungsrohr vorgesehen sind und nur eine Umlaufleitung vortliegt. 28 shows a modification with four or more even-numbered sections, wherein supply and discharge by means of separating elements are provided in the same conduit and vorrt only one circulation line.

29 zeigt die Abwandlung aus 28 mit nur zwei Abschnitten und somit nur einem Trennelement zwischen Zuleitung und Ableitung. 29 shows the modification 28 with only two sections and thus only one separating element between supply and discharge.

30 zeigt eine Lösung mit 4 oder mehr Abschnitten bei einer Zuleitung, einer gegenseitigen Ableitung und einer Umlaufleitung. 30 shows a solution 4 or more sections in a supply line, a mutual discharge and a circulation line.

31 zeigt eine Variante, bei der Zuleitung und Ableitung ihre Anschlüsse in Längsrichtung mittig haben und senkrecht zur Längsrichtung fortgeführt sind. Es liegen zwei Abschnitte und eine Umlaufleitung vor. 31 shows a variant in which supply and discharge have their connections in the longitudinal direction in the middle and are continued perpendicular to the longitudinal direction. There are two sections and one circulation line.

32 zeigt eine Variante von 29 mit asymetrischer Teilung der Abschnitte und an den Verdampferenden jeweils abgewinkelter Zu- und Ableitung. 32 shows a variant of 29 with asymmetrical division of the sections and at the evaporator ends each angled inlet and outlet.

33 zeigt die Variante aus 32 mit separaten Rohren für Zuleitung und Ableitung, so daß kein Trennelement erforderlich ist. 33 shows the variant 32 with separate pipes for supply and discharge, so that no separator is required.

34 zeigt die Variante aus 33 mit in bezüglich der Luftströmung in entgegengesetzter Richtung fortgeführter Zu- und Ableitung. 34 shows the variant 33 with in with respect to the air flow in the opposite direction continued supply and discharge.

35 zeigt eine Variante mit zwei Abschnitten, bei der der erste Abschnitt hinsichtlich der einzelnen Strömungspfade jeweils hälftig auf die Endbereiche des Verdampfers verteilt ist, wobei der zweite Abschnitt sich zwischen den beiden Untergruppen von Strömungspfaden des ersten Abschnitts befindet. Hierdurch ist eine Feinanpassung an eine Verteilung der Luftströmung ermöglicht. 35 shows a variant with two sections, in which the first section is distributed in half with respect to the individual flow paths to the end regions of the evaporator, wherein the second section is located between the two subgroups of flow paths of the first section. This allows a fine adjustment to a distribution of the air flow.

36 zeigt eine zu 35 abgewandelte Anordnung, bei der Untergruppen von Strömungspfaden des zweiten Abschnitts jeweils an den Verdampferenden Angeordnet sind. Die Untergruppen sind zur genaueren Anpassung asymmetrisch verteilt, wobei an einem Ende nur ein Strömungspfad und am anderen Ende drei Strömungsfpade des zweiten Abschnitts vorgesehen sind. 36 shows one too 35 modified arrangement, are arranged in the subgroups of flow paths of the second portion respectively at the evaporator ends. The subgroups are asymmetrically distributed for more accurate matching, with only one flow path at one end and three flow paths of the second section at the other end.

Bei dem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß 37 bis 43 ist die Zuleitung 301 nahezu über die gesamte Gehäuselänge des Wärmetauschers verlegt und zwischen einer Ableitung 302 und einer Umlaufleitung 305 angeordnet. Die wirksame Länge Lz der Zuleitung ergibt sich als maximaler Abstand von insgesamt fünf in Zuleitungsrichtung nacheinander angeordneten Durchbrechungen 301a, über die das Kältemittel in den Wärmetauscher eintritt. Eine wirksame Länge Ls eines Sammelbereichs 303 ergibt sich aus einem maximalen Abstand zweier Strömungspfade in Längsrichtung des Wärmetauschers. Vorliegend beträgt die wirksame Zuleitungslänge Lz etwa 43% der wirksamen Verdampferlänge Ls. Die Zeichnungen 37 bis 43 sind in sich jeweils maßstabsgerecht.In the third embodiment according to the invention 37 to 43 is the supply line 301 laid almost over the entire housing length of the heat exchanger and between a derivative 302 and a circulation line 305 arranged. The effective length Lz of the feed line results as a maximum distance of a total of five in the feed direction successively arranged openings 301 through which the refrigerant enters the heat exchanger. An effective length Ls of a collection area 303 results from a maximum distance between two flow paths in the longitudinal direction of the heat exchanger. In the present case, the effective supply line length Lz is approximately 43% of the effective evaporator length Ls. The painting 37 to 43 are in each case to scale.

Der Sammelbereich 303 ist analog zu den ersten Ausführungsbeispielen aus einem oberen Plattenelement 309, einer Verteilerplatte 308 und einem unteren Plattenelement 307 zur Aufnahme von Flachrohren 306 aufgebaut. Die Verteilerplatte 308 weicht in der genauen Anordnung ihrer Durchbrechungen 308a von den vorherigen Ausführungsbeispielen ab, funktioniert jedoch nach identischem Prinzip. Die Plattenelemente 307, 308, 309 sind an ihren anliegenden Flächen flächig miteinander verlötet. Das untere Plattenelement entspricht demjenigen aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Aus einer Überlagerung der Zeichnungen 40 und 41 ergeben sich unmittelbar die vorgesehenen Strömungswege des Kühlmittels innerhalb des Wärmetauschers. Ebenso wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen sind dabei in Entsprechung zu dem abnehmenden Druck die Durchbrechungen in den Leitungen und im oberen Plattenelement 309 im Verlauf des Strömungswegs des Kühlmittels zunehmend größer ausgeführt.The collection area 303 is analogous to the first embodiments of an upper plate member 309 , a distributor plate 308 and a lower plate member 307 for receiving flat tubes 306 built up. The distributor plate 308 gives way to the exact arrangement of their openings 308a from the previous embodiments, but works on the same principle. The plate elements 307 . 308 . 309 are soldered flat on their adjacent surfaces. The lower plate member corresponds to that of the first embodiment. From a superposition of drawings 40 and 41 arise directly the intended flow paths of the coolant within the heat exchanger. As in the previous embodiments are in accordance with the decreasing pressure, the openings in the lines and in the upper plate member 309 running progressively larger in the course of the flow path of the coolant.

Die Zuleitung 301, die Ableitung 302 und die Umlaufleitung 305 weisen im Bereich ihres Kontakts mit einem oberen Plattenelement 309 jeweils eine Abflachung 301b auf, so dass die Leitungen über diesen Abschnitt einen D-förmigen Querschnitt haben (siehe 39, 42). Außerhalb des Anlagebereichs sind Zuleitung 301 und Ableitung 302 im Querschnitt kreisförmig.The supply line 301 , the derivative 302 and the circulation line 305 in the region of their contact with an upper plate element 309 one flattening each 301b on, so that the lines have a D-shaped cross section over this section (see 39 . 42 ). Outside the investment area are supply line 301 and derivative 302 circular in cross-section.

Zudem weisen die Leitungen 301, 302, 305 im Bereich der Abflachung 301b Durchbrechungen 301c auf, die mit eingeprägten Erhebungen 309b des oberen Plattenelements 309 korrespondieren. Da die Erhebungen 309b keinen Durchtritt für das Kältemittel bereitstellen (siehe 41), dient der Eingriff der Erhebungen 309b in die Durchbrechungen 301c, also das formschlüssige Zusammenwirken korrespondierender Ausformungen, lediglich der Platzierung und Halterung der Leitungen 301, 302, 305 im Zuge der Herstellung des Wärmetauschers. Dabei ist die Oberseite des oberen Plattenelements 309 flächig mit Lot plattiert. Nach justierter Anordnungen der Leitungen 301, 302, 305 werden diese in ihrem Anlagebereich 301b flächig mit dem oberen Plattenelement 309 verlötet. dabei fluchten Durchbrechungen 309a des oberen Plattenelements mit den jeweiligen Durchbrechungen 301a, ohne dass die Durchbrechungen 301a, 309a wie im ersten Ausführungsbeispiel formschlüssig ineinander greifen müssen. Zweckmäßig ist jeweils eine der Durchbrechungen 301a maßgenau bezüglich des vorgegebenen Durchtrittsquerschnitts für das Kältemittel, und die jeweils andere der Durchbrechungen 309a weist ein Übermaß auf, um unvermeidlichen Toleranzen bei der Positionierung der Leitungen Rechnung zu tragen.In addition, the lines show 301 . 302 . 305 in the area of the flattening 301b perforations 301c on top, with embossed elevations 309b of the upper plate member 309 correspond. Because the surveys 309b do not provide a passage for the refrigerant (see 41 ), the intervention of the surveys serves 309b in the openings 301c , So the positive interaction of corresponding formations, only the placement and mounting of the lines 301 . 302 . 305 in the course of the production of the heat exchanger. Here is the top of the upper plate element 309 flat with soldered plating. After adjusted arrangements of wires 301 . 302 . 305 These are in their investment area 301b flat with the upper plate element 309 soldered. while openings are aligned 309a the upper plate member with the respective openings 301 without the breakthroughs 301 . 309a as in the first embodiment must interlock positively. It is expedient in each case one of the openings 301 dimensionally accurate with respect to the predetermined passage cross section for the refrigerant, and the respective other of the openings 309a has an excess to account for unavoidable tolerances in the positioning of the lines.

Gemäß 42 weisen die Durchbrechungen 301a keine Grate oder überstehenden Materialreste auf. Dies lässt sich durch Bohrung oder zumeist kostengünstigere Stanzung und anschließende Entgratung und Entfernung des ausgestanzten Materials erzielen. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung von Pressluft geschehen. Allgemein verbleibt hier ein gewisses Risiko von losen Graten oder nicht vollständig entfernten Materialresten, die im späteren Betrieb in den Kältekreislauf geraten könnten.According to 42 have the breakthroughs 301 no burrs or protruding material left over. This can be achieved by drilling or usually more cost-effective punching and subsequent deburring and removal of the punched-out material. This can be done using compressed air, for example. In general, there remains a certain risk of loose burrs or material remnants that are not completely removed, which could later enter the refrigeration cycle.

In einer Abwandlung gemäß 43 wird die Leitung 301 daher mittels eines geeigneten Werkzeugs 310 ohne Materialwegnahme, also materialerhaltend, gestanzt, um die Öffnungen 301a, 301b zu erzeugen. Dabei bleibt das aus der Öffnung entfernte Material 301d der Leitungswandung innerhalb der Leitung angeordnet und fest mit der übrigen Wandung verbunden. Auf diese Weise wird eine hohe Sicherheit gegen Eintritt von Materialabfall in den Kältekreislauf erzielt. Allerdings wird prinzipbedingt der Querschnitt der Leitung 301, 302, 305 verkleinert, was einen entsprechenden Druckabfall zur Folge hat. Zweckmäßig kann daher vorgesehen sein, dass nur Leitungsteile mit hohem Druck und niedriger Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere die Zuleitung 301, mittels Stanzung ohne Materialwegnahme hergestellt werden.In a modification according to 43 becomes the conduit 301 therefore by means of a suitable tool 310 without material removal, thus preserving material, punched to the openings 301 . 301b to create. This leaves the material removed from the opening 301d the conduit wall disposed within the conduit and firmly connected to the remaining wall. In this way, a high level of security against entry of material waste is achieved in the refrigeration cycle. However, in principle, the cross section of the line 301 . 302 . 305 reduced, resulting in a corresponding pressure drop. Appropriately it can therefore be provided that only line parts with high pressure and low flow velocity, in particular the supply line 301 , are manufactured by punching without material removal.

Claims (25)

Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, umfassend eine Mehrzahl von Strömungspfaden, wobei jeder der Strömungspfade zumindest ein von einem Kühlmittel durchströmtes Mehrkanalrohr (6) aufweist, eine Zuleitung (1) und eine Ableitung (2) zum Zu- und Abführen des Kühlmittels zum Wärmetauscher, zumindest einen Sammelbereich (3), wobei zumindest Abschnitte des Sammelbereichs (3) mit der Mehrzahl von Strömungspfaden verbunden sind, wobei der Wärmtauscher in einer Querrichtung von Kühlluft zur Kühlung des Kühlmittels durchströmbar ist, wobei der Wärmetauscher in einer zu der Querrichtung im wesentlichen senkrechten Längsrichtung eine größere bauliche Länge aufweist als in der Querrichtung, und wobei die Zuleitung (1) in Längsrichtung orientiert an dem Sammelbereich (3) angeordnet und mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung im Bereich der Verbindung mit dem Sammelbereich eine wirksame Zuleitungslänge in der Längsrichtung aufweist, die deutlich kleiner als eine wirksame Gesamtlänge des Sammelbereiches (3) ist.A heat exchanger, in particular evaporator of an automotive air conditioning system, comprising a plurality of flow paths, wherein each of the flow paths at least one multi-channel tube through which a coolant flows ( 6 ), a supply line ( 1 ) and a derivative ( 2 ) for supplying and removing the coolant to the heat exchanger, at least one collecting area ( 3 ), wherein at least portions of the collection area ( 3 ) are connected to the plurality of flow paths, wherein the heat exchanger in a transverse direction of cooling air for cooling the coolant is flowed through, wherein the heat exchanger in a transverse to the transverse direction substantially perpendicular longitudinal direction has a greater structural length than in the transverse direction, and wherein the supply line ( 1 ) oriented longitudinally at the collecting area ( 3 ) is arranged and connected thereto, characterized in that the supply line in the region of the connection with the collecting region has an effective supply line length in the longitudinal direction which is significantly smaller than an effective total length of the collecting region ( 3 ). Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Zuleitungslänge nicht größer als die Hälfte der wirksamen Länge des Sammelbereichs (3) ist.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the effective lead length is not greater than half the effective length of the collecting area ( 3 ). Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Sammelbereich (3) verbundene Umlaufleitung (5) vorgesehen ist, wobei Kühlmittel aus einer ersten Teilmenge von Strömungspfaden heraus in die Umlaufleitung (5) eintritt und aus der Umlaufleitung (5) in eine zweite Teilmenge von Strömungspfaden austritt.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that one with the collecting area ( 3 ) connected circulation line ( 5 ) is provided, wherein coolant from a first subset of flow paths out into the circulation line ( 5 ) and from the circulation line ( 5 ) exits into a second subset of flow paths. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines aus der Gruppe Zuleitung (1), Ableitung (2) oder Umlaufleitung (5) ein Trennelement aufweist, mittels dessen zumindest zwei Abschnitte der betreffenden Leitung kühlmitteldicht von einander abgetrennt sind.Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the group supply line ( 1 ), Derivation ( 2 ) or to line ( 5 ) has a separating element, by means of which at least two sections of the relevant line are separated by coolant-tight from each other. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbereich (3) eine Mehrzahl von Plattenelementen (7, 8, 9) umfaßt, durch deren Stapelung der Sammelbereich (3) zumindest teilweise aufbaubar ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting area ( 3 ) a plurality of plate elements ( 7 . 8th . 9 ), by stacking the collecting area ( 3 ) is at least partially buildable. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (1) mit einem oberen Plattenelement (9) des Sammelbereichs (8) verbunden ist, wobei eine Mehrzahl von jeweils korrespondierenden Durchbrechungen (9a) in dem oberen Plattenelement (9) und in der Zuleitung (1) vorgesehen sind.Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the supply line ( 1 ) with an upper plate element ( 9 ) of the collection area ( 8th ), wherein a plurality of respective corresponding openings ( 9a ) in the upper plate element ( 9 ) and in the supply line ( 1 ) are provided. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Durchbrechung (9a) von Zuleitung (1) und oberem Plattenelement (9) in zumindest zwei Strömungspfade mündet.Heat exchanger according to claim 6, characterized in that at least one opening ( 9a ) of supply line ( 1 ) and upper plate element ( 9 ) opens into at least two flow paths. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem der Strömungspfade genau eine Durchbrechung (9a) von Zuleitung (1) und oberem Plattenelement (9) zugeordnet ist.Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that at least one of the flow paths exactly one opening ( 9a ) of supply line ( 1 ) and upper plate element ( 9 ) assigned. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenförmiges Verteilerelement (8) vorgesehen ist, wobei das Kühlmittel mittels einer Mehrzahl von in dem Verteilerelement (8) vorgesehenen Durchbrechungen (8a) auf die Mehrzahl von Strömungspfaden verteilbar ist.Heat exchanger according to one of claims 5 to 8, characterized in that a plate-shaped distributor element ( 8th ) is provided, wherein the coolant by means of a plurality of in the distributor element ( 8th ) openings ( 8a ) is distributable to the plurality of flow paths. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein unteres Plattenelement (7) eine Mehrzahl von Durchbrechungen (7a) aufweist, wobei die Strömungspfade im Bereich der Durchbrechungen (7a) an dem unteren Plattenelement (7) festgelegt sind.Heat exchanger according to one of claims 5 to 9, characterized in that a lower plate element ( 7 ) a plurality of openings ( 7a ), wherein the flow paths in the region of the openings ( 7a ) on the lower plate element ( 7 ). Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Strömungspfade als U-förmiges Flachrohr (6) mit mehreren Kammern (6a) ausgebildet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the flow paths as a U-shaped flat tube ( 6 ) with several chambers ( 6a ) is trained. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Strömungspfaden in eine Anzahl von Abschnitten gruppiert ist, wobei jeder Abschnitt zumindest einen Strömungspfad aufweist, wobei die Abschnitte in der Längsrichtung des Wärmetauschers nebeneinander angeordnet sind und wobei strömungstechnisch zwischen zumindest zwei der Abschnitte ein zu einer Zwischensammlung des Kühlmittels geeignetes Volumen vorgesehen ist.heat exchangers according to one of the preceding claims, characterized that the Plurality of flow paths is grouped into a number of sections, each section at least a flow path , wherein the sections in the longitudinal direction of the heat exchanger are arranged side by side and wherein fluidically between at least two of the sections on to an intermediate collection of the coolant suitable volume is provided. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abschnitte zwei oder eine größere gerade Zahl ist.heat exchangers according to claim 12, characterized in that the number of sections two or more straight Number is. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abschnitte insgesamt drei oder eine größere ungerade Zahl ist.heat exchangers according to claim 12, characterized in that the number of sections a total of three or a larger odd Number is. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel Kohlendioxid (R 744) ist.heat exchangers according to one of the preceding claims, characterized that this coolant Carbon dioxide (R 744) is. Wärmetauscher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung im Bereich der Verbindung mit dem Sammelbereich eine wirksame Zuleitungslänge in der Längsrichtung aufweist, die kürzer ist als die Länge der Zuleitung selbst.heat exchangers according to at least one of the preceding claims, characterized that the Supply line in the area of the connection with the collecting area an effective Lead length in the longitudinal direction that is shorter is as the length the supply line itself. Wärmetauscher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung im Bereich der Verbindung mit dem Sammelbereich auf mehrere Rohre, Rohrbereiche oder Teilrohrbereiche aufgeteilt ist.heat exchangers according to at least one of the preceding claims, characterized that the Supply line in the area of the connection with the collecting area to several Pipes, pipe sections or sub-pipe sections is divided. Wärmetauscher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (301) im wesentlichen über die gesamte Länge des Wärmetauschers verlegt ist.Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the supply line ( 301 ) is laid substantially over the entire length of the heat exchanger. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) eine Abflachung (301b) aufweist, wobei die Abflachung (301b) flächig mit dem Sammelbereich (303) verlötet ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) a flattening ( 301b ), wherein the flattening ( 301b ) flat with the collecting area ( 303 ) is soldered. Wärmetauscher nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) einen im wesentlichen D-förmigen Querschnitt aufweisen.Heat exchanger according to claim 19, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) have a substantially D-shaped cross-section. Wärmetauscher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt von zumindest der Zuleitung (301) oder der Ableitung (302) außerhalb des Bereichs der flächigen Verlötung im wesentlichen kreisförmig ist.Heat exchanger according to claim 20, characterized in that the cross-section of at least the supply line ( 301 ) or the derivation ( 302 ) is substantially circular outside the area of the planar soldering. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) eine Ausformung (301c) aufweist, die formschlüssig mit einer Ausformung (309b) des Sammelbereichs zum Zweck einer Positionierung der Zuleitung (301) oder Ableitung (302) zusammenwirkt, wobei die Ausformung (301c, 309b) keinen Durchtritt von Kühlmittel ermöglichen.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) a shaping ( 301c ), which form fit with a molding ( 309b ) of the collecting area for the purpose of positioning the supply line ( 301 ) or derivative ( 302 ), the shaping ( 301c . 309b ) do not allow the passage of coolant. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) eine Mehrzahl von Durchbrechungen (301a) aufweist, welche mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen (309a) des Sammelbereichs (303) zwecks Durchlass von Kühlmittel fluchten, wobei die Durchbrechungen (301a, 309a) nicht formschlüssig zusammenwirken.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) a plurality of openings ( 301 ), which with a plurality of openings ( 309a ) of the collection area ( 303 ) are aligned for the passage of coolant, wherein the openings ( 301 . 309a ) do not interact positively. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) Durchbrechungen (301a) zum Zwecke des Kühlmitteldurchtritts aufweisen, die mittels Bohrung oder materialwegnehmender Stanzung hergestellt sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) Breakthroughs ( 301 ) have for the purpose of coolant passage, which are made by means of bore or materialwegnehmender punching. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zuleitung (301) oder die Ableitung (302) Durchbrechungen (301a) zum Zwecke des Kühlmitteldurchtritts aufweisen, die mittels Stanzung ohne Materialwegnahme hergestellt sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the supply line ( 301 ) or the derivative ( 302 ) Breakthroughs ( 301 ) for the purpose of coolant passage, which are made by punching without material removal.