DE102006055837A1 - Wärmeübertrager, insbesondere als Verdampfer von Fahrzeugklimaanlagen - Google Patents

Wärmeübertrager, insbesondere als Verdampfer von Fahrzeugklimaanlagen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für den Einsatz als Verdampfer in Klimaanlagen von Fahrzeugen. Der Wärmeübertrager besteht aus drei in drei Ebenen angeordneten und kältemittelseitig in Reihe durchströmten Wärmeübertragerregistern, die die Wärme der vorbeiströmenden Luft auf die die Wärmeübertragerregister durchströmende und dabei verdampfende Flüssigkeit übertragen, wobei die Wärmeübertragerregister aus in Sammelleitungen eingebundenen, parallel durchströmten Wärmeübertragungsrohren bestehen und die Anschlüsse der Wärmeübertragerregister jeweils über eine Ende der Sammelleitungen erfolgt. Der Wärmeübertrager ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse des ersten Wärmeübertragerregisters (1) und des dritten Wärmeübertragerregisters (2) wechselseitig/diagonal angeordnet sind und die Anschlüsse des zweiten Wärmeübertragerregisters (3) auf der gleichen Seite angeordnet sind, wobei jeweils ein Anschluss (4, 5) des ersten Wärmeübertragerregisters (1) und des dritten Wärmeübertragerregisters (2) zur Einbindung des Wärmeübertragers in den Kältemittelkreislauf dient und jeweils ein weiterer Anschluss durch ein entsprechend angeordnetes Verbindungselement (6) mit den Anschlüssen des zweiten Wärmeübertragerregisters (3) verbunden ist, wobei der Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente (6) mindestens 60 % des Durchlassquerschnittes der Sammelleitungen (7) beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur optimierten Durchströmung von Wärmeübertragern, insbesondere für den Einsatz als Verdampfer in Klimaanlagen von Fahrzeugen.
  • Im Verdampfer einer Klimaanlage nimmt das Kältemittel Wärme aus dem Luftstrom auf und verdampft dabei. Durch den Wärmeentzug aus dem Luftstrom wird dieser gekühlt.
  • Wärmeübertrager als Verdampfer in Fahrzeugklimaanlagen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
  • Zumeist werden als Verdampfer in Fahrzeugklimaanlagen zweireihige Wärmeübertrager eingesetzt. Um den Strömungsweg zu verlängern und damit die kältemittelseitige Temperaturspreizung über den Wärmeübertrager zu vergrößern, wurden gemäß der EP 1 058 070 A2 die Sammelleitungen durch Trennwände geteilt. Dadurch entsteht ein zweireihiger Wärmeübertrager aus vier nacheinander durchströmten Wärmeübertragerregistern. Auf diese Weise wird eine bessere Temperaturspreizung erzielt und somit eine größere Übertragungsleistung realisierbar.
  • Andererseits ist die Temperaturverteilung über den Austrittsquerschnitt des Luftstroms ungleichmäßig. Ebenso wird der Druckverlust über den Wärmeübertrager durch die häufige Strömungsumlenkung vergrößert. Nachteilig ist auch, dass das Einbringen der Trennwände einen vergleichsweise hohen technologischen Aufwand erfordert und die Positionen der Trennwände bei Dimensionsänderungen jeweils neu zu ermitteln sind.
  • Ähnliche Strömungsvarianten finden sich in der DE 103 12 780 A1 für Scheiben- und Flachrohrverdampfer; in der EP 0 769 665 B1 , der EP 0 862 035 B1 und der US 6,047,769 A für Scheibenverdampfer.
  • In der WO 2005/100900 A1 soll durch den Einbau von Drosselstufen in die Sammelleitungen eine gleichmäßige Durchströmung der einzelnen Verdampferrohre innerhalb des Registers erreicht werden. Damit lassen sich Register auch bei jeweils auf der gleichen Seite befindlichen Anschlüssen gleichmäßig durchströmen. Andererseits ist der Einbau der Drosselstufen mit einem hohen Aufwand verbunden, verursacht zusätzliche Druckverluste und ist vor allem für jede Baugröße separat zu dimensionieren und zu fertigen. Damit werden diese Wärmeübertrager auch sehr teuer.
  • Zweireihige Verdampfer haben den Nachteil, dass die Temperaturverteilung der austretenden Luft über den Querschnitt des Wärmeübertragers ungleichmäßig ist. Weiterhin ist wünschenswert, dass für den Wärmeübertrager möglichst wenig Platz im Fahrzeug erforderlich ist. Daher ist eine große Wärmeübertragungsleistung auf kleinem Raum anzustreben.
  • Das kann durch eine große Wärmeübertragerfläche und/oder durch eine vorteilhafte Anordnung und Durchströmung der Verdampferrohre, wie z. B. in Gegenstromwärmeübertragern oder Kreuzstromwärmeübertragern, realisiert werden. Insbesondere ist ein guter Wärmedurchgang vom Wärmeträger bzw. Kältemittel auf den Luftstrom anzustreben. Daher ist eine Reihenschaltung der einzelnen Wärmeübertragerregister vorteilhaft, um über die gesamte Wärmeübertrageroberfläche eine möglichst hohe Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeträgermedium und der Luft zu realisieren. In dieser Hinsicht bieten gut dimensionierte, dreireihige Wärmeübertrager Vorteile.
  • Andererseits befinden sich bei dreireihigen Wärmeübertragern die Anschlussleitungen in der Regel auf verschiedenen Seiten und erfordern damit eine aufwendigere Rohrführung. Zugleich wird dadurch die Montage erschwert.
  • In der DE 102 20 533 A1 , 6 und 7, ist ein dreireihiger Wärmeübertrager beschrieben, dessen Anschlüsse sich auf derselben Seite befinden. Allerdings ist das Register, das aufgrund der einseitig angeordneten Anschlüsse nicht gleichmäßig durchströmt wird, als letztes vor dem Luftaustritt aus dem Wärmeübertrager angeordnet. Das bedingt, dass keine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Austrittsquerschnitt der Luftströmung realisiert werden kann.
  • Nachteilig ist bei allen bekannten Wärmeübertragern, dass entweder die Verdampferrohre zweireihig angeordnet sind oder dass sich bei dreireihig angeordneten Verdampferrohren die Anschlüsse der Sammelleitungen, in die die Verdampferrohre eingebunden sind, auf verschiedenen Seiten befinden und damit die Führung der Sammelleitungen aufwendig bzw. die Durchströmung der Verdampferrohre nicht optimal ist oder zur besseren Kältemittelverteilung zusätzliche Einbauten, wie Trennscheiben oder Drosselstufen, in die Sammelleitungen erforderlich sind.
  • Das Problem besteht letztlich darin, dass jeder Vorteil die nachteilige Veränderung eines oder mehrerer anderer Parameter bedingt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager derart auszubilden, dass über den Querschnitt des Luftaustritts eine gleichmäßige Temperaturverteilung realisierbar ist.
  • Weiterhin sollen sich die beiden Anschlüsse des Wärmeübertragers auf derselben Seite befinden, ohne dass eine komplizierte Rohrführung oder Einbauten in die Sammelleitungen erforderlich wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das in Luftströmung erste und letzte Wärmeübertragerregister diagonal angeordnete Anschlüsse aufweist und sich die Anschlüsse des mittleren Wärmeübertragerregisters auf der gleichen Seite befinden. Dadurch sind die Wärmeübertrageranschlüsse auf einer Seite und die Verbindungen zwischen dem ersten und dem mittleren sowie dem mittleren und dem zweiten Wärmeübertragerregister gegenüberliegend angeordnet und sind damit in einem kurzen Abstand zueinander ausgebildet. Insbesondere durch das diagonal angeschlossene letzte Wärmeübertragerregister wird aufgrund der gleichen Druckverluste über alle Flachrohre des Registers eine sehr gleichmäßige Kältemittelverteilung und damit eine gleichmäßige Oberflächentemperatur des Wärmeübertragerregisters realisiert. Diese Verschaltung wird auch als Tichelmannsystem bezeichnet. In der Folge führt die Anordnung zu der angestrebten, über den Austrittsquerschnitt sehr gleichmäßig verteilten Lufttemperatur.
  • Weiterhin ist die Konstruktion der Sammelleitungen vereinfacht; eine Bestimmung der Trennwände und/oder Drosselstellen der Verdampfer ist nicht erforderlich. Ebenso lassen sich hohe interne Drücke im Kältemittelkreislauf, insbesondere für Systeme mit Kohlendioxid als Kältemittel (R744-Systeme), durch einfachere Möglichkeiten der Sammelleitungskonstruktion besser beherrschen.
  • Die Anschlussleitungen des Wärmeübertragers sind auf derselben Seite angebracht. Damit entfällt eine aufwendige zusätzliche Rohrführung.
  • Dadurch, dass der hydraulische Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente mindestens 60 % des Durchlassquerschnittes der Sammelleitungen beträgt, wird ein geringer Druckverlust über den Wärmeübertrager gewährleistet.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Wärmeübertragers, insbesondere als Verdampfer von Fahrzeugklimaanlagen, ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gibt den optimalen Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente an. Dadurch werden einerseits die Druckverluste gering gehalten und andererseits eine einfache Fertigung und Montage der Verbindungselemente möglich. Ebenso wird der durch die Verbindungselemente bedingte Platzbedarf des Wärmeübertragers reduziert. Der optimale Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente beträgt danach 75–110 % des Durchlassquerschnittes der Sammelleitungen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Verbindungselemente als 180°-Rohrbögen ausgeführt. Die 180°-Rohrbögen stellen eine einfache Verbindung dar, die leicht und kostengünstig mit Standardkomponenten realisierbar ist.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung werden die Verbindungselemente als Verbindungsrohrstutzen ausgeführt. Damit wird eine besonders Platz und Material sparende Verbindung der Sammelleitungen aufgezeigt.
  • Die Verbindungsrohrstutzen werden stirnseitig entsprechend an die durchbohrte Mantelfläche der Sammelleitungen angepasst und z. B. verlötet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Wärmeübertragungsfläche aus Mehrkanalflachrohrverdampferrohren gebildet, die in die Sammelleitungen eingebunden sind. Mit Flachrohrverdampfern, insbesondere Mehrkanalflachrohrverdampfern, lassen sich kostengünstig flexible Baugrößen und Ausführungsvarianten realisieren. Mehrkanalflachrohrverdampfer sind kostengünstig und mit geringem maschinellem Aufwand als Extruderprofil herstellbar. Sie eignen sich insbesondere für den Einsatz mit hohem Betriebsdruck bei zugleich guten spezifischen Wärmeübertragungsleistungen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Anschlussverlängerungs-leitung so angeordnet, dass ein Wärmeübertrageranschluss in den Anschlussbereich des jeweils anderen Wärmeübertrageranschlusses verlängert wird. Dies ermöglicht die räumliche Nähe beider Anschlüsse des Wärmeübertragers. Durch ein oder auch zwei Anschlussverlängerungs-leitungen können beide Wärmeübertrageranschlüsse so angeordnet werden, dass ein vorteilhafter Einbau des Wärmeübertragers in das Fahrzeug und eine leichtere Montage des Wärmeübertragers ermöglicht wird. Ebenso können beide Wärmeübertrageranschlüsse zu einem gemeinsamen Wärmeübertrageranschlussstück zusammengefasst werden.
  • Als eine Weiterbildung der Erfindung werden die oberen bzw. die unteren Sammelleitungen jeweils zu Sammlerblöcken zusammengefasst. In einen Sammlerblock sind die entsprechenden Durchlässe der Sammelleitungen und die Anschlussstutzen zur Einbindung der Verdampferrohre eingebracht. Damit wird eine Vereinfachung der Herstellung des Wärmeübertragers durch eine Verringerung der Bestandteile erreicht. Der Sammlerblock kann z. B. aus stranggepresstem Material als Meterware gefertigt werden und ist damit einfach und kostengünstig herstellbar. Die Sammlerblocks sind somit auch für die modulare Fertigung geeignet, für verschiedene Größen, Leistungen sowie Anschlussvarianten konfigurierbar und einfach zu montieren.
  • In einer Weiterbildung werden die Durchlässe der Sammelleitungen mit Verbindungsbohrungen entsprechend der gewünschten Führung des Kältemittels verbunden. Die Verbindungsbohrungen können einfach durch Bohrung in den Sammlerblock eingebracht werden. Entsprechend der Notwendigkeit sind die Verbindungsbohrungen und Durchlässe der Sammelleitungen mit Stopfen verschließbar.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Anordnung von Endblocks als Verbindungselemente an den Stirnseiten der Sammlerblocks realisiert. Dadurch ist eine kompakte Bauweise der gesamten Verrohrung (Sammelleitungen, Verbindungselemente) realisierbar. Die Endblocks können zur Befestigung der Wärmeübertragerregister durch Aufnahme der Sammelleitungen und der Befestigung des Wärmeübertragers insgesamt durch zusätzliches Anbringen von entsprechenden Halterungen dienen. Auch ergeben sich Vereinfachungen bei der Montage und für die Standardisierung der Komponenten.
  • Entsprechend sind die Endblocks, insbesondere dadurch, dass sie aus Verbindungsplatten und Endplatten zusammengesetzt sind, für verschiedene Ausführungen des Wärmeübertragers bezüglich Leistung, Anordnung und Einbindung in den Kältemittelkreislauf variierbar.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden in den Verbindungsplatten entsprechend der Position der zu verbindenden Sammelleitungen Verbindungskanäle vorgesehen, die durch die Endplatten verschlossen werden.
  • Damit wird eine vorteilhafte Verbindung der einzelnen Sammelleitungen des Sammlerblocks realisiert und eine einfache Fertigung sowie ein standardisierter modularer Aufbau der Wärmeübertrager ermöglicht.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung werden in die Endblocks die Wärmeübertrageranschlüsse integriert. Damit kann der Wärmeübertrager insgesamt kompakter gestaltet und insbesondere durch die Reduzierung der Einzelteile montagefreundlich hergestellt werden.
  • Der Wärmeübertrager ist aus modular gefertigten Komponenten aufgebaut. Durch den modularen Aufbau ist eine einfache Ausführung des Wärmeübertragers mit verschiedenen Leistungsgrößen, Abmaßen und Anschlussvarianten gut realisierbar.
  • Besonders vorteilhaft ist der Wärmeübertrager in Klimaanlagen mit dem Kältemittel R744 einsetzbar. R744 (Kohlendioxid) erfordert hohe Betriebsdrücke, denen der Wärmeübertrager, insbesondere durch die hochdruckbeständig ausführbaren Mehrkanalflachrohre und Sammlerblöcke, bei entsprechender Dimensionierung der Komponenten standhält.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Wärmeübertragerrohre in drei Reihen und die Zusammenfassung zu Wärmeübertragerregistern ist eine gute Verteilung des flüssigen Kältemittels realisierbar. Besonders vorteilhaft ist, dass dadurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung des aus dem Wärmeübertrager austretenden Luftstroms gewährleistet ist.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht weiterhin darin, dass die wärmeträgerseitigen Druckverluste minimiert werden und der Aufbau des Wärmeübertragers vereinfacht ist. Ebenso ist der Wärmeübertrager durch den modularen Aufbau einfach in verschiedenen Größen realisierbar und kann leicht erweitert oder verkleinert und somit flexibel den jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1: Prinzipskizze des Wärmeübertragers mit drei Wärmeübertragerregistern,
  • 2: Detailansicht mit Verbindungsrohrstutzen und Einbindung der Verdampferrohre,
  • 3: Anschlussvariante des Wärmeübertragers mit Anschlussverlängerungsleitung,
  • 4: Detailansicht mit Sammlerblock und Verbindungsbohrung,
  • 5: Detailansicht mit Sammlerblock und Endblock aus Verbindungsplatte und Endplatte und
  • 6: Detailansicht der Einbindung der Verdampferrohre mit drei Strömungskanälen in die Sammelleitungen.
  • Der Wärmeübertrager, insbesondere als Verdampfer für Klimaanlagen in Fahrzeugklimaanlagen, wird wie folgt realisiert:
    In 1 ist eine Prinzipskizze des Wärmeübertragers mit drei Wärmeübertragerregistern 1, 2, 3 dargestellt. Die Verdampferrohre 9, gegebenenfalls mit Lamellen zur Oberflächenvergrößerung versehen, werden jeweils mit den Sammelleitungen 7 durch Verlöten verbunden. Die Sammelleitungen 7 der Wärmeübertragerregister 1, 2, 3 sind jeweils auf einer Seite, z. B. durch Verlöten mit einer Kappe, verschlossen. Die Anschlüsse der Sammelleitungen 7 befinden sich jeweils am gegenüberliegenden Ende. Beim ersten Wärmeübertragerregister 1 und beim dritten Wärmeübertragerregister 2 sind die Anschlüsse wechselseitig angeordnet.
  • Gemäß 1 befindet sich ein Anschluss des ersten Wärmeübertragerregisters 1, der zugleich der Anschluss 4 des Wärmeübertragers zur Einbindung in den Kältemittelkreislauf ist, an der unteren Sammelleitung 7 auf der rechten Seite. Hier tritt das flüssige Kältemittel in das erste Wärmeübertragerregister 1 ein und verteilt sich auf die einzelnen parallel durchströmten Verdampferrohre 9. Der andere Anschluss des Wärmeübertragerregisters 1 ist in der oben liegenden Sammelleitung 7 links angeordnet.
  • Von dort aus erfolgt durch das Verbindungselement 6 (z. B. aufgelöteter 180°-Rohrbogen) die Verbindung zum zweiten Wärmeübertragerregister 3. Wiederum sind die parallel angeordneten und durchströmten Verdampferrohre 9 in die Sammelleitungen 7 eingebunden. Der Anschluss der unteren Sammelleitung 7 befindet sich hier wieder auf der linken Seite. Dadurch ist die Durchströmung der Verdampferrohre 9 in Anschlussnähe etwas stärker als in den von den Anschlüssen entfernteren Verdampferrohren 9. Der untere Anschluss ist wiederum durch ein Verbindungselement 6 (180°-Rohrbogen) mit dem Anschluss des dritten Wärmeübertragerregisters 2 verbunden. Die parallel angeordneten Verdampferrohre 9 werden gleichmäßig durchströmt und in der oberen Sammelleitung 7 zusammengeführt. Der zweite Anschluss befindet sich auf der rechten Seite der Sammelleitung 7 – also diagonal gegenüberliegend zum anderen Anschluss – und dient zugleich als Wärmeübertrageranschluss 5 des Wärmeübertragers zur Einbindung in den Kältemittelkreislauf. Auf dem Weg durch die Verdampferrohre 9 der Wärmeübertragerregister 1, 2, 3 verdampft das Kältemittel durch die aus dem Luftstrom 18 aufgenommene Wärme vollständig bzw. überhitzt je nach Verfahrensführung und kühlt damit den Luftstrom 18 ab. Der Luftstrom 18 strömt entgegengesetzt zur Strömung des Kältemittels vom dritten/letzten 2 zum ersten Wärmeübertragerregister 1. Die Anordnung der Anschlüsse der Wärmeübertragerregister 1, 2, 3 erfolgt so, dass jeweils rechte durch linke Anschlüsse und obere durch untere Sammelleitungen 7 und umgekehrt ersetzbar sind.
  • In einer anderen Ausführung gemäß 2 werden die Verbindungselemente 6 als Verbindungsrohrstutzen 8 ausgeführt. Sie sind entsprechend an die Mantelform der Sammelleitungen 7 angepasst und mit dieser z. B. verlötet. Dadurch, dass die Verbindungsrohrstutzen 8 zwischen den Sammelleitungen 7 angeordnet sind, wird kein zusätzlicher Platz benötigt.
  • Durch zusätzliches Anbringen einer Anschlussverlängerungsleitung 10, wie in 3 gezeigt, können beide Anschlüsse 4, 5 des Wärmeübertragers unmittelbar zusammengeführt werden. Damit wird eine Anschlussanordnung möglich, die die Montage des Wärmeübertragers weiter vereinfacht.
  • Vorteilhaft ist die Ausführung der Sammelleitungen 7 gemäß 4. Dabei werden anstelle der Rohre die jeweils oberen bzw. unteren Sammelleitungen 7 aller Wärmeübertragerregister 1, 2, 3 in einem Sammlerblock 11 zusammengefasst und z. B. durch Bohren oder Fräsen eingebracht. Ebenso ist die Herstellung des Sammlerblocks aus stranggepresstem Profil möglich. Die Verdampferrohre 9 werden in die Anschlussstutzen 12 eingelötet. Zugleich können an den Sammlerblock 11 auch die Verbindungselemente 6 als Verbindungsbohrungen 13 eingebracht und gegebenenfalls durch Stopfen verschlossen werden.
  • Vorteilhaft sind die kompakte Ausführung des Wärmeübertragers und die einfachen Befestigungsmöglichkeiten am Sammlerblock 11.
  • In 5 sind als Verbindungselemente 6 Endblocks, die aus einer Verbindungsplatte 14 mit Verbindungskanal 16 und einer Endplatte 15 bestehen, an die Stirnseiten der Sammlerblocks 11 angebracht. Der Verbindungskanal 16 ist so in der Verbindungsplatte 14 angeordnet, dass die gewollten Strömungen zwischen den Sammelleitungen 7 ermöglicht werden. Dort, wo kein Verbindungskanal 16 in die Verbindungsplatte 14 eingefräst ist, ist kein Kältemittelfluss möglich. Die Endplatte 15 verschließt den Verbindungskanal 16. Die Verbindungsplatte 14 und die Endplatte 15 werden z. B. durch Schrauben und Dichtungen mit dem Sammlerblock 11 verbunden. In einer anderen Ausführung sind durch zusätzliche Sammelrohranschlussplatten die Endblocks auch für als Rohre ausgeführte Sammelleitungen 7 einsetzbar. Die Sammelrohranschlussplatten haben die Abmaße der Verbindungsplatten und sind mit entsprechend angeordneten Bohrungen zur Verbindung mit den Sammelleitungen versehen. Sie sind mit den Sammelleitungen, z. B. durch Löten, verbunden. Die an die Sammelrohranschlussplatten sich anschließenden Verbindungsplatten 14 geben die gewünschten Strömungsoptionen durch Anordnung der Verbindungskanäle 16 frei.
  • In 6 sind die Verdampferrohre 9 so ausgeführt, dass ein Verdampferrohr 9 jeweils ein oder mehrere Strömungskanäle 17 je Wärmeübertragerregister 1, 2, 3 vorsieht.
    • 1
    erstes Wärmeübertragerregister
    2
    drittes (letztes) Wärmeübertragerregister
    3
    zweites (mittleres, dazwischenliegendes) Wärmeübertragerregister
    4
    Wärmeübertrageranschluss (kalt)/Zulaufleitung (Rücklaufleitung)
    5
    Wärmeübertrageranschluss (warm)Norlaufleitung
    6
    Verbindungselemente, Rohrbögen
    7
    Sammelleitungen/Sammelrohre
    8
    Verbindungsrohrstutzen
    9
    Flachrohrverdampfer/Mehrkanalflachrohrverdampfer/Verdampferrohr
    10
    Anschlussverlängerungsleitung
    11
    Sammlerblock
    12
    Anschlussstutzen für Verdampferrohre/Flachrohrverdampfer
    13
    Verbindungsbohrungen
    14
    Verbindungsplatte
    15
    Endplatte
    16
    Verbindungskanal
    17
    Strömungskanal
    18
    Luftstrom

Claims (13)

  1. Wärmeübertrager, insbesondere als Verdampfer von Fahrzeugklimaanlagen, bestehend aus drei in drei Ebenen angeordneten und kältemittelseitig in Reihe durchströmten Wärmeübertragerregistern, die die Wärme der vorbeiströmenden Luft auf die die Wärmeübertragerregister durchströmende und dabei verdampfende Flüssigkeit übertragen, wobei die Wärmeübertragerregister aus in Sammelleitungen eingebundenen, parallel durchströmten Wärmeübertagungsrohren bestehen und die Anschlüsse der Wärmeübertragerregister jeweils über ein Ende der Sammelleitungen erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse des ersten Wärmeübertragerregisters (1) und des dritten Wärmeübertragerregisters (2) wechselseitig/diagonal angeordnet sind und die Anschlüsse des zweiten Wärmeübertragerregisters (3) auf der gleichen Seite angeordnet sind, wobei jeweils ein Anschluss (4, 5) des ersten Wärmeübertragerregisters (1) und des dritten Wärmeübertragerregisters (2) zur Einbindung des Wärmeübertragers in den Kältemittelkreislauf dient und jeweils ein weiterer Anschluss durch ein entsprechend angeordnetes Verbindungselement (6) mit den Anschlüssen des zweiten Wärmeübertragerregisters (3) verbunden ist, wobei der Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente (6) mindestens 60 % des Durchlassquerschnittes der Sammelleitungen (7) beträgt.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optimale Durchlassquerschnitt der Verbindungselemente (6) 75 bis 110 % des Durchlassquerschnittes der Sammelleitungen (7) beträgt.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (6) als 180°-Rohrbögen ausgeführt sind.
  4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (6) als Verbindungsrohrstutzen (8) ausgeführt sind, deren Stirnseiten an die mit Öffnungen versehenen Mantelflächen der Sammelleitungen (7) angepasst sind.
  5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragerregister (1, 2, 3) mit in die Sammelleitungen (7) eingebundenen Mehrkanalflachrohrverdampfern (9) ausgeführt sind.
  6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussverlängerungsleitung (10) so angeordnet ist, dass ein Wärmeübertrageranschluss (4, 5) in den Anschlussbereich des jeweils anderen Wärmeübertrageranschlusses (5, 4) verlängert wird.
  7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die oberen und die unteren Sammelleitungen (7) in einem Sammlerblock (11) zusammengefasst sind, in den die entsprechenden Durchlässe der Sammelleitungen (7) sowie die Anschlussstutzen (12) zur Einbindung der Flachrohrverdampfer (9) eingebracht sind.
  8. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Sammlerblöcke (11) als Verbindungselemente (6) zwischen jeweils zwei Sammelleitungen (7) Verbindungsbohrungen (13) eingebracht sind.
  9. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Stirnseiten der Sammlerblocks (11) Endblocks, die aus Verbindungsplatte (14) und Endplatte (15) bestehen, als Verbindungselemente (6) angebracht sind.
  10. Wärmeübertrager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungsplatten (14) ein Verbindungskanal (16) entsprechend der Position der Sammelleitungen (7) angeordnet ist und dass eine Endplatte (15) vorgesehen ist, die den Verbindungskanal (16) verschließt.
  11. Wärmeübertrager nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Endblock ein Wärmeübertrageranschluss (4, 5) vorgesehen ist.
  12. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager aus modular gefertigten Komponenten aufgebaut ist.
  13. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager vom Kältemittel R744 durchströmbar ausgebildet ist.
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