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Die Erfindung betrifft einen Kältemittelsammler für eine Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, eine Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion mit einem solchen Kältemittelsammler und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kälteanlage.
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Wärmepumpen-(WP)-Systeme mit ausschließlicher Nutzung eines sogenannten Chillers als Wärmequelle können entweder mit jeweils einen integrierten Hochdrucksammler an einem Kälteanlagenkondensator und einem integrierten Hochdrucksammler an einem Wärmepumpemkondensator oder mit einem gemeinsamen separaten Hochdrucksammler ausgeführt werden. Wird der Kälteanlagenkondensator auch als Wärmequelle eingesetzt, ist eine aufwändige Kältemittelleitungsverschaltung einschließlich einer entsprechenden großen Anzahl von Schaltventilen erforderlich, um einen gemeinsamen separaten Hochdrucksammler mit üblicherweise zwei Anschlüssen, d.h. jeweils einen für Kältemitteleintritt und einen für Kältemittelaustritt, nutzen zu können. Ein Beispiel einer solchen Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 118 162 A1 bekannt.
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Durch die hohe Komplexität von Leitungsverläufen und Schaltventilen ist bei einer derartigen Kälteanlage sowohl der bauteiltechnische als auch regelungstechnische Systemaufwand sehr hoch.
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Um diesen Aufwand zu reduzieren wird ein Hochdrucksammler erforderlich, der über mindestens drei Anschlüsse verfügt, von denen mindestens einer bidirektional durchströmt wird, d.h. der bidirektionale Anschluss wird sowohl für den Kältemitteleintritt als auch -austritt genutzt. Schematische Beispiele für eine derartige Verschaltung sind aus der
DE 10 2010 042 127 A1 bekannt.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, einen Kältemittelsammler bereitzustellen, dessen innerer Aufbau im Hinblick auf die gewünschte Funktion optimiert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kältemittelsammler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 6, durch eine Kälteanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es wird also ein Kältemittelsammler für eine Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen mit einem Sammlergehäuse, in dem bezogen auf eine eingebaute Lage in der Kälteanlage in einem oberen Bereich gasförmiges Kältemittel und in einem unteren Bereich flüssiges Kältemittel sammelbar ist, mit drei an dem Sammlergehäuse angeordneten Anschlüssen, wobei
ein erster Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel bidirektional zum Kältemittelsammler hin zu leiten oder von diesem weg zu leiten,
ein zweiter Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel unidirektional zum Kältemittelsammler hin zu leiten, und
ein dritter Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel unidirektional von dem Kältemittelsammler weg zu leiten,
wobei jeder Anschluss an einer jeweiligen Anschlussstelle mit dem Sammlergehäuse verbunden ist.
Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Anschluss im Inneren des Sammlergehäuses so eingerichtet ist, dass Kältemittel in den oberen Bereich des Sammlergehäuses geleitet wird.
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Der zweite Anschluss (unidirektionale Kältemittelzuführung) mündet somit in dem Bereich des Kältemittelsammlers, in dem sich das Kältemittel in der Gasphase befindet. Wird durch den zweiten Anschluss flüssiges Kältemittel in den Kältemittelsammler gefördert, kann dieses durch den mit Kältemittelgas gefüllten oberen Bereich nach unten fallen bzw. tropfen, so dass es im unteren Bereich in flüssiger Form gesammelt werden kann. Da der zweite Anschluss nur für das Einleiten von Kältemittel vorgesehen ist, kann seine Mündung problemlos im oberen Bereich angeordnet werden, weil über den zweiten Anschluss sowohl flüssiges als auch gasförmiges Kältemittel eingeleitet werden kann, aber kein gasförmiges Kältemittel entweichen bzw. unerwünscht in den Kältemittelkreislauf angesaugt werden kann.
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Der erste Anschluss kann im Inneren des Sammlergehäuses so eingerichtet sein, dass Kältemittel in den unteren Bereich des Sammlergehäuses geleitet wird. Ferner können der erste Anschluss und der dritte Anschluss im Inneren des Sammlergehäuses so eingerichtet sein, dass flüssiges Kältemittel aus dem unteren Bereich des Sammlergehäuses entnehmbar ist.
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Der bidirektionale erste Anschluss leitet also Kältemittel in den unteren Bereich, in dem das Kältemittel in flüssiger Form im Kältemittelsammler gespeichert ist. Entsprechend kann es vorkommen, dass durch den ersten Anschluss Kältemittel zumindest teilweise auch gasförmig eingeleitet wird. Dieses gasförmige Kältemittel steigt dann in Form von Bläschen innerhalb des flüssigen Kältemittels in Richtung des oberen Bereichs des Kältemittelsammlers.
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Durch die Anordnung des ersten und des dritten Anschlusses im unteren Bereich wird ferner sichergestellt, dass nur flüssiges Kältemittel aus dem Kältemittelsammler entnommen wird.
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Die erste Anschlussstelle für den ersten Anschluss, die zweite Anschlussstelle für den zweiten Anschluss und die dritte Anschlussstelle für den dritten Anschluss können wie folgt am Sammlergehäuse angeordnet sein:
- a) alle Anschlussstellen im oberen Bereich oder
- b) alle Anschlussstellen im unteren Bereich oder
- c) die erste Anschlussstelle im oberen Bereich und die zweite und dritte Anschlussstelle im unteren Bereich oder
- d) die zweite und dritte Anschlussstelle im oberen Bereich und die erste Anschlussstelle im unteren Bereich oder
- e) die erste und zweite Anschlussstelle im oberen Bereich und die dritte Anschlussstelle im unteren Bereich oder
- f) die erste und dritte Anschlussstelle im oberen Bereich und die zweite Anschlussstelle im unteren Bereich oder
- g) die dritte Anschlussstelle im oberen Bereich und die erste und zweite Anschlussstelle im unteren Bereich oder
- h) die zweite Anschlussstelle im oberen Bereich und die erste und dritte Anschlussstelle im unteren Bereich.
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Je nach Lage der jeweiligen Anschlussstelle weist der betreffende Anschluss einen im inneren des Kältemittelsammlers verlaufenden Leitungsabschnitt auf, dessen Mündung dann im entsprechenden oberen bzw. unteren Bereich des Kältemittelsammlers angeordnet ist. Für den oben beispielhaft genannten Fall c bedeutet dies beispielsweise:
- - Der erste Anschluss (bidirektional) weist einen Leitungsabschnitt auf, der sich im Inneren des Kältesammlers von oben nach unten erstreckt und dessen Mündung im unteren Bereich (im flüssigen Kältemittel) befindet;
- - Der zweite Anschluss (unidirektionale Kältemittelzuführung) weist einen Leitungsabschnitt auf, der sich im Inneren des Kältesammlers von unten nach oben erstreckt und dessen Mündung im oberen Bereich (im gasförmigen Kältemittel) befindet.
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Die Anschlussstellen können in einem Deckel oder einem Boden oder auch seitlich in einer Seitenwand des Kältesammlers angeordnet werden.
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Im unteren Bereich des Sammlergehäuses kann ein von einem Bodenabschnitt des Sammlergehäuses nach innen vorstehendes, die Strömung des Kältemittels beeinflussendes Umlenkelement angeordnet sein. Das Umlenkelement dient dabei insbesondere dazu, die Strömungsverhältnisse im Kältemittel so zu beeinflussen, dass gasförmig in den unteren Bereich eingeleitetes Kältemittel (Gasbläschen) entlang des Umlenkelements zuverlässig in Richtung des oberen Bereichs geführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird zur Lösung der oben gestellten Aufgabe ein Kältemittelsammler für eine Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen mit einem Sammlergehäuse, in dem bezogen auf eine eingebaute Lage in der Kälteanlage in einem oberen Bereich gasförmiges Kältemittel und in einem unteren Bereich flüssiges Kältemittel sammelbar ist, mit drei an dem Sammlergehäuse angeordneten Anschlüssen, wobei
ein erster Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel bidirektional zum Kältemittelsammler hin zu leiten oder von diesem weg zu leiten,
ein zweiter Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel unidirektional zum Kältemittelsammler hin zu leiten, und
ein dritter Anschluss dazu eingerichtet ist, Kältemittel unidirektional von dem Kältemittelsammler weg zu leiten,
wobei jeder Anschluss an einer jeweiligen Anschlussstelle mit dem Sammlergehäuse verbunden ist,
Dabei ist vorgesehen dass im unteren Bereich des Sammlergehäuses ein von einem Bodenabschnitt des Sammlergehäuses nach innen vorstehendes, die Strömung des Kältemittels beeinflussendes Umlenkelement angeordnet ist.
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Das Umlenkelement kann dazu eingerichtet sein, im unteren Bereich des Kältemittelsammlers eingeleitetes gasförmiges Kühlmittel in Richtung des oberen Bereichs umzulenken, so dass gasförmiges Kühlmittel sich im oberen Bereich sammelt.
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Das Umlenkelement kann ein Wandabschnitt sein, welcher derart ausgebildet ist, dass im unteren Bereich des Kältemittelsammlers ein erster Kältemittelentnahmebereich und ein zweiter Kältemittelentnahmebereich gebildet sind.
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In dem Wandabschnitt kann wenigstens eine Öffnung ausgebildet sein, welche eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Kältemittelentnahmebereich und dem zweiten Kältemittelentnahmebereich bereitstellt.
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Ferner kann der Wandabschnitt derart dimensioniert sein, dass zwischen einer Stirnseite des Wandabschnitts und der Innenseite des Sammlergehäuses ein schlitzartiger Umströmbereich gebildet ist, durch den der erste Kältemittelentnahmebereich und der zweite Kältemittelentnahmebereich in Fluidverbindung stehen.
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Alternativ zu einem Wandabschnitt mit wenigstens einer Öffnung kann auch eine Art Gitter oder Netz eingesetzt sein. Dabei kann die Maschenweite des Gitters bzw. Netzes so gewählt sein, dass Gasbläschen durch das Gitter bzw. Netz umgelenkt werden, während flüssiges Kältemittel das Gitter bzw. Netz passieren kann.
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Ergänzend zu dem Umlenkelement kann neben einer außerhalb des Kältemittelsammlers zu beachtende Anordnung der Anschlüsse auch die innere Anordnung von Mündungsabschnitten der jeweiligen Anschlüsse zueinander beachtet werden. Dabei dient das Umlenkelement sowie die jeweilige Einbaulage der Mündungsbereiche der Anschlüsse innerhalb des Kältemittelsammlers auch dazu, das Kältemittelverdichertöl vom flüssigen Kältemittel zu trennen, so dass ein ausgewogenes Kältemittel-Öl-Gemisch aus dem Kältemittelsammler abgesaugt werden kann. Insbesondere die in dem Wandabschnitt vorgesehene Öffnung, die vorzugsweise an einem tiefsten Punkt angeordnet ist, dient dazu, dass das flüssige Kältemittel und das Kältemittel-Öl auf beiden Seiten des Wandabschnitts gut verteilt werden.
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Der erste Anschluss (bidirektional) kann dem ersten Kältemittelentnahmebereich zugeordnet sein und der dritte Anschluss (unidirektionale Kältemittelentnahme) kann dem zweiten Kältemittelentnahmebereich zugeordnet sein oder umgekehrt. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch den dritten Anschluss (unidirektionale Kältemittelentnahme) flüssiges Kältemittel entnommen wird mit keinem oder lediglich minimalem Anteil an gasförmigem Kältemittel.
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Der oben beschriebene Kältemittelsammler kann hochdruckseitig in einer Kälteanlage mit Wärmepumpenunktion einbaubar oder eingebaut sein.
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Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass bei Kältemittelsammlern, die Abgänge (Anschlüsse mit Kältemittelentnahme) nach unten aufweisen, zu beachten ist, dass gegebenenfalls konstruktiv ein Ölaustritt in das System der Kälteanlage verhindert wird. Dabei kann in einem abgehenden Anschlussverlauf beispielsweise eine Rückhaltevorrichtung vorgesehen sein, etwa in Form eines Siphons, so dass das Öl im Kältemittelsammler gehalten wird.
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Oben genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion mit
einem Verdichter, der mit einem Primärstrang und einem Sekundärstrang verbindbar oder verbunden ist; und
einem mit dem Primärstrang und dem Sekundärstrang verbundenen Kältemittelsammler, der entsprechend den obigen Ausführungen ausgestaltet ist,
wobei der Primärstrang einen bidirektional durchströmbaren Wärmetauscher als Kälteanlagenkondensator oder als Wärmepumpenverdampfer, und einen Verdampfer mit stromaufwärts angeordnetem Expansionsorgan umfasst, und wobei der Sekundärstrang einen Heizkondensator umfasst.
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Bei dieser Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion kann der erste Anschluss des Kältemittelsammlers mit dem Wärmetauscher des Primärstrangs verbunden sein, der zweite Anschluss des Kältemittelsammlers kann mit dem Heizkondensator des Sekundärstrangs verbunden sein, und der dritte Anschluss des Kältemittelsammlers kann mit dem Verdampfer des Primärstrangs verbunden sein. Hierdurch kann der Wärmetauscher des Primärstrangs bidirektional durchflossen werden und entsprechend kann Kältemittel von dem Wärmetauscher zum Kältemittelsammler oder umgekehrt strömen.
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Die Erfindung betrifft ferner auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer oben beschriebenen Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 ein schematisches Diagramm eines Beispiels einer Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion und einem Kältemittelsammler mit drei Anschlüssen;
- 2 zwei schematische Bauformen von Kältemittelsammlern;
- 3 in den Teilfiguren a) bis h) acht mögliche Anordnungen von jeweils drei Anschlüssen an dem Kältemittelsammler;
- 4 in den Teilfiguren A) bis C) den Kältemittelsammler mit einem im unteren Bereich angeordneten Umlenkelement unterschiedlicher Ausgestaltung.
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1 zeigt in einer schematischen Schaltkreisdarstellung eine Kältemittelanlage 10 mit Wärmepumpenfunktion. Die Kältemittelanlage 10 umfasst einen Verdichter 12, an den sich eine Ventileinrichtung 14 anschließt. Mittels der Ventileinrichtung 14 kann Kältemittel zu einem Primärstrang (im Schema nach links) oder/und einem Sekundärstrang (im Schema nach rechts) geleitet werden, je nach gewünschtem Betriebsmodus der Kälteanlage 10.
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Der Primärstrang umfasst einen bidirektional durchströmbaren Wärmetauscher 16 und einen Verdampfer 18. Parallel zum Verdampfer 18 ist ein sogenannter Chiller 20 gezeigt. Der Primärstrang wird im dargestellten Schema von oben in einen Kältemittelsammler 22 geführt. Der Sekundärstrang umfasst einen Heizkondensator 24 und wird in dem dargestellten Schema von links in den Kältemittelsammler 22 geführt.
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Mit pT1 bis pT5 sind mögliche Positionen gekennzeichnet, an denen Druck-/Temperatursensoren angeordnet sein können, wobei die Anzahl der entsprechenden Sensoren und deren genaue Positionierung auch an andere Ausgestaltungen angepasst werden kann.
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Mit A1 bzw. AE1 bis AE4 sind Absperrorgane bzw. Expansionsorgane gekennzeichnet, die in an sich bekannter Weise in einer solchen Kälteanlage 10 angeordnet sind. Mit R3 und R4 sind beispielhaft zwei Rückschlagventile gekennzeichnet.
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Der Kältemittelsammler 22 verfügt in der gezeigten Kälteanlage 10 über drei Anschlüsse. Ein erster Anschluss 26, der im Schema von oben an den Kältemittelsammler 22 gezeichnet ist, ist ein bidirektionaler Anschluss, bei dem im Kältebetrieb (AC-Betrieb) Kältemittel vom Wärmetauscher 16 in den Kältemittelsammler 22 strömt und im Wärmepumpenbetrieb Kältemittel aus dem Kältemittelsammler 22 in Richtung des Wärmetauschers 16 geleitet wird.
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Ein zweiter Anschluss 28 an den Kältemittelsammler 22 ist im Schema links an den Kältemittelsammler 22 gezeichnet. Der zweite Anschluss ist ein unidirektionaler Anschluss, durch den Kältemittel dem Kältemittelsammler 22 zugeführt wird.
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Ein dritter Anschluss 30 an den Kältemittelsammler 22 ist im Schema rechts an den Kältesammler gezeichnet. Der dritte Anschluss 30 ist ein unidirektionaler Anschluss, durch den Kältemittel aus dem Kältemittelsammler 22 geleitet wird in Richtung des Verdampfers 18 oder/und in Richtung des Chillers 20.
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In dem AC-Modus wird beispielsweise Kältemittel vom Verdichter 12 zum als Kondensator arbeitenden Wärmetauscher 16 gefördert. Das Kältemittel gelangt danach über das Absperrorgan AE2 über den ersten Anschluss 26 in den Kältemittelsammler 22. Von dort wird das Kältemittel über den dritten Anschluss 28 zum Verdampfer 18 geleitet. Danach strömt das Kältemittel über das Rückschlagventil R3 zurück zum Verdichter 12.
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In einen Wärmepumpenmodus, beispielsweise einem Luftwärmepumpenmodus, ist die Ventileinheit 14 so geschaltet, dass das vom Verdichter 12 geförderte Kältemittel in den Sekundärstrang und zum Heizkondensator 24 gefördert wird. Vom Heizkondensator 24 strömt das Kältemittel über das Absperrorgan A1 in den Kältemittelsammler 22. Vom Kältemittelsammler 22 wird das Kältemittel über den bidirektionalen Anschluss 26 (erster Anschluss) zum Wärmetauscher 16 geleitet. Von dort gelangt es über die entsprechend geschaltete Ventileinheit 14 zum Rückschlagventil R4 und wieder zurück zum Verdichter 12.
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Mit der dargestellten Kälteanlage 10 mit Wärmepumpenfunktion sind auch weitere an sich bekannte Betriebsmodi möglich, wie etwa Wasserwärmepumpenmodus und Reheat-Modus, auf die hier aber nicht spezifisch eingegangen werden soll.
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Die hier gezeigte Kälteanlage 10 zeichnet sich durch den Kältemittelsammler 22 aus, der über drei Anschlüsse 26, 28, 30 verfügt und dessen Aufbau nachfolgend genauer beschrieben wird.
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2 zeigt in zwei vereinfachten und schematischen Darstellungen, wie ein Kältemittelsammler 22 üblicherweise ausgestaltet ist. Der Kältemittelsammler 22 weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltetes Sammlergehäuse 32 auf. Das Sammlergehäuse kann einen nach innen konkav gewölbten Bodenabschnitt 34 aufweisen. Alternativ kann der Bodenabschnitt 34 auch gerade ausgebildet sein, was links dargestellt ist. Der Deckelabschnitt 36 kann gerade ausgebildet sein, was sowohl in der linken als auch der rechten Darstellung gezeigt ist. Der Deckelabschnitt 36 kann aber auch gewölbt sein, wie dies links gestrichelt gezeigt ist.
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In der 2 ist ferner ersichtlich, dass sich in einem unteren Bereich 38 des Kältemittelsammlers 22 flüssiges Kältemittel 40 sammelt, was durch dessen schematischen Pegelstand 42 angedeutet ist. In einem oberen Bereich 44 des Sammlergehäuses 32 befindet sich üblicherweise gasförmiges Kältemittel. Die Bezeichnung unterer Bereich 38 bzw. oberer Bereich 44 des Sammlergehäuses 32 bzw. des Kältemittelsammlers 22 kann insbesondere so verstanden werden, dass damit die unteren bzw. oberen Hälften bzw. jeweils etwa 50% des Volumens des Sammlergehäuses 32 bzw. des Kältemittelsammlers 22 bezeichnet werden sollen, was durch die imaginäre Trennlinie TL50 angedeutet ist. Der untere Bereich 38 und der obere Bereich 44 können aber auch nur etwa je 25% bis 35% des Volumens des Kältemittelsammlers 22 ausgehend von einem Bodenabschnitt 34 bzw. von einem Deckelabschnitt 36 ausmachen, was rein qualitativ durch die weiteren Trennlinien TL25 angedeutet ist.
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In 3 sind in den Teilfiguren a) bis h) schematisch und vereinfacht verschiedene Kombinationen der drei Anschlüsse 26, 28, 30 gezeigt. Der erste Anschluss 26, der einen bidirektionalen Kältemittelfluss in den Kältemittelsammler 22 hinein und aus diesem heraus ermöglicht, ist jeweils links dargestellt. Der zweite Anschluss 28, der eine unidirektionale Einleitung von Kältemittel in den Kältemittelsammler 22 ermöglicht, ist jeweils mittig gezeichnet. Der dritte Anschluss 30, der eine unidirektionale Entnahme von Kältemittel aus dem Kältemittelsammler 22 ermöglicht, ist jeweils links gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anordnung der drei Anschlüsse 26, 28, 30 nicht auf die hier schematisch gezeigte Abfolge von links nach rechts eingeschränkt ist.
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Für alle in der 3 gezeigten Möglichkeiten der Positionierung der drei Anschlüsse 26, 28, 30 sind folgende Gemeinsamkeiten erkennbar. Der erste Anschluss 26 (bidirektional) weist eine durch die entsprechende Pfeilspitze illustrierte Mündung bzw. Entnahmeöffnung 26a auf, die immer im unteren Bereich des Sammlergehäuses 32 bzw. des Kältesammlers 22 angeordnet ist. Der zweite Anschluss 28 (unidirektional) weist eine durch die Pfeilspitze illustrierte Mündung 28a auf, die immer im oberen Bereich des Sammlergehäuses 32 bzw. des Kältemittelsammlers 22 angeordnet ist. Der dritte Anschluss 30 (unidirektional) weist eine immer im unteren Bereich des Sammlergehäuses 32 bzw. des Kältemittelsammlers 22 angeordnete Entnahmeöffnung 30a auf.
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Jeder Anschluss 26, 28, 30 weist eine entsprechende Anschlussstelle 46, 48, 50 auf, an welcher der Anschluss 26, 28, 230 mit dem Sammlergehäuse 32 verbunden ist bzw. durch das Sammlergehäuse 32 hindurchtritt.
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Die erste Anschlussstelle 46 für den ersten Anschluss 26, die zweite Anschlussstelle 48 für den zweiten Anschluss 28 und die dritte Anschlussstelle 50für den dritten Anschluss 30 können entsprechend der 3 also wie folgt am Sammlergehäuse angeordnet sein:
- a) alle Anschlussstellen 46, 48, 50 im oberen Bereich (oberhalb der Linie TL50, siehe 2) oder
- b) alle Anschlussstellen 46, 48, 50 im unteren Bereich (unterhalb der Linie TL50, siehe 2) oder
- c) die erste Anschlussstelle 46 im oberen Bereich und die zweite und dritte Anschlussstelle 44, 50 im unteren Bereich oder
- d) die zweite und dritte Anschlussstelle 48, 50 im oberen Bereich und die erste Anschlussstelle 46 im unteren Bereich oder
- e) die erste und zweite Anschlussstelle 46, 48 im oberen Bereich und die dritte Anschlussstelle 50 im unteren Bereich oder
- f) die erste und dritte Anschlussstelle 46, 50 im oberen Bereich und die zweite Anschlussstelle 48 im unteren Bereich oder
- g) die dritte Anschlussstelle 50 im oberen Bereich und die erste und zweite Anschlussstelle 46, 48 im unteren Bereich oder
- h) die zweite Anschlussstelle 48 im oberen Bereich und die erste und dritte Anschlussstelle 46, 50 im unteren Bereich.
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Aufgrund der für jeden Anschluss 26, 28, 30 vorgegebenen Lage seiner Mündung bzw. Entnahmeöffnung 26a, 28a, 30a innerhalb des Sammlergehäuses 32 und in Abhängigkeit der Position der entsprechenden Anschlussstelle 46, 48, 50 weisen die Anschlüsse in bestimmten Ausführungsbeispielen einen jeweiligen im Sammlergehäuse 32 verlaufenden Leitungsabschnitt 26b, 28b, 30b, der sich sowohl durch den unteren Bereich als auch im oberen Bereich des Sammlergehäuses erstreckt, siehe insbesondere die Beispiele a) bis g), in denen jeweils mindestens ein solcher Leitungsabschnitt für einen der Anschlüsse 26, 28, 30 vorhanden ist.
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Auch wenn in der schematischen Darstellung der 3 die Anschlussstellen jeweils im Deckelabschnitt 36 bzw. Bodenabschnitt 34 (2) dargestellt sind, können die Anschlussstellen 46, 48, 50 auch in der Seitenwand angeordnet sein. Als Seitenwand bzw. Seitenwände werden diejenigen Bereiche des Sammlergehäuses verstanden, welche den Deckelabschnitt 36 und den Bodenabschnitt 34 miteinander verbinden. Es ist dabei in Bezug auf das hier vorgestellte Konzept des Kältemittelsammlers mit drei Anschlüssen lediglich zu beachten, dass auch eine Anschlussstelle, die in der Seitenwand vorgesehen ist, in dem oberen Bereich 44 oder dem unteren Bereich 38 angeordnet sind.
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4 zeigt bei A) das Sammlergehäuse 32 des Kältemittelsammlers 22 in einer vereinfachten Schnittdarstellung in zwei zueinander im Wesentlichen orthogonalen Schnittebenen. Aus der linken Darstellung der 4A ist ein Umlenkelement 52 ersichtlich. Das Umlenkelement 52 ist im Bereich des Bodenabschnitts 34 des Sammlergehäuses 32 angeordnet. Das Umlenkelement 52 erstreckt sich ausgehend von dem Bodenabschnitt 34 in das Innere des Sammlergehäuses 32.
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In der 4A sind links auch der erste Anschluss 26 (bidirektional) und der dritte Anschluss 30 (unidirektionale Entnahme) vereinfacht durch entsprechende Pfeile dargestellt. Durch das Umlenkelement 52 werden im unteren Bereich des Sammlergehäuses zwei Entnahmebereiche 54, 56 gebildet. Im vorliegenden Beispiel ist die Mündung 26a des ersten Anschluss 26 in dem ersten Entnahmebereich 54 angeordnet. Die Entnahmeöffnung 30a des dritten Anschlusses 30 ist im zweiten Entnahmebereich 56 angeordnet. Das Umlenkelement 52 dient insbesondere dazu, beim Einleiten von zumindest teilweise gasförmigem Kältemittel durch den ersten (bidirektionalen) Anschluss 26, entstehende Gasbläschen 58 nach oben hin in Richtung des oberen Bereichs des Sammlergehäuses abzulenken. Dabei soll verhindert werden, dass im ersten Entnahmebereich 54 entstehende Gasbläschen 58 in den zweiten Entnahmebereich 56 gelangen, aus dem mittels des dritten Anschlusses flüssiges Kältemittel möglichst ohne Gasbläschen entnommen werden soll.
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Um eine Zirkulation von flüssigen Kältemittel zwischen den beiden Entnahmebereichen 54, 56 sicherzustellen, kann das Umlenkelement 52 wenigstens eine Öffnung 60 aufweisen. Dabei soll die wenigstens eine Öffnung möglichst im Bereich eines tiefsten Punkts des Sammlergehäuses 32 bzw. des Umlenkelements 52 angeordnet sein. Anstelle von nur einer Öffnung 60, können auch mehrere ggf. kleinere Öffnungen in dem Umlenkelement vorhanden sein. Gemäß 4A ist das Umlenkelement als eine Art Wandabschnitt ausgeführt, der von dem Bodenabschnitt 34 nach oben hin vorsteht.
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Gemäß einer Abwandlung kann das als Wandabschnitt ausgeführte Umlenkelement 52 seitlich auch nicht bis zum Sammlergehäuse 32 reichen, was beispielhaft in 4B) gezeigt ist. Der zwischen dem Sammlergehäuse 32 und dem Umlenkelement gebildete Zwischenraum 62, der insbesondere schlitzartig ausgebildet ist, ermöglicht in diesem Fall die Zirkulation von flüssigem Kältemittel zwischen den beiden Entnahmebereichen 54, 56. Anders ausgedrückt ist zwischen einer Stirnseite 53 des Wandabschnitts und der Innenseite des Sammlergehäuses 32 ein schlitzartiger Umströmbereich 62 gebildet, durch den der erste Kältemittelentnahmebereich 54 und der zweite Kältemittelentnahmebereich 56 in Fluidverbindung stehen. Bei dieser Ausführung des Umlenkelements 52 ist es nicht zwingend notwendig, aber trotzdem möglich, dass an dem Umlenkelement noch wenigsten eine weitere Öffnung vorgesehen ist.
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Eine weitere Ausgestaltung des Umlenkelements 52 ist in 4C gezeigt. Hier weist das Umlenkelement 52 eine gitterartige oder netzartige Struktur auf. Dabei ist das Gitter bzw. Netz so ausgebildet, dass eingeleitete Gasbläschen nach oben hin umgelenkt werden ohne dass sie durch die im Gitter bzw. Netz vorhandenen Löcher hindurchtreten können. Das Gitter bzw. Netz ermöglicht aber den Durchtritt von flüssigem Kältemittel, so dass ein Austauschen zwischen den beiden Entnahmebereichen 54, 56 erfolgen kann.52.
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Für alle in der 4 gezeigten Beispiele eines Umlenkelements 52 ist noch anzumerken, dass eine ausgehend von dem Bodenabschnitt 34 gemessene Höhe HU des Umlenkelements 52 wählbar ist. Die Höhe HU des Umlenkelements 52 kann etwa 25% bis 75% der Innenhöhe HI des Sammlergehäuses 32 entsprechen. Ferner wird noch darauf hingewiesen, dass die Mündung 26a des ersten (bidirektionalen) Anschlusses 26 nach Möglichkeit so ausgerichtet ist, dass eingeleitetes, zumindest teilweise gasförmiges Kältemittel nicht direkt in Richtung einer Öffnung 60 bzw. des Gitters (4C) geleitet wird, sondern beispielsweise im Wesentlichen parallel zum Umlenkelement 52 eingeleitet wird. Im Falle eines seitlich nicht mit dem Sammlergehäuse 32 verbundenen Umlenkelements 52 (4B) kann die Mündung 26a beispielsweise mittig und in Richtung des Umlenkelements 52 ausgerichtet sein, so dass einströmendes Kältemittel in Richtung des Umlenkelements 52 ausströmt.
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Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die gezeigten Anschlüsse aus mehreren miteinander verbundenen rohrartigen Stücken oder Schläuchen gebildet sein können. Diese können geradlinig oder gebogen ausgeführt sein und werden je nach Einbaulage des Kältemittelsammlers in einer Kälteanlage zweckmäßig ausgestaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011118162 A1 [0002]
- DE 102010042127 A1 [0004]
