Die vorliegende Erfindung wird anhand von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen erörtert, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung zum Austausch von Wärme auch in anderen Klimaanlagen und zum Übertragen von Wärme zwischen zwei Medien, verwendet werden kann.

Derartige Vorrichtungen zum Austausch von Wärme sind bereits bekannt und werden insbesondere auch zur Klimatisierung eines Fahrgastraumes in einem Kraftfahrzeug verwendet.

In diesen Klimaanlagen kommen derzeit nur nicht brennbare Kältemittel zum Einsatz, da brennbare Kältemittel durch eine potentielle Explosionsgefahr das Sicherheitsrisiko für Personen im Fahrzeuginnenraum erhöhen. Solche Kältemittel sind insbesondere Kühlmittel, die bei niedrigerer Temperatur und

niedrigem Druck durch Verdampfen Wärme aufnehmen und bei hoher Temperatur und hohem Druck durch Verflüssigen Wärme abgeben.

Derzeit werden in Kälteanlagen im allgemeinen Kältemittel wie <BR> <BR> beispielsweise. konventionelle Kühimittel wie R22 (Chlordifluormethan) verwendet : In noch älteren Anlagen findet man noch das Kältemittel R12 (Dichlordifluormethan), welche jedoch seit langem für den Einsatz in Kälteanlagen und Klimaanlagen verboten sind.

Entsprechendes gilt auch seit dem Jahr 2000 für das Kältemittel R22.

Es gibt auch Überlegungen weitere Kühlmittel wie beispielsweise R134a zu verbieten, so daß ein Anreiz zur Verwendung alternativer Kältemittel gegeben ist.

Solche Kältemittel könnten beispielsweise Stoffe bzw.

Stoffzusammensetzungen sein, die wenigstens als einen Bestandteil C02 aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme bereitzustellen, die den Einsatz von alternativen Kältemitteln ermöglicht und gleichzeitig den Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit solcher Aggregate verbessert.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Solch eine Vorrichtung ist mit wenigstens einem Kältemittel betreibbar, welches den Transport von thermischer Energie innerhalb der Vorrichtung und der mit der Vorrichtung in Strömungsverbindung stehenden Komponenten, ermöglicht.

Ferner weist die Vorrichtung wenigstens einen Kältemitteleinlaß und wenigstens einen Kältemittelauslaß auf, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in wenigstens einem Kopfrohr münden.

Das. Kopfrohr selbst ist gemäß. einer bevorzugten Ausfuhrungsform durch wenigstens ein Trennelement in wenigstens einen Einlaßabschnitt und wenigstens einen Auslaßabschnitt unterteilt, welche vorzugsweise einem jeweiligen Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß zugeordnet sind.

Die durch wenigstens ein Trennelement voneinander flüssig-und/oder gasdicht abgetrennten Einlaß-und Auslaßabschnitte des Kopfrohres sind mittels wenigstens einer Durchflußeinrichtung und vorzugsweise wenigstens einem Querverteiler fluidverbunden. Die Durchflußeinrichtung weist wenigstens zwei zumindest abschnittsweise parallel zueinander orientierte Strömungswege auf, deren Öffnungen in die Einlaß-und Auslaßabschnitte des Kopfrohres bzw. in das Lumen wenigstens eines Querverteilers münden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet wenigstens ein Kopfrohr, wenigstens ein Kältemitteleinlaß, wenigstens ein Kältemittelauslaß, wenigstens eine Durchflußeinrichtung und wenigstens ein Querverteiler Bauelemente, welche zusammengefügt eine Baugruppe, im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wenigstens zwei Baugruppen der zuvor beschriebenen Art in der Weise miteinander verbunden, daß die Kältemitteleinlässe bzw. Kältemittelauslässe miteinander fluidverbunden sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Kältemitteleinlässe bzw. Kältemittelauslässe Rohre mit einem definierten Querschnitt, in dessen Umfang Bohrungen angebracht sind, die im

wesentlichen senkrecht zur Längsmittelachse des Kältemitteleinlaß-bzw.

Kältemittelauslaßrohres angeordnet sind und die gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Längsmittelachse der Kältemitteleinlaß- bzw. Kältemittelauslaßrohre mit ihrer Mittellinie schneiden oder in einem vorgegebenen Abstand zu dieser angeordnet sind.- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Mittellinie der Bohrung zur Längsmittelachse des Kopfrohres versetzt, so daß sie eine Tangente zum äußeren Umfang des Kältemitteleinlaß-bzw.

Kältemittelauslaßrohrs darstellt.

Die Vorrichtung zum Austausch von Wärme weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Baugruppen auf, welche mittels Kältemitteleinlässen bzw. Kältemittelauslässen hydraulisch parallel geschaltet sind, das heißt Kältemittel wird den Kopfrohrabschnitten parallel zu-bzw. abgeführt.

Beispielsweise werden die Baugruppen mit zwei Kältemittelrohren in der Art verbunden, daß die Einlaßabschnitte der Kopfrohre über ein Kältemitteleinlaßrohr fluidverbunden und entsprechend die Auslaßabschnitte der Kopfrohre mittels einem Kältemittelauslaßrohr fluidverbunden sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kommunizieren zwei hydraulisch parallel geschaltete Baugruppen über wenigstens einen Querverteiler miteinander. Durch eine solche Verbindung wird einerseits ein Druckangleich der beiden Baugruppen an jeweils bestimmten Stellen innerhalb der Baugruppen gewährleistet, wodurch gegebenenfalls eine gleichmäßigere Beaufschlagung der Baugruppen mit Kältemittel möglich ist.

Andererseits wird unter Umständen eine Durchmischung der Kältemittelströme in den Baugruppen ermöglicht, woraus unter Umständen

eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die Vorrichtung zum Austausch von Wärme folgt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kältemitteleinlässe bzw. Kältemittelauslässe mehrerer miteinander verbundener Baugruppen einstückig ausgeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kältemitteleinlässe bzw.-auslässe, das Kopfrohr und der Querverteiler an einer Seite der Baugruppe angeordnet.

Hierbei weist die Baugruppe insbesondere eine in etwa quaderförmige Grundform auf, welche vorzugsweise eine Front-und eine Rückfläche aufweist, welche gemäß einer besonderen Ausführungsform die Seiten der Baugruppe darstellt, durch welche im wesentlichen das gasförmige Medium, beispielsweise Luft, strömt, um Energie, insbesondere Wärmeenergie, abzugeben bzw. aufzunehmen. Diese Front-bzw. Rückfläche der Baugruppe wird durch vier Seitenflächen begrenzt, welche im wesentlichen durch die Breite der verwendeten Durchflußeinrichtung und den hieran anschließenden Kühlrippen und deren Gestalt festgelegt werden.

Es können jedoch auch von dieser bevorzugten rechteckigen Grundform alternative Bauformen gewählt werden, die insbesondere den Anforderungen zur Anordnung in einer Klimaanlage oder einer Belüftungseinrichtung entsprechen.

Es liegt auch im Sinne der vorliegenden Erfindung, daß die Kältemitteleinlässe bzw.-auslässe, das Kopfrohr und der Querverteiler an unterschiedlichen Seiten der Baugruppe angeordnet sind, wobei dies unmittelbaren Einfluß auf die Position und den Verlauf der Durchflußeinrichtung hat, was im folgenden noch näher erörtert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt sich die Anordnung der Bauteile einer Baugruppe durch die Anordnung der Durchflußeinrichtung. insbesondere die Ausrichtung der Strömungswege, die Anzahl der Krümmungen und der Krümmungswinkel, welche gemäß der vorliegenden Erfindung--zwischen 0'-und 180', bevorzugt zwischen 30° und 110° und besonders bevorzugt zwischen 45'und 90'liegt, legt die Position der weiteren Bauteile an bzw. in der Vorrichtung fest.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Durchflußeinrichtung zwischen 1 und 10 Krümmungen auf, wobei entsprechend der geraden oder ungeraden Anzahl von 180° Krümmungswinkeln die Kopfrohre bzw. die Querverteiler auf derselben oder auf gegenüberliegenden Seiten der Baugruppe angeordnet werden.

So werden beispielsweise bei 2,4, 6,8 und 10 Krümmungen, mit einem Krümmungswinkel von 180° der Durchflußeinrichtung, die Kopfrohre auf der gegenüberliegenden Seite zu den Querverteilern einer Baugruppe angeordnet. Bei 1,3, 5,7 und 9 Krümmungen mit einem Krümmungswinkel von 180° sind die Kopfrohre und die Querverteiler einer Baugruppe auf einer Seite der Baugruppe angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Segmente der Durchflußeinrichtung zwischen dem Kopfrohr und der Durchflußeinrichtung bzw. zwischen zwei Krümmungen der Durchflußeinrichtungen im wesentlichen gleich lang.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Segmente der Durchflußeinrichtung, welche die Öffnungen der Strömungswege aufweisen, von der Länge zwischen zwei Krümmungen der Durchflußeinrichtung abweichen können.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform münden die Öffnungen der Strömungswege der Durchflußeinrichtung in den Innenraum des Kopfrohres bzw. des Querrohres. Die Bauteile sind ferner so stoff-, kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden, daß der Innenraum der Bauteile insbesondere auch bei hohen Drücken bis ca : 300 bar bzw. die Strömungswege insbesondere auch bei hohen Drücken bis ca. 300 bar gas- und/oder flüssigkeitsdicht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trennelement, welches das Kopfrohr in einen Einlaß-bzw.

Auslaßabschnitt unterteilt, so mit dem Kopfrohr verbunden, daß der Austausch von gasförmigen oder flüssigen Medien zwischen den Abschnitten verhindert wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Durchfiußeinrichtung ein Flachrohr, dessen Volumen mittels Stegen in wenigstens zwei Strömungswege unterteilt ist.

Ferner wird das Flachrohr im Querschnitt durch die Breite, welche zwischen 10 mm und 200 mm, bevorzugt zwischen 30 mm und 70 mm liegt und durch eine Höhe, welche zwischen 1,0 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 1,4 mm und 2,4 mm liegt und eine äußere Wandstärke, welche zwischen 0,2 mm und 0, 8 mm, bevorzugt zwischen 0, 35 mm und 0, 5 mm liegt, gekennzeichnet.

Ferner weisen die Strömungswege im Querschnitt eine kreisförmige oder elliptische Form auf, welche jedoch insbesondere im Randbereich des Flachrohres den äußeren Konturen des Flachrohres so angepaßt wird, das eine mindest Wandstärke nicht unterschritten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Durchflußeinrichtung auch zwei Flachrohre aufweisen, welche zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sind und deren Lumina wenigstens einen Strömungsweg darstellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Bauteile insbesondere die Durchflußeinrichtung, wie beispielsweise die Flachrohre wenigstens aus einem Material hergestellt, welches aus der Gruppe von Materialien ausgewählt wird, welche Metalle, insbesondere Aluminium, Mangan, Magnesium, Silizium, Eisen, Messing, Kupfer, Zinn, Zink, Titan, Chrom, Molybdän, Vanadium und Legierungen hieraus, insbesondere Aluminium-Knetlegierungen mit einem Siliziumgehalt von 0 bis 0,7 % und einem Magnesiumgehalt zwischen 0,0-1 %, bevorzugt zwischen 0,0-0, 5 % und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,4 %, vorzugsweise EN- AW3003, EN-AW3102, EN-AW6060 und EN-AW 1110, Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe, Verbundwerkstoffe etc. enthält.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Baugruppe als weiteres Bauteil Kühlrippen auf, welche insbesondere mit einem Bereich der äußeren Oberfläche der Durchflußeinrichtung so verbunden sind, daß der Transport von thermischer Energie begünstigt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlrippen mit in der Oberfläche der Durchflußeinrichtung stoffschlüssig verbunden, wobei insbesondere Lötverfahren, Schweißverfahren und Klebverfahren zur Herstellung des Stoffschlusses verwendet werden.

Vorzugsweise. werden die Kühlrippen mit den Oberflächen der Durchflußeinrichtung in der Art verbunden, daß der Stoffschluß insbesondere an den Wendepunkten der Kühlrippen erfolgt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Kühlrippen in Strömungsrichtung eine serpentinenartige Grundstruktur auf, deren Tiefe im wesentlichen der Bautiefe der Baugruppe bzw. der Breite der Durchflußeinrichtung entspricht. Ferner sind in den Kühlrippen Schlitze angebracht, welche sich im wesentlichen zwischen den beiden Verbindungspunkten bzw. Wendepunkten der Kühlrippen erstrecken.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind diese Schlitze in den Kühlrippen zwischen 1 und 15 mm, bevorzugt zwischen 2 und 13 mm und besonders bevorzugt 3,7 bis 11,7 mm lang. Ferner weisen die Schlitze eine Breite zwischen 0,1 und 0,6 mm, bevorzugt zwischen 0,1 und 0,5 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,3 mm auf. Diese sogenannten "Kiemen"der Kühlmittelrippen ermöglichen einen verbesserten Wärmeübergang zwischen dem durchströmenden Gas und den Kühlrippen bzw. den Wandungen der Durchflußeinrichtungen. Ferner sind die Kühirippen durch eine Wandungsstärke gekennzeichnet, die zwischen 0,01 und 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,02 und 0,07 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,07 und 0,15 mm liegt. Die Rippendichte der Kühlrippen beträgt 10 bis 150 Rippen pro dm, bevorzugt 25 bis 100 Rippen pro dm und besonders bevorzugt 50 bis 80 Rippen pro dm. Die Rippenhöhe beträgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 1 bis 20 mm, bevorzugt 2 bis 15 mm und besonders bevorzugt 3 bis 12 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kopfrohr eine im wesentlichen zylindrische Grundform auf, in dessen Umfang eine vorgegebene Anzahl von Durchführungen angeordnet sind, durch welche hindurch sich die Kältemitteleinlässe bzw.-auslässe und wenigstens eine Durchflußeinrichtung, insbesondere ein Flachrohr, in den Innenraum des Kopfrohres erstrecken.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Durchführungen für die Flachrohre in den Innenraum des Kopfrohres derart gestaltet, daß die Flachrohre nicht nur mittels eines Stoffschlusses mit dem Kopfrohr verbunden werden, sondern daß durch eine zusätzliche Verpressung des Kopfrohres ein-eingeführtes Flachrohr-bzw.-Flachrohre-mit- den Wandungen des Kopfrohres kraftschlüssig verbunden werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist ein Kopfrohr für diese Verbindungsmethode einen grundsätzlich Q-förmigen Querschnitt auf, in dessen engsten Bereich die Durchführungen für die Durchflußeinrichtungen insbesondere für ein Flachrohr vorgesehen sind.

Auch mehrere Flachrohre können gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer oder mehreren Durchführungen aufgenommen werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Durchführungen eine äußere Kontur auf, welche den des durchzuführenden Gegenstandes, insbesondere den des Kältemitteleinlaß-bzw.

Kältemittelauslaßrohres und den des Flachrohes entsprechen oder einen vorgegebenen Abstand hiervon aufweisen.

Ferner sind die Durchbrüche bezüglich ihrer Mittellinie um einem vorgegebenen Abstand zu der Mittellinie des Kopfrohres bzw. des Querverteilers versetzt angeordnet.

Die Durchbrüche sind mit einem vorgegebenen Abstand bezüglich der Mittelachse des Kopfrohres angeordnet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kopfrohr an einem Rand wenigstens einer Durchführung einen Fortsatz auf, der in eine Durchführung des Kältemittelein-beziehungsweise-auslasses eingreift. Dadurch wird das Kopfrohr während einer Montage der Vorrichtung bezüglich des

Kältemittelein-beziehungsweise-auslasses fixiert, so dass eine Fertigung der Vorrichtung zum Austausch von Wärme erleichtert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Vorrichtung zum Austausch-von Wärme ein Kältemittel verwendet, welches wenigstens eine Komponente aus einer Gruppe, die Gase, insbesondere Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Luft, Ammoniak, Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, Propan, n-Butan und Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, Floeice, Sole, etc. umfaßt, aufweist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Kältemittel Kohlendioxid verwendet, dessen physikalische Eigenschaften als farbloses nicht brennbares Gas zu einer Steigerung der Kälteleistung, einer möglichen Verkleinerung des Aggregats bzw. zur Senkung von Leistungsverlusten verwendbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung zum Austausch von Wärme vollständig, jedoch wenigstens die Durchflußeinrichtung als Bauteil der Vorrichtung und insbesondere die Kühlrippen von einem vorzugsweise gasförmigen Medium, insbesondere von Luft, umströmt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel im Inneren der Durchflußeinrichtung und dem gasförmigen, die Kühlrippen und die Durchflußeinrichtung umströmenden Medium im wesentlichen durch Konvektion und Wärmeleitung. So gibt beispielsweise die umströmende Luft Wärmeenergie an die Kühlrippen ab, von welchen die Wärme über die Kühlrippen und die Wandung der Durchflußeinrichtung an das Kühlmittel übertragbar ist.

Zur Wärmeleitung sind die Bauelement der Baugruppe und die Baugruppen so miteinander verbunden, daß der Transport von thermischer Energie begünstigt wird. Dies erfolgt insbesondere durch stoff-, kraft-und formschlüssige Verbindung, wie z. B. Löten, Schweißen, Bördeln oder Kleben.

Ferner sind die Übergangsbereiche der von Fluiden durchströmten Bauelemente und Baugruppen gas-und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden, so daß ein Austauschen des Kühlmittels mit dem umströmenden Medium verhindert wird. Insbesondere bei der Verwendung von niedermolekularem Kühlmittel, wie beispielsweise Kohlendioxid, ist es von besonderer Bedeutung eine Verbindung zwischen den Bauelementen und den Baugruppen zu erreichen, die ein Entweichen des Kühlmittels oder Komponenten des Kühlmittels verhindert.

Die Vorrichtung zum Austausch von Wärme weist in einer bevorzugten Ausführungsform an zwei sich gegenüberliegenden Seiten Rahmenelemente auf, die sich wenigstens über einen Teil der Seitenfläche der Vorrichtung erstrecken. Diese Rahmenelemente sind bevorzugt Profilelemente, die unter anderem ein U-förmiges, V-förmiges, L-förmiges oder andere typische Profilstrukturen aufweisen können. Ferner sind diese Rahmenelemente mit wenigstens einem Bauteil in der Vorrichtung zum Austausch von Wärme kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Auch die stoffschlüssige Verbindung wie beispielsweise durch Löten, Schweißen und Kleben liegt im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Austausch von Wärme weist das Flachrohr, im Bereich der Durchführungen, die in das Kopfrohr hineinragen, wenigstens eine Ausnehmung auf, in welche beispielsweise das Trennelement, welches das

Kopfrohr in einen Einlaßabschnitt und einen Auslaßabschnitt unterteilt, eingreift.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Austausch von Wärme--ein--Trennelement mit einer Ausnehmung auf, in weiche die Durchflußeinrichtung, insbesondere ein Flachrohr im Bereich der Durchführung in das Kopfrohr, eingreift.

Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß die Bereiche des Einlaßabschnittes und des Auslaßabschnittes im Kopfrohr flüssigkeits-bzw. gasdicht gegeneinander abgedichtet sind und eine definierte Positionierung und Fixierung der Durchflußeinrichtung gewährleistet wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kopfrohre und/oder der Kältemitteleinlaß bzw.-auslaß so gestaltet, daß der Druck des Kältemittels über den Ein-bzw. Auslaßabschnitten im wesentlichen gleich ist oder einen vorgegebenen Wert annimmt.

Bevorzugt für den Kältemitteleinlass kann dies unter Umständen dadurch erreicht werden, daß der Strömungsquerschnitt des Kältemitteleinlasses sich über die Zahl der mit ihm fluidverbundenen Kopfrohre verjüngt und somit der Druckabfall an jeder"Entnahmestelle"weitestgehend kompensiert wird. Der Kältemittelauslass weist dabei besonders bevorzugt einen möglichst großen Strömungsquerschnitt auf.

Alternative Ausführungsformen liegen im Sinn der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere die Gestaltung der Öffnung oder der Kältemitteldurchführung des Kopfrohrs bzw. deren Größe ebenfalls zur Vergleichmäßigung des Druck-oder Dichteniveaus der an den Kältemitteleinlaß angeordneten Kopfrohre verwendet werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können auch die verschiedenen Entnahmestellen aus dem Kältemittelein-bzw.-auslaß in Strömungsbereiche unterteilt werden, indem ein eingeschobenes und stoffschlüssig mit dem Hüllrohr verbundenes Profil verwendet wird.

Beispielsweise wird das Rohr in 2,3 oder 4-oder weitere Strömungsbereiche unterteilt. Durch eine vorbestimmte Drehung des Profils im Rohr werden die Strömungsbereiche des Kältemitteleinlasses bzw. Kältemittelauslasses mit den entsprechenden Entnahmebereichen, beispielsweise der Bohrung, welche in das Kopfrohr mündet, verbunden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Volumina der Einlaß-bzw. Auslaßabschnitte eines Kopfrohres ein vorgegebenes Verhältnis zueinander auf, wobei dieses Verhältnis insbesondere 1 : 1, 1 : 2, 1 : 4,1 : 10 und beliebige Zwischenwerte hiervon annehmen kann.

Insbesondere wird hierdurch die sich ändernde Dichte des Kühlmittels beim Verdampfen bzw. Kühlen berücksichtigt.

Bei der Verwendung der Vorrichtung zum Austauschen von Wärme als Verdampfer kann beispielsweise durch diese Anordnung dem Umstand Rechnung getragen werden, daß durch die Verdampfung des Kältemittels das Volumina deutlich zunimmt und somit ein größerer Strömungsquerschnitt für den Transport des Kühlmittel-Massenstromes notwendig wird.

So liegt beispielsweise das Dichteverhältnis für CÜ2 zwischen Kältemitteleinlaß und Kältemittelauslaß zwischen 1 : 2 und 1 : 10, bevorzugt zwischen 1 : 3 und 1 : 7 und besonders bevorzugt bei ca. 1 : 5.

Eine vereinfachte Bauweise wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung durch U-förmig umgeformte Rohre ermöglicht, wobei die Rohre einfach oder zu einer noch einfacheren Bauweise mehrfach

umgeformt sind. Dadurch wird im Bereich der U-förmigen Umformung gegebenenfalls ein Querverteiler eingespart. Bei ausschließlicher Verwendung von U-Rohren ist es sogar möglich, alle Kopfrohre und Querverteiler auf einer Seite der Vorrichtung zu platzieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden durch einen Querverteiler Strömungswege miteinander verbunden, die in Hauptströmungsrichtung eines die Durchflusseinrichtung umströmenden Mediums hintereinander angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, Strömungswege für das Kältemittel parallel oder antiparallel zu einer Hauptströmungsrichtung eines die Durchflusseinrichtung umströmenden Mediums zu verschalten. Dies führt zu einer zumindest teilweisen Gegenstrombauweise der Vorrichtung zum Austausch von Wärme.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzahl der Strömungswege zumindest einer Baugruppe durch zwei teilbar. Dies bedeutet, daß eine zweireihige Anordnung der Strömungswege einfach verschaltbar ist, indem die erste Hälfte der Strömungswege einer Baugruppe in einer ersten Reihe angeordnet und miteinander verbunden ist, wohingegen die zweite Hälfte der Abschnitte in einer zweiten Reihe angeordnet und ebenfalls miteinander verbunden ist, wobei die beiden Hälften der Baugruppe reihenübergreifend miteinander verbunden sind. Diese reihenübergreifende Verbindung geschieht beispielsweise in einem Querverteiler auf einer dem Kältemittelein- und dem-auslass gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung zum Austausch von Wärme.

Besonders bevorzugt ist die Anzahl der Strömungswege der Baugruppe durch vier teilbar. Dies bedeutet, daß bei einer zweireihigen Anordnung der 1.

Strömungswege mit der oben beschriebenen Verschaltung die reihenübergreifende Verbindung auf derjenigen Seite der Vorrichtung zum

Austausch von Wärme geschieht, auf der sich auch der Kältemittelein-und der Kältemittelauslass befinden.

Bei einer Ausgestaltung werden die äußersten Strömungswege innerhalb einer oder mehrerer Strömungswegreihen nicht als hydraulisch erste Strömungswege von Baugruppen beaufschlagt, da in den äußersten Bereichen des Kältemitteleinlasses oder-auslasses die Strömungs- und/oder Druckverhältnisse des Kältemittels gegebenenfalls ungünstig für eine Beaufschlagung von Baugruppen sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung verlaufen die Strömungswege zweier benachbarter Baugruppen spiegelsymmetrisch zueinander. Insbesondere eine Kommunikation zwischen den benachbarten Baugruppen über einen Querverteiler wird dadurch erleichtert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ändert sich ein Strömungsquerschnitt einer Baugruppe entlang eines Kältemittelströmungsverlaufes innerhalb der Baugruppe. Dies ist sehr einfach zu verwirklichen, indem beispielsweise wenige Strömungswege über entsprechend konfigurierte Querverteiler mit vielen Strömungswegen verbunden werden. Besonders bevorzugt ist eine Anpassung des Strömungsquerschnitts einer Baugruppe an eine sich entlang der Baugruppe ändernde Dichte des Kältemittels.

Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der alle Strömungswege zumindest einer Baugruppe in Hauptströmungsrichtung eines die Durchflusseinrichtung umströmenden Mediums miteinander fluchten. Besonders vorteilhaft sind alle Baugruppen der Vorrichtung zum Austausch von Wärme in dieser Weise ausgebildet, wodurch eine reine Gegenstrombauweise der Vorrichtung auf einfache Weise, nämlich durch entsprechend angeordnete Querverteiler, ermöglicht wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Querverteiler ein zweites Trennelement auf, welches den Querverteiler in wenigstens zwei Strömungsabschnitte unterteilt.

Ferner weist'eine'Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß, einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine Durchflußeinrichtung auf, die sich in den Innenraum eines Querverteilers erstreckt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist eine Einrichtung zum Austauschen von Luft insbesondere für Kraftfahrzeug- Klimaanlagen mit Luftströmungswegen und Luftströmungssteuerelementen wenigstens eine Luftfördereinrichtung und in einem Gehäuse eine Aufnahmevorrichtung auf, in welcher wenigstens eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, aufgenommen bzw. angeordnet wird.

Des weiteren ist wenigstens eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche in einer Einrichtung zum Austauschen von Wärme angeordnet, welche insbesondere für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit wenigstens einem Kondensator, einem Verdichter, einer Drossel und einem Sammler versehen ist.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die im wesentlichen zylindrischen Kopfrohre, Kältemitteleinlässe bzw. Kältemittelauslässe und der Querverteiler neben einer exakten zylindrischen bzw. rohrförmigen Gestalt auch abweichende Formen aufweisen können, welche beispielsweise deformierte zylindrische bzw. elliptische, polygonförmige oder rechteckförmige Querschnitte sind.

Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr. sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten der Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die z. B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Au. sführungsform, sowie in den Ansprüchen beschrieben und in der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw.

Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann in Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw.

Verfahrensschritten folgen führen, soweit sie Herstellungs-, Prüfungs-und Arbeitsverfahren betreffen.

Im Folgenden werden bevorzugte Aspekte der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Austauchen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht des Kältemitteein-bzw.-auslasses für eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 1 ;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 5 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme aus Fig.-4 ; Fig. 6 eine Seitenansicht des Kältemitteleinlasses bzw.-auslasses für eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 4 ; Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Flachrohr für eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 8 eine alternative Ausführungsform für ein Flachrohr im Querschnitt ; Fig. 9 eine alternative Ausführungsform eines Flachrohrs für eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt ; Fig. 10 eine schematische Darstellung des Kältemittelflusses durch eine Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 11 a eine schematische Darstellung eines Kopfrohres für eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 11b eine schematische Darstellung der Durchführungen eines Kopfrohrs für eine Durchflußeinrichtung ; Fig. 11c eine Schnittdarstellung durch das Kopfrohr aus Fig. 11b entlang der Linie A-A ;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 13 eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß, der vorliegenden Erfindung ; Fig. 14 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme ; Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme ; und im Ausschnitt ; Fig. 16 eine weitere perspektivische Darstellung im Ausschnitt einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme im Ausschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 17 eine Seitenansicht auf eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 18 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme aus Fig. 17 ; Fig. 19 eine Draufsicht auf die alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 17 ; Fig. 20 eine schematische Darstellung eines Kopfrohrs für eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 21 eine Seitenansicht von links der Kopfrohrs aus Fig. 20 ;

Fig. 23 eine Ansicht von unten des Kopfrohrs für eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 20 ; Fig. 24 zeigt die Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform für ein Kopfrohr gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 25 zeigt die Seitenansicht des Kopfrohrs aus Fig. 24 ; Fig. 26 zeigt die Ansicht von unten des Kopfrohrs aus Fig. 24 ; Fig. 27 zeigt eine Schnittdarstellung des Kopfrohrs aus Fig. 25 entlang der Schnittlinie A-A ; Fig. 28 zeigt drei Ansichten für einen Kältemitteleinlaß bzw.-auslaß ; Fig. 29 zeigt drei Ansichten einer alternativen Ausführungsform für einen Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß ; Fig. 30 zeigt drei Ansichten einer weiteren alternativen Ausführungsform für einen Kältemitteleinlaß bzw.-auslaß ; und Fig. 31 zeigt drei Ansichten einer weiteren alternativen Ausführungsform für eine Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß.

So zeigt Fig. 1 die Draufsicht einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, insbesondere eines Verdampfers, in welchem das Kältemittel über den Kältemitteleinlaß 1 und dem hieran anschließenden Kältemitteleinlaßrohr 3 aus dem Kühlmittelkreislauf beispielsweise einer Klimaanlage zugeführt wird. Hierbei weist der Eingangsabschnitt eine Schneiddichtung auf, welche in Kombination mit beispielsweise einer lösbaren Kupplungsverbindung 2 mit dem weiterführenden Rohrleitungssystem verbunden wird. Das Kältemitteleinlaßrohr 3 mündet in

einem ersten Kopfrohr 7 und wird im Anschluß hieran an die beiden Kopfrohre 8 und 9 weitergeführt. An der Position 7 ist das Kältemitteleinlaßrohr gas-bzw. flüssigkeitsdicht verschlossen. Dies geschieht insbesondere durch den Einbau eines eingelöteten Trennelements oder durch Verschweißen. Auch das Verschließen des Rohrs durch Biegung liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Die Kopfrohre 7,8 und 9 weisen gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein nicht dargestelltes Trennelement auf, welches beispielsweise in der Mitte des Kopfrohres angeordnet ist. Hierdurch werden die Kopfrohre in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt, von welchen aus das Kühlmittel in die Durchflußeinrichtung 19 eingeleitet wird und über die Strömungswege der Durchflußeinrichtung in den Querverteiler 10', 10", 11', 11"und 12 geleitet wird. Von dort aus strömt das Kältemittel, welches bereites zu einem gewissen Grad Wärme aus dem umströmenden Medium aufgenommen hat, beispielsweise in den hinteren Bereich des Querverteilers und wird von diesem wiederum in die hinteren Strömungswege der Durchflußeinrichtung 19 geleitet. Am Ende münden diese Strömungswege in den Auslaßabschnitt des Kopfrohres 7,8 und 9 und werden über das Kältemittelauslaßrohr 4 in das Rohrleitungssystem der Klimaanlage zurückgeführt. Auch in diesem Fall weist beispielsweise das Kältemittelrückführungsrohr eine Dichtung 6 und beispielsweise ein Kupplungssystem 5 zur Verbindung mit dem Rohrleitungssystem auf. Neben dem Kältemittel führenden Bestandteilen der Vorrichtung zum Austauschen vom Wärme, weist diese Ausführungsform auch Rahmenelemente 16 und 17 auf. Mit dem Bezugszeichen 18 ist die Position der Kühlrippen für die Vorrichtung gekennzeichnet.

Entsprechend der Draufsicht aus Fig. 1 zeigt Fig. 2 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, in welcher insbesondere eine bevorzugte Ausführungsform der Kopfrohre und der Querverteiler dargestellt

ist. Hierbei zeigen die Kopfrohre und die Querverteiler einen runden Querschnitt, wobei insbesondere in die Kopfrohre 8 und 9 jeweils zwei Durchflußeinrichtungen 19 münden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Durchflußeinrichtung insbesondere ein Flachrohr, welches serpentinenartig gebogen die Verbindung zwischen dem Kopfrohr und dem Querverteiler bereitstellt.

Zwischen den jeweiligen Serpentinenabschnitten der Durchflußeinrichtung sind insbesondere Kühlrippen 18 angeordnet, welchen den Wärmeübergang zwischen dem durchströmenden Medium wie beispielsweise Luft und dem in der Durchflußeinrichtung fließenden Kühlmittel verbessern.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlrippen derart gestaltet, daß sie sich ebenfalls serpentinenartig zwischen den Serpentinenabschnitten der Durchflußeinrichtung erstrecken und über die Tiefe der Vorrichtung zum Austausch von Wärme zusätzlich mit sogenannten Kiemen, das heißt mit Schlitzen, versehen sind, welche insbesondere zur Erzeugung von Turbulenzen und damit zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen dem durchströmenden Medium und den Wärme abführenden Kühlrippen dienen.

Gemäß der Darstellung aus Fig. 2 wird ferner deutlich, daß die Durchflußeinrichtung, insbesondere das Flachrohr, eine bestimmte Eindringtiefe in die Querverteilungsrohre bzw. in die Kopfrohre aufweist.

Ferner sind die Endstücke der Serpentinenabschnitte, welche im Kopfrohr bzw. im Querverteilungsrohr münden, länger gestaltet, um eine vorgegebene Beabstandung des Kopfrohres bzw. des Querverteilungsrohres vom im wesentlichen durchströmten Grundkörper der Vorrichtung zum Austausch von Wärme aufzuweisen.

Fig. 3 stellt die Seitenansicht von links einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß Fig. 1 und Fig. 2 dar. Neben dem Rahmenelement 16 sind der Kältemittelabfluß 4 und der Kältemittelzufluß 3 und das Kopfrohr 7 zu erkennen.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, in welchem neben dem Kältemitteleinlaß 41 der Kältemittelauslaß 42 eine Rohrverbindungseinrichtung 40 und die Kopfrohre 43,45 und 47 zu erkennen sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind in dieser Darstellung auch die Trennelemente 49 zu erkennen, welche die Kopfrohre 43,45 und 47 in einen Einlaß-41'und einem Auslaßabschnitt 42'unterteilen. Die an das Kopfrohr 43,45 und 47 angeschlossene Durchflußeinrichtung 53 mündet in den Querverteilungsrohren 44,46 und 48. Ferner zeigt Fig. 4 die Rahmenelemente 51 und 52 und die Kühlrippen 18, welche über die Durchflußeinrichtung 53 hinausragen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Querverteiler und die Kopfrohre an ihren äußeren Begrenzungen mittels zusätzlicher Trennelemente fluiddicht abgeschlossen. Diese Trennelemente werden vorzugsweise stoff-, kraft-und/oder formschlüssig mit dem Kopfrohr, Querverteilungsrohr oder dem Kühimitteleinlaß bzw. Kühlmittelauslaßrohr verbunden.

Fig. 5 zeigt die alternative Ausführungsform gemäß der Fig. 4 in der Seitenansicht, wobei insbesondere die Verbindungseinrichtung 40'und 40" für den Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß zu erkennen sind. Ferner erkennt man die D-förmige Gestalt der Kopfrohre 43,45 und 47 und der Querverteilungsrohr 44,46 und 48.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen diese Rohre einen D-förmigen Querschnitt auf, in dessen Engstellenbereich Ausnehmungen vorgesehen sind, durch welche beispielsweise die Durchflußeinrichtungen aufgenommen werden. Hierbei ist insbesondere hervorzuheben, daß die Durchflußeinrichtung eine vorgegebene Eindringtiefe in das Kopfrohr bzw. das Querverteilungsrohr aufweist, und daß zum Zusammensetzen der Bauteile bei der Herstellung der Vorrichtung zum Übertragen von Wärme die Durchflußeinrichtung mit den Kopfrohren bzw.

Querverteilern geklemmt werden kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Eindringtiefe 0,01 bis 10 mm, bevorzugt 0,1 bis 5 mm und besonders bevorzugt 0,15 bis 1 mm. Ferner zeigen die Kopfrohre 45 und 47 bzw. die Querverteiler 44 und 46 Ausführungsformen, in denen zwei Durchflußeinrichtungen in den Innenraum der Kopfrohre bzw.

Querverteiler münden. Hierbei sind die Auslaßschenkel der Kopfrohre bzw. der Querverteiler dem Eintrittswinkel der Durchflußeinrichtungen angepaßt, so daß sie sich zumindestens in einem Abschnitt parallel zu diesem erstrecken.

In Fig. 6 ist die Seitenansicht der alternativen Ausführungsform von links aus Fig. 5 dargestellt, in der neben der Verbindungseinrichtung 40'und 40"der Kältemitteleinlaß 41 und Kältemittelauslaß 42 dargestellt sind. Ferner erkennt man das Trennelement 49 und die äußeren Trennelemente des Kopfrohres 43 mit den Bezugszeichen 49'und 49". Das Rahmenelement 53 schließt die Vorrichtung zum Austauschen von Wärme seitlich ab.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeigen die Figuren 7, 8 und 9 weitere Gestaltungsformen für eine Durchflusseinrichtung insbesondere für ein Flachrohr, mit den Strömungswegen 73, die einen hydraulischen Durchmesser zwischen 0,1 und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 2 mm und besonders bevorzugt zwischen 1,0 und 1,6 mm aufweisen.

Der Berstdruckbereich einer Vorrichtung ist insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung > 300 bar, wodurch die Wandstärke in Abhängigkeit des Materials eine Mindeststärke aufweisen muß. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Wandung zwischen der äußeren Begrenzung des Fiachrohres und den inneren Begrenzungen der Strömungswege eine Wandstärke auf, welche zwischen 0,1 und 0,3 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,15 und 0,25 mm, und besonders bevorzugt zwischen 1,17 und 2,2 mm liegt.

Fig. 7 stellt eine alternative Ausführungsform einer Durchflußeinrichtung mit 25 Strömungswegen 73 dar, deren durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser ca. 1,0 mm beträgt. Die Rohrbreite 75 beträgt ca. 1,8 mm und die Wandstärke 71 ca. 0,3 mm. Der Abstand zwischen den Strömungswegen 72 beträgt ca. 1,6 mm. Der Abstand 74 des Strömungswegs 73 und der seitlichen Außenwand 70 beträgt ca. 0,6 mm.

Fig. 8 weist 28 Strömungswege auf, wobei der hydraulische Durchmesser ca. 1,4 mm beträgt. Die Rohrbreite 75 beträgt ca. 2,2 mm und die Wandstärke 71 ca. 0,3 mm. Der Abstand zwischen den Strömungswegen 72 beträgt ca. 1,9 mm. Der Abstand 74 des Strömungswegs 73 von der seitlichen Außenwand 70 beträgt ca. 0,6 mm.

In Fig. 9 ist ein Flachrohr mit 35 Strömungswegen dargestellt, deren durchschnittlicher Durchmesser zwischen 1,0 mm beträgt. Die Rohrbreite 75 beträgt ca. 1,8 mm und die Wandstärke 71 ca. 0,3 mm. Der Abstand zwischen den Strömungswegen 72 beträgt ca. 1,6 mm. Der Abstand 74 des Strömungswegs 73 von der seitlichen Außenwand 70 beträgt ca. 0,6 mm.

Fig. 10 zeigt einen schematischen Verlauf des Kühlmittels durch eine Baugruppe einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme, wobei das Bezugszeichen 100 auf die schematische Darstellung des

Kältemittelseinlasses hinweist. Über das Kopfrohr, dessen Position mit dem Bezugszeichen 101 gekennzeichnet ist, wird das Kühlmittel der Durchflußeinrichtung 102 zugeführt und erfährt im Bereich 108 die erste Richtungsänderung, welche durch die serpentinenartige Krümmung der Durchflußeinrichtung ~ begründet ist. Das in den Strömungswegen der Durchflußeinrichtung fließende Kühlmittel mündet im Bereich 103 in den Querverteiler und wird von diesem in den rückwärtigen Teil der Durchflußeinrichtung, das heißt in die rückwärtigen Strömungswege 105, umgelenkt.

Entsprechend dem Abschnitt 102 wird auch in dem Abschnitt 105 dem umströmenden Medium, wie beispielsweise der Luft, Wärmeenergie entzogen und an das Kühlmittel übertragen. Dieses Kühlmittel wird im Auslaßabschnitt des Kopfrohre 106 als Flüssigkeits-Gas-Mischung zusammengeführt und über die Kältemittelableitung 107 in das anschließende Rohrleitungssystem, beispielsweise einer Klimaanlage, zurückgeführt.

Fig. 11 a zeigt eine schematische Darstellung eines Kopfrohres in der Seitenansicht, wobei neben den Trennelementen 110, 111 und 112 die Durchführungen für den Kühlmitteleinlaß bzw.

-auslaß 113'bzw. 113"zu erkennen sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Durchbrüche 113'und 113"von der Mittelachse des Kopfrohres 114 um einen Abstand 115 versetzt, wobei dieser Abstand gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen 0 und 20 mm, bevorzugt zwischen 0 und 10 mm und besonders bevorzugt zwischen 0 und 5 mm liegt. Das Trennelement 110 unterteilt das Kopfrohr in zwei Abschnitte 115 bzw. 116, welche gemäß der Anordnung des Kopfrohres entweder den Kältemitteleinlaßabschnitt oder den Kältemittelauslaßabschnitt darstellen. Die Trennelemente 111 und 112 schließen das Kopfrohr zur Umgebung ab, wobei diese Trennelemente mit einem Abstand von äußeren

Rand des Kopfrohres angeordnet oder mit diesen bündig abschließend angeordnet sein können. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Abschnitt des Kopfrohres auch durch einen Löt- bzw. Schweißpunkt verschlossen werden. Die Durchführungen für die Durchflußeinrichtung sind in der Fig. 11a nicht dargestellt.

Fig. 11b zeigt eine alternative Ausführungsform für eine Durchführung der Durchflußeinrichtung in ein Kopfrohr. Hierbei sind neben den beiden Schenkeln 120 und 121 des Kopfrohres die Durchführung 122 zu erkennen, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform so gestaltet ist, daß sie der äußeren Form des einzuführenden Flachrohres entspricht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Durchbruch auch so gestaltet sein, daß beispielsweise zwei oder mehrere Flachrohre in das Kopfrohr aufgenommen werden können.

Fig. 11c zeigt den Querschnitt durch ein Kopfrohr gemäß der Fig. 11b entlang der Linien A-A. Die Darstellung zeigt die D-förmige Grundstruktur des Kopfrohres, welches gemäß der vorliegenden Erfindung eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt. Die Durchflußeinrichtung tritt in die Durchführung 130 des Kopfrohres ein und erstreckt sich bis zu einem vorgegebenen Punkt in den Innenraum 132 des Kopfrohres. Diese Ausführungsform weist ferner die Möglichkeit auf, vor dem stoffschlüssigen Verbinden der einzelnen Bauteile bei der Herstellung einer Baugruppe bzw. der Baugruppen die Durchflußeinrichtung durch Verklemmen mit dem Kopfrohr zu verbinden. Hierbei wird insbesondere die geometrische Form eines Kopfrohres gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 11c so verwendet, daß der verjüngte Bereich 131 nach dem Einführen einer Durchflußeinrichtung mit dieser verklemmt wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform können auch zwei oder mehrere Durchflußeinrichtungen in einem Kopfrohr der

Gestalt aus Fig. 11c münden. Hierbei ist eine besonders bevorzugte Anordnung der Durchflußeinrichtung vorgesehen, wie sie in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 54 dargestellt ist.

Fig. 12 zeigt eine-perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, bei der neben dem Kältemitteleinlaß bzw.

Kältemittelauslaß 200"auch ein Kopfrohr 201 mit den Trennelementen 202, 203 und 204 zu erkennen ist. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Trennelement 203 innerhalb des Lumens des Kopfrohres 201 in der Art, daß es in eine Ausnehmung der Durchflußein- richtung 205 eingreift. Ferner wird das Kopfrohr 201 durch das Trennelement 203 in einem Kältemitteleinlaßabschnitt 207 und einem Kältemittelauslaß 208 unterteilt. Das Kühlmittel fließt vom Kältemitteleinlaß 207 über die Strömungswege 209 der Durchflußeinrichtung in den Querverteiler 212, welcher ebenfalls durch zwei Trennelemente 211 und 212 zur Umgebung hin abgeschlossen ist. Im Querverteiler 212 wird das Kältemittel dann auf die rückführenden Strömungswege 210 umgeleitet, welche im Anschluß an die Durchflußeinrichtung in dem Kältemittelauslaßabschnitt 208 münden. Von diesem wird das Kältemittel über den Kältemittelauslaß 200"abgeführt.

Fig. 13 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, bei welcher der Kältemitteleinlaß 200'und der Kältemittelauslaß 200"mit dem Kopfrohr 301 verbunden sind. Gemäß dieser besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Kopfrohr 301 vier Trennelemente 302,303, 304 und 305 auf, welche das Kopfrohr 301 in drei Abschnitte 306,307 und 308 unterteilen. Das Kältemittel wird über den Kältemitteleinlaß 201 in den ersten Abschnitt des Kopfrohres 306 geleitet und über die Durchflußeinrichtung in den Querverteilerabschnitt 308 geleitet.

Von dort aus wird das Kältemittel wiederum zurück zum Kopfrohrabschnitt 307, und im Anschluß hieran wieder zurück zum

Querverteilerabschnitt 309 geleitet, um im Anschluß hieran wiederum über die Durchflußeinrichtung in dem dritten Abschnitt 308 des zurückgeführt zu werden. Im Anschluß an den Abschnitt 308 wird das Kältemedium in den Kältemittelauslaß 200"geleitet und in das Rohrsystem, beispielsweise einer Klimaanlage, zurückgeführt.

Fig. 14 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austauschen von Wärme, bei der insbesondere der Querverteiler 400 durch zwei außen anliegende Trennelemente 401 und 402 abgeschlossen wird.

Fig. 15 zeigt ein Detail der Vorrichtung zum Austauschen von Wärme in einer perspektivischen Darstellung, bei der neben dem Kopfrohr 501 die Durchflußeinrichtung 502 und die schematisiert dargestellten Kühlrippen 503 zu erkennen sind. Die Darstellung zeigt insbesondere im Lumen des Kopfrohres 501 die Eindringtiefe 505 der Durchflußeinrichtung 502 in den Innenraum des Kopfrohres und den bzw. die im Kältemitteleinlaßrohr angebrachte Öffnung bzw. Öffnungen 504, durch welche das Kopfrohr mit dem Kältemitteleinlaß-bzw. Kältemittelauslaß fluidverbunden ist.

Fig. 16 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung zum Austausch von Wärme in einer perspektivischen Darstellung, in welcher neben dem Kopfrohr 501 das Trennelement 507, die Durchflußeinrichtung 503, der Kältemitteleinlaß 506 und ein weiteres Trennelement 508, welches das Kopfrohr 501 in einen Einlaß-bzw. Auslaßabschnitt unterteilt, zu erkennen sind.

Fig. 17 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung, deren Kopfrohre 601,602, 603 und 604 auf einer Seite der Vorrichtung und gegenüberliegend die Querverteilungsrohre 605,606 und 607 angeordnet sind. Ferner mündet der Kältemitteleinlaß 608"und der Kältemittelauslaß 608'in einer Kupplungseinrichtung 609, welche die beiden

Rohrleitungen mit dem Rohrleitungssystem, beispielsweise einer Klimaanlage, verbindet.

Fig. 18 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß Fig. 17. Hierbei ist insbesondere die Anordnung des Kältemitteleinlasses 608'und des Kältemittelauslasses 608'zu erkennen, deren Mittellinie jeweils um einen unterschiedlichen Betrag von der Mittellinie der Kopfrohre versetzt angeordnet sind. Ferner weisen die beiden Rohre einen unterschiedlichen Querschnitt auf, um der unterschiedlichen Dichte des Kältemittels vor bzw. nach der Vorrichtung zum Austausch von Wärme Rechnung zu tragen.

Fig. 19 zeigt die Draufsicht der Vorrichtung zum Austauschen von Wärme gemäß Fig. 17. Neben den Kopfrohren 601,602, 603 und 604 sind der Kältemitteleinlaß 608"und der Kältemittelauslaß 608", die Verbindungseinrichtung 609 und die Querverteilungsrohre 605,606 und 607 zu erkennen. Ferner sind die Kopfrohre durch die Trennelemente 610 in einen Auslaß-611 bzw. Einlaßabschnitt 612 unterteilt.

Fig. 20 zeigt ein Kopfrohr für eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welches neben zwei Durchführungen 700'und 701"die beiden Durchbrüche 702 und 703 für den Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß aufweist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Kältemitteleinlaß einen kleineren Durchmesser auf als der Kältemittelauslaß, da durch die Verwendung der Vorrichtung zum Austauschen von Wärme als Verdampfer die spezifische Dichte des Kältemittels durch Verdampfung abnimmt.

Fig. 22 zeigt das Kopfrohr aus Fig. 20 in der Seitenansicht.

Fig. 23 zeigt das Kopfrohr aus Fig. 20 in einer Draufsicht, wobei insbesondere die beiden Durchbrüche 702 und 703 für den Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß zu erkennen sind.

Fig. 24 zeigt eine weitere Ausführungsform-eines-Kopfrohres-gemäß der vorliegenden Erfindung.

Neben den unterschiedlichen Strömungsquerschnitten für den Kältemitteleinlaß 703 bzw. Kältemittelauslaß 702 weist diese Ausführungsform vier Durchführungen 705,706, 707 und 708 für eine Durchflußeinrichtung auf, welche im Lumen, d. h. im Innenraum des Kopfrohres, münden.

Fig. 25 zeigt die Seitenansicht eines solchen Kopfrohres, dessen Durchführungen für die Durchflußeinrichtung mit den Bezugszeichen 707 und 708 dargestellt sind. Insbesondere der Winkel 704 bestimmt, in welcher Art und Weise die Durchflußeinrichtungen aus Fig. 27 in den Innenraum des Kopfrohres münden.

Fig. 26 zeigt die Unteransicht eines Kopfrohres gemäß der vorliegenden Erfindung, welches vier Durchführungen 705,706, 707 und 708 für die Durchflußeinrichtung aufweist.

Die Figuren 28,29, 30 und 31 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen für den Kältemitteleinlaß bzw. Kältemittelauslaß. Neben der Anordnung der Auslaßöffnungen unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele in der Gestalt der Durchbrüche für den Übergang in die Kopfrohre und deren hydraulischem Durchmesser.