Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit, und insbesondere eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug.

In bekannten Heiz-Kühl-Modulen für ein Kraftfahrzeug wird ein Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf geführt, wobei dieser Kältemittelkreislauf üblicherweise wenigstens einen Verdichter, einen Gaskühler, einen internen Wärmetauscher, ein Expansionsorgan, einen Verdampfer und einen Sammler-Ausgleichsbehälter aufweist. Diese Komponenten sind, üblicherweise in der genannten Reihenfolge, über Kältemittel leitende Rohrleitungen verbunden, wobei dem Kältemittel im Kondensator/Gaskühler Wärme entzogen und im Verdampfer Wärme zugeführt wird. Über diese Wärmetransfers wird mittelbar eine Temperierung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs, einer Batterie, eines Antriebsmotors oder einer Elektronik des Kraftfahrzeuges vorgenommen.

Die EP 1 990 221 A1 schlägt, aufbauend auf üblichen Heiz-Kühl-Modulen für ein Kraftfahrzeug, ein Heiz-Kühl-Modul vor, bei dem ein Kondensator/Gaskühler, ein Verdampfer und ein innerer Wärmetauscher so integriert sind, dass sie eine geschlossene Einheit bilden. Dadurch sollen geringere Montagekosten realisiert werden und die Länge der verbauten Kälte mittel röhre gesenkt werden. Dabei werden solche Komponenten in eine geschlossene Einheit integriert, die sehr unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Aufbau eines Heiz-Kühl-Moduls für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen, in dem geeignete Komponenten zu einer Einheit zu- sammengefasst werden. Diese Aufgabe wird durch eine Verdampfer-Wärmetauscher- Einheit nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen dieser Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bietet den Vorteil, dass insbeson- dere diejenigen Bestandteile eines Heiz-Kühl-Moduls für ein Kraftfahrzeug, welche ähnliche Temperaturen aufweisen, wenigstens teilweise in einem von einem Gehäuse umschlossenen Gehäuse angeordnet sind. Dadurch ist es insbesondere möglich, unerwünschte Wärmetransfers im Kältemittelkreislauf zu minimieren und das Heiz-Kühl- Modul kleiner zu dimensionieren, wodurch Kosten- und Bauraumvorteile entstehen.

Im Folgenden wird die Erfindung in Bezug auf eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug beschrieben, insbesondere für ein elektrisch oder mittels Hybridantrieb betriebenes Kraftfahrzeug. Die Erfindung ist aber auch für ein Heiz-Kühl-Modul eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor an- wendbar. Ferner kann die Erfindung auch für Heiz-Kühl-Module bei stationären Anwendungen, insbesondere Gebäuden, oder für Heiz-Kühl-Module bei anderen Anwendungen eingesetzt werden.

Es wird eine Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit für ein Heiz-Kühl-Modul für ein Kraft- fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend wenigstens einen Sammler-Ausgleichsbehälter, um ein Kältemittel zu sammeln und einen Verdampfer, mittels welchem wenigstens ein Teil des Kältemittels in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Dabei nimmt ein Gehäuse, welches aus wenigstens zwei Gehäuseteilen besteht und welches einen Innenraum umschließt, wenigstens den Sammler-Ausgleichsbehälter, den Verdampfer und ein Kühlmit- tel auf, wobei an diesem Gehäuse ein Expansionsorgan angeordnet ist, über welches dem Verdampfer Kältemittel zugeführt wird.

Unter einer Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, welche im Kältemittelkreislauf eines Heiz-Kühl-Moduls für ein Kraft- fahrzeug angeordnet ist. Im Kältemittelstrom ist die Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit zwischen einem Gaskühlerauslass und einem Verdichtereinlass angeordnet. Eine erfindungsgemäße Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit weist wenigstens einen Sammler- Ausgleichsbehälter, einen Verdampfer, ein Gehäuse und ein Expansionsorgan auf. Das wenigstens zwei Gehäuseteile aufweisende Gehäuse ist dabei derart ausgebildet, dass es einen Innenraum umschließt, in welchem der Sammler-Ausgleichsbehälter und der Verdampfer angeordnet sind und welches ein Kühlmittel aufnimmt. Zwischen diesem Kühlmittel und dem im Verdampfer geführten Kältemittel ist ein Wärmetransfer vorgesehen. Dadurch ist im Gehäuse insbesondere die Funktionalität eines Wärmetauschers realisiert. In diesem Wärmetauscher nimmt das über ein, am Gehäuse angeordnetes, Expansionsorgan dem Verdampfer zugeführte Kältemittel Wärme vom Kühlmittel im Gehäuse auf. Nach Durchlaufen des Verdampfers wird das Kältemittel in den Sammler- Ausgleichsbehälter geleitet und sammelt sich innerhalb des Volumens, welches vom Sammler-Ausgleichsbehälter abgegrenzt wird.

Unter einem Heiz-Kühl-Modul für ein Kraftfahrzeug ist im Sinne der Erfindung ein Kältemittelkreislauf zu verstehen, dem an verschiedenen, mindestens zwei, Stellen Kälte oder Wärme entnommen werden kann, um insbesondere durch die Entnahme von Kälte und/oder Wärme den Fahrzeugraum eines Kraftfahrzeugs zu temperieren. Das Heiz- Kühl-Modul weist dabei vorzugsweise einen Gaskühler zur Entnahme von Wärme aus dem Kältemittelkreislauf, einen Verdampfer zur Aufnahme von Wärme in den Kältemittelkreislauf, eine interne Wärmetauscherein richtung, ein Expansionsorgan, einen Sammler-Ausgleichsbehälter und einen Verdichter sowie Leitungen, vorzugsweise Rohrleitungen, zur Führung von Kältemittel zwischen den einzelnen Komponenten des Heiz-Kühl- Moduls auf. Zusätzlich weist ein Heiz-Kühl-Modul im Sinne der Erfindung einen Kühlmittel-Kreislauf auf, mittels dessen Wärme in das Kältemittel im Verdampfer des Heiz-Kühl- Moduls eingebracht werden kann.

Unter einem Sammler-Ausgleichsbehälter ist im Sinne der Erfindung ein Behälter zu ver- stehen, mittels dem Kältemittel gesammelt werden kann, welches einem Volumen innerhalb des Sammler-Ausgleichsbehälters zugeführt wird, wobei der Sammler- Ausgleichsbehälter insbesondere dieses Volumen umschließt. Im Sammler- Ausgleichsbehälter liegt das Kältemittel bevorzugt zu einem hohen Anteil gasförmig und einem niedrigen Anteil flüssig vor. Der Sammler-Ausgleichsbehälter dient im Heiz-Kühl- Modul insbesondere als Reservoir für Kältemittel und damit insbesondere zum Regeln der Druckverhältnisse im Heiz-Kühl-Modul bei verschiedenen Betriebsbedingungen.

Unter einem Kältemittel im Sinne der Erfindung ist ein Medium zu verstehen, welches geeignet ist, Wärme- und Kälteübergänge von diesem Kältemittel, vorzugsweise auf ein Kühlmittel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit und/oder auf Luft aus der Umgebung des Fahrzeuges und/oder dem Innenraum des Fahrzeuges, zu unterstützen. Bevorzugt sind als Kältemittel solche Medien vorgesehen, die sich für eine Verwendung in Heiz- Kühl-Modulen für ein Kraftfahrzeug eignen, insbesondere Kohlenstoffdioxid (C0 _2l R 744) oder Tetrafluorethan (R 134a).

Unter einem Verdampfer ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung einer Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit zu verstehen, mittels welcher wenigstens ein Teil des, in dem Verdampfer geführten, Kältemittels aus einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Dem Verdampfer wird dabei über ein Expansionsorgan sich entspannendes Kältemittel zugeführt, wobei der Verdampfer bevorzugt eine Kältemittel führende Länge aufweist, welche um ein Vielfaches höher ist als jedes der Außenabmaße des Verdampfers, wodurch er eine große Oberfläche aufweist, die von einem Medium, insbesondere Kühlmittel, umgeben ist. Bevorzugt wird der Verdampfer beziehungsweise dessen Kältemittel führende Elemente von Kühlmittel umspült, welches höher temperiert ist als das Kältemittel, wobei dem Kühlmittel Wärme entzogen wird, und gleichzeitig mit der dabei an das Kältemittel übertragenen Energie wenigstens ein Teil des Kältemittels in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Das Kühlmittel wird dabei abgekühlt und bevorzugt dazu verwendet, die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges zu kühlen, indem der Luft in dem Fahrgastraum durch das gekühlte Kühlmittel Wärme entzogen wird. Ebenso kann das abgekühlte Kühlmittel dazu verwendet werden, elektronische Bauteile oder Motorbauteile oder eine Antriebseinheit aus Motor und Elektronik oder eine Batterie des Kraftfahrzeuges zu kühlen, indem dem jeweils zu kühlenden Bauteil durch das gekühlte Kühlmittel Wärme entzogen wird.

Unter einem Kühlmittel im Sinne der Erfindung ist ein Medium zu verstehen, welches geeignet ist, an einen Verdampfer Wärme an ein Kältemittel abzugeben, und gleichzeitig geeignet ist, der Luft bevorzugt einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges, insbesondere mittels einem hierfür geeigneten Wärmetauscher, Wärme zu entnehmen. Das Kühlmittel ist im Sinne der Erfindung dabei im durch das Gehäuse der Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit umschlossenen Innenraum aufgenommen und umspült den Verdampfer. Bevorzugt ist das Kühlmittel ein wasserhaltiges Medium, besonders bevorzugt ein wasserbasiertes Medium, insbesondere auch Wasser und/oder ein glykolhalti- ges Medium, insbesondere Glykol. Unter einem Gehäuse im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche zumindest den Sammler-Ausgleichsbehälter und den Verdampfer der Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit sowie ein Kühlmittel aufnimmt. Dabei umschließt das Gehäuse einen Innenraum, innerhalb dessen der Sammler-Ausgleichsbehälter und der Verdampfer angeordnet sind. Dieser Innenraum ist zumindest teilweise, bevorzugt im Wesentlichen vollständig mit Kühlmittel gefüllt. An dem Gehäuse ist ein Expansionsorgan angeordnet. Darunter ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass ein Expansionsorgan in einer Ausnehmung dieses Gehäuses oder innerhalb des durch das Gehäuse umschlos- senen Innenraumes oder außerhalb am Gehäuse angeordnet sein kann.

Unter einem Expansionsorgan ist im Sinne der Erfindung eine Verkleinerung des vom Kältemittel zu passierenden Querschnitts in der Kältemittelleitung zu verstehen, an der sich der Kältemittelstrom entspannen kann, wobei das Kältemittel vor dem Passieren des Expansionsorgans mit höherer Massedichte und höherem Druck vorliegt, nach Durchlaufen des Expansionsorgans mit niedrigerer Massedichte und niedrigerem Druck. Nach dem Passieren des Expansionsorgans wird das Kältemittel in der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit dem Verdampfer zugeführt. In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit ist der Verdampfer im Wesentlichen um den Sammler- Ausgleichsbehälter angeordnet. Dies ermöglicht eine Bauraum sparende, gemeinsame Anordnung des Verdampfers und des Sammler-Ausgleichsbehälters innerhalb des von den wenigstens zwei Gehäuseteilen umschlossenen Innenraums des Gehäuses der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit. Die Anordnung des Verdampfers um den Sammler- Ausgleichsbehälter erfolgt dabei insbesondere derart, dass eine möglichst große Oberfläche des Verdampfers zur Umspülung durch das im Gehäuse befindliche Kühlmittel zur Verfügung steht, bevorzugt indem die Länge der Kältemittel führenden Elemente des Verdampfers um ein Vielfaches höher ausgebildet ist als jedes der Außenabmaße des Verdampfers.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit weist der Gehäusedeckel mindestens eine Einlassausnehmung auf, durch die Kältemittel in den, im durch das Gehäuse umschlossenen Innenraum an- geordneten, Verdampfer einleitbar ist, und mindestens eine Auslassausnehmung, durch die Kältemittel aus dem, im Innenraum angeordneten, Sammler-Ausgleichsbehälter aus- leitbar ist. Diese Einlassausnehmung und diese Auslassausnehmung stellen vorzugsweise die Kältemittelschnittstellen der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit zu denjenigen Komponenten des Heiz-Kühl-Moduls für ein Kraftfahrzeug dar, die nicht Elemente der Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit sind. Bevorzugt passiert das Kältemittel vor Eintritt in die Einlassausnehmung beziehungsweise nach Austritt aus der Auslassausnehmung eine Wärmetauschereinrichtung. Das Kältemittel passiert zudem ein Expansionsorgan, welches an der Einlassausnehmung angeordnet ist. Von der Einlassausnehmung wird das Kältemittel in den Verdampfer geleitet.

Durch die Auslassausnehmung wird Kältemittel, welches aus dem Sammler- Ausgleichsbehälter strömt, bevorzugt eine Wärmetauschereinrichtung durchlaufend, derart ausgeleitet, dass es zum Verdichter des Heiz-Kühl-Moduls gelangt. Dabei durchläuft es die, außerhalb des Gehäuses der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit verlaufenden, weiteren Kältemittelleiter, bevorzugt Kältemittelrohre, des Heiz-Kühl-Moduls. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit ist am Gehäuse gehäuseaußenseitig eine Wärmetauschereinrichtung angeordnet, wobei sich in dieser Wärmetauschereinrichtung wenigstens zwei voneinander beabstandete Kanäle erstrecken, und wobei in einem ersten Kanal ein Kältemittelstrom zum Expansionsorgan und in einem zweiten Kanal ein Kältemittelstrom aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter derart geführt werden, dass zwischen den Kältemittelströmen Wärme austauschbar ist. Die Wärmetauschereinrichtung ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet und vorzugsweise derart am Gehäuse angeordnet, dass die voneinander beabstandeten Kanäle an der Schnittstelle zum Gehäuse derart aufeinander abgestimmt sind, dass der erste Kanal mit der Einlassausnehmung des Gehäusedeckels in Deckung kommt und der zweite Kanal mit der Auslassausnehmung des Gehäusedeckels in Deckung kommt. Auf diese Weise kann Wärme zwischen dem Kältemittel, welches in die Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit eingeleitet wird und dem Kältemittel, welches aus der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ausgeleitet wird, transferiert werden. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit weist das Gehäuse mindestens eine Einlassöffnung auf, durch die Kühlmittel in dem durch das Gehäuse abgegrenzten Innenraum einleitbar ist und mindestens eine Auslassöffnung, durch die Kühlmittel aus dem durch das Gehäuse abgegrenzten Innenraum ausleitbar ist, wobei das Kühlmittel insbesondere an dem Verdampfer und bevorzugt an dem Sammler-Ausgleichsbehälter Wärme abgibt. Durch die Einlassöffnung im Gehäuse wird relativ wärmeres Kühlmittel, insbesondere Wasser oder ein Medium vorzugsweise auf Wasserbasis, zum Umspülen des Verdampfers in den In- nenraum des Gehäuses geleitet. Dort umspült das Kühlmittel die Oberfläche des Verdampfers, die aufgrund des im Verdampfer geleiteten, relativ kälteren Kältemittels Wärme aus dem Kühlmittel aufnimmt, welches anschließend abgekühlt durch die Auslassöff- nung des Gehäuses den Innenraum des Gehäuses verlässt. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit weist der Sammler-Ausgleichsbehälter mindestens einen Verbindungskanal auf, durch den Kältemittel in den Sammler-Ausgleichsbehälter einleitbar ist, und mindestens einen Auslasskanal, durch den Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter ausleitbar ist. Durch diesen Verbindungskanal wird dem Sammler-Ausgleichsbehälter Kältemittel aus dem Verdampfer zugeführt, wobei sich dieses Kältemittel in dem Sammler- Ausgleichsbehälter sammelt. Durch den Auslasskanal wird Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter abgeführt und, bevorzugt nach Durchlaufen der Wärmetauschereinrichtung, dem Verdichter des Heiz-Kühl-Moduls zugeführt. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist das Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung und dem Verdampfer angeordnet, wobei das Expansionsorgan in einer Expansionsor- ganausnehmung eines der Gehäuseteile ausgebildet ist. Insbesondere ist dabei die Ausbildung einer Expansionsorganausnehmung innerhalb der Einlassausnehmung des Gehäuses der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit vorgesehen.

Unter einer Expansionsorganausnehmung ist im Sinne der Erfindung eine Ausnehmung zu verstehen, welche geeignet ist, ein Expansionsorgan derart aufzunehmen, dass die- ses Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen einer Wärmetauschereinrichtung und einem Verdampfer eine Expansion des Kältemittels bewirken kann.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist das Expansionsorgan im Kältemittelstrom zwischen der Wärmetauschereinrichtung und dem Verdampfer angeordnet, wobei das Expansionsorgan mit einem der Gehäuseteile insbesondere fest und wenigstens mittelbar verbunden ist. Das Expansionsorgan ist dabei bevorzugt derart angeordnet, dass der Kältemittelstrom durch das Expansionsorgan unmittelbar der Einlassausnehmung des Gehäuses zugeführt werden kann oder dass der Kältemittelstrom durch die Einlassausnehmung des Gehäuses unmittelbar dem Expansionsorgan zugeführt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit weist der Sammler-Ausgleichsbehälter einen Sammler-Ausgleichsbehältertopf und einen Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel auf. Der Sammler-Ausgleichsbehältertopf ist insbesondere zum Sammeln von Kältemittel vorgesehen. Der Sammler- Ausgleichsbehälterdeckel umschließt gemeinsam mit dem Sammler- Ausgleichsbehältertopf ein inneres Volumen des Sammler-Ausgleichsbehälters. Der Verbindungskanal und/ oder der Auslasskanal ist bevorzugt am Sammler- Ausgleichsbehälterdeckel oder am Sammler-Ausgleichsbehältertopf angeordnet.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit sind der Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel und eines der Gehäuseteile im Wesentlichen einstückig als ein Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ausgebildet. Die- ser Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist sowohl mit dem wenigstens einen anderen Gehäuseteil als auch mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf jeweils nicht lösbar, insbesondere verlötet oder verschweißt, oder lösbar, insbesondere verschraubt, verbunden. Unter einem Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist dabei im Sinne der Erfindung ein Deckel zu verstehen, welcher, gemeinsam mit dem wenigstens einen anderen Gehäuseteil des Gehäuses den Innenraum des Gehäuses umschließt, und welcher, gemeinsam mit dem Sammler-Ausgleichsbehältertopf, ein inneres Volumen des Sammler-Ausgleichsbehälters umschließt. Dieses innere Volumen des Sammler- Ausgleichsbehälters, welches im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, ist von diesem Innenraum des Gehäuses im Wesentlichen kältemitteldicht und kühlmitteldicht abgegrenzt. Die Verbindung des Deckels der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit dem Sammler- Ausgleichsbehältertopf ist bevorzugt als Lötverbindung oder als Schweißverbindung ausgebildet. Die Verbindungen des Deckels der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit dem wenigstens einen anderen Gehäuseteil sind bevorzugt als Schraubverbindungen ausgebildet, insbesondere als Schraubverbindungen mit mehreren Schrauben.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist der Deckel der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit als eine Verteilerplatte ausgebildet, wobei in dieser Verteilerplatte wenigstens eine Einlassausnehmung, eine Auslassaus- nehmung, ein Verbindungskanal und ein Auslasskanal angeordnet sind.

Unter einer Verteilerplatte ist im Sinne der Erfindung ein Deckel der Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit zu verstehen, welcher derart ausgeprägt ist, dass er die Leitung des Kältemittels jeweils von der Wärmetauschereinrichtung zum Expansionsorgan, vom Expansionsorgan zum Verdampfer, vom Verdampfer zum Sammler-Ausgleichsbehälter und vom Sammler-Ausgleichsbehälter zur Wärmetauschereinrichtung übernehmen kann.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist das Expansionsorgan in der Einlassausnehmung der Verteilerplatte angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist dieser Verdampfer im Wesentlichen als gebogenes Rohr zum Leiten von Kältemittel ausgebildet. Bevorzugt ist der Verdampfer dabei als im Wesentlichen spiralförmig um den Sammler-Ausgleichsbehälter verlaufendes Rohr angeordnet, besonders bevorzugt mit einer Vielzahl von Wicklungen, welche einreihig, zweireihig oder mehrreihig ange- ordnet sind. Insbesondere ist das bevorzugt gebogene Rohr derart ausgebildet, dass seine gesamte Länge jedes der Außenabmaße des Verdampfers um ein Vielfaches übertrifft. Dadurch wird insbesondere eine für den Wärmeaustausch vorteilhafte, große Oberfläche der Kältemittel leitenden Elemente des Verdampfers erreicht. Es ist aber auch möglich, den Verdampfer mehrteilig, vorzugsweise aus gebogenen, rohrförmigen Elementen aufzubauen, welche jeweils aneinander oder an einem oder mehreren Strukturteilen gehalten sind. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ist dieser Verdampfer als Rohr aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Metall ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Verdampfer aus einem extrudierten Profil mit längsorientierter Verrippung ausgebildet, wobei neben einer an der Außenseite des Profils angeordneten Verrippung auch im Inneren des Profils eine Verrippung vorgesehen sein kann. Innerhalb dieses bevorzugt aus Aluminium ausgebildeten Profils wird Kältemittel geleitet.

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Verdampfer aus einem Profil mit querorientierter Verrippung ausgebildet, wobei innerhalb dieses bevorzugt aus Aluminium ausgebildeten Profils Kältemittel geleitet wird. In einer anderen bevorzugten Ausführung ist diese Verrippung dabei im Wesentlichen gehäuseseitig ausgebildet, wodurch insbesondere der Wärmetransfer zwischen dem Verdampfer und dem im Innenraum des Gehäuses befindlichen Kühlmittels verbessert wird. Beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den Figuren, welche im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 : eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-

Wärmetauscher-Einheit; Fig. 2: eine Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1 ;

Fig. 3: eine weitere Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1 ;

Fig. 4: eine in der Verteilerplatte geschnittene Ansicht der beispielhaften Ausfüh- rung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus

Fig. 1 ; Fig. 5 eine 3D-Darstellung der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1 ;

Fig. 6 eine weitere 3D-Darstellung der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer- Wärmetauscher-Einheit. In dieser beispielhaften Ausführung weist das Gehäuse 10 der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 ein erstes Gehäuseteil 15 und ein zweites Gehäuseteil 17 auf. Dabei ist das erste Gehäuseteil 15 als Verteilerplatte 16 und gleichzeitig als Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel 36 ausgebildet. In dieser beispielhaften Ausführung ist das erste Gehäuseteil 15 aus einem Metallwerkstoff ausgebildet.

In der Verteilerplatte 16 ist jeweils eine Bohrung für den Verbindungskanal 31 und für die Expansionsorganausnehmung 13 ausgebildet, wobei der Verbindungskanal 31 durch die Dichtung 31a und die Expansionsorganausnehmung 13 durch die Dichtung 13a druckfest und fluiddicht gegenüber der Umgebung der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 abgedichtet ist.

Bezogen auf die Längsachse der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 , ist auf derjeni- gen Seite der Verteilerplatte 16, welche nicht mit dem zweiten Gehäuseteil 17 verbunden ist, eine Wärmetauschereinrichtung 50 angeordnet. Diese Wärmetauschereinrichtung 50 ist als Plattenwärmetauscher ausgebildet, d. h. sie weist ein Paket aus mehreren miteinander verlöteten, jeweils mit einer bestimmten Kontur ausgebildeten Blechen auf. Die Konturen dieser verlöteten Bleche sind derart ausgebildet, dass sie eine Leitung von Käl- temittel in zwei separaten Kanälen, einem ersten Kanal 51 und einem zweiten Kanal 52 (beide in Fig. 1 nicht dargestellt) ermöglichen.

Auf der gehäuseschraubenfernen Seite der Wärmetauschereinrichtung 50 ist ein Kältemitteldock 60 angeordnet, welches Schnittstellen zur Kältemittelzu- und -abfuhr (beide in Fig. 1 nicht dargestellt) aufweist. Das zweite Gehäuseteil 17 weist eine Einlassöffnung 12a auf, welche als Kühlmittelzufuhr 71 dient, sowie eine Auslassöffnung 12b, welche als Kühlmittelabfuhr 72 dient. In dieser beispielhaften Ausführung ist das zweite Gehäuseteil 17 aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, kann jedoch auch aus anderen Werkstoffen wie beispielsweise einem Kunststoff-Verbundwerkstoff oder einem Metallwerkstoff ausgebildet sein.

Das erste Gehäuseteil 15 und das zweite Gehäuseteil 17 sind in dieser Ausführungsform durch acht Gehäuseschrauben 81 lösbar miteinander verbunden, können jedoch in anderen Ausführungsformen auch in anderer Weise miteinander verbunden sein.

In der Beschreibung der nachfolgenden Figuren werden im Wesentlichen gleich ausgebildete Elemente der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit in Fig. 1 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht in der Ebene B-B der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1. In dieser Ausführung wird mittels einer Kältemittelzufuhr 61 (in Fig. 2 nicht dargestellt) des Kältemitteldocks 60 Kältemittel in den ersten Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 einge- führt. Dabei wird in der Wärmetauschereinrichtung 50, welche in dieser beispielhaften Ausführung als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist, Wärme von dem Kältemittel im ersten Kanal 51 an das Kältemittel im zweiten Kanal 52 übertragen.

Das Kältemittel aus dem ersten Kanal 51 strömt anschließend aus dem ersten Kanal 51 in die Expansionsorganausnehmung 13 (in Fig. 2 nicht dargestellt), welche aus dem ersten Gehäuseteil 15 des Gehäuses 10 ausgenommen ist, wobei in dieser beispielhaften Ausführung das erste Gehäuseteil 15 als Verteilerplatte 16 ausgebildet ist.

Von der Expansionsorganausnehmung 13 fließt das Kältemittel zur Einlassausnehmung 1 1 a, anschließend wird das Kältemittel dem Verdampfer 20 zugeführt, wo es in der Verdampferrohrschlange 21 geführt wird. Die Verdampferrohrschlange 21 ist dabei als spi- ralförmig gebogenes Rohr ausgeführt, welches sich in einer Vielzahl von Windungen um den Sammler-Ausgleichsbehälter 30 erstreckt, wobei das Kältemittel in einem äußeren Windungspaket von der Verteilerplatte 16 weggeführt und in einem inneren Windungspaket wieder Richtung Verteilerplatte 16 geführt wird. Die Verdampferrohrschlange 21 weist jedoch auch einen nicht spiralförmigen gebogenen Teil auf, mittels welchem das Kältemittel nach Durchlaufen des spiralförmigen Teils der Verdampferrohrschlange 21 dem Verbindungskanal 31 des Sammler-Ausgleichsbehälters 30 zugeführt wird. Während das Kältemittel den Verdampfer 20 durchläuft, steigt der Anteil des gasförmig vorliegenden Kältemittels, wobei der Anteil des flüssig vorliegenden Kältemittels sinkt.

Die dazu benötigte Energie wird dem Kältemittel insbesondere über einen Wärmetransfer von einem Kühlmittel zugeführt, welches die Verdampferrohrschlange 21 des Verdampfers 20 umspült, wobei es den Innenraum 18 des Gehäuses 10 durchfließt, also zwischen den Wänden des zweiten Gehäuseteils 17, der Verteilerplatte 16 und des Sammler-Ausgleichsbehältertopfs 35 aufgenommen ist. Die Kühlmittelzufuhr 71 erfolgt in dieser beispielhaften Ausführung über die Einlassöffnung 12a des zweiten Gehäuseteils 17. Nach erfolgtem Wärmetransfer von dem Kühlmittel auf das Kältemittel im Verdampfer 20 erfolgt die Kühlmittelabfuhr 72 über die Auslassöffnung 12b des zweiten Gehäuseteils 17, wobei bevorzugt ein kontinuierlicher Kühlmitteldurchfluss durch den Innenraum 18 des Gehäuses 10 vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Schnittansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1 in der Ebene A-A, deren Verlauf auch der Darstellung in Fig. 2 entnommen werden kann. Nachdem das Kältemittel den Verdampfer 20 durchlaufen hat, wird es über den Verbindungskanal 31 in den Sammler-Ausgleichsbehälter 30 überführt, wo sich wenigstens ein Teil des flüssig vorliegenden Anteils des Kältemittels im Sammler-Ausgleichsbehältertopf 35 sammelt. Aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter 30 wird eine von den Betriebsbedingungen im Kältemittelkreislauf des Heiz-Kühl-Moduls abhängige Menge an Kältemittel über den Auslass- kanal 32 sowie die Auslassausnehmung 1 1 b (in Fig. 3 nicht dargestellt) des Gehäuses 10 wiederum der Wärmetauschereinrichtung 50 in deren zweitem Kanal 52 zugeführt, um dort Wärme aus dem Kältemittel im ersten Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 aufzunehmen. Nach Durchlaufen dieses zweiten Kanals 52 der Wärmetauschereinrichtung 50 erfolgt die Kältemittelabfuhr 62 (in Fig. 3 nicht dargestellt) vom Kältemitteldock 60 aus der Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 an weitere Komponenten des Heiz-Kühl-Moduls, in dieser beispielhaften Ausführung an den Verdichter.

Der Innenraum 18 des Gehäuses 10 wird in dieser beispielhaften Ausführung von der Verteilerplatte 16 und dem zweiten Gehäuseteil 17 umschlossen, wobei Verteilerplatte 16 und zweites Gehäuseteil 17 mittels einer Vielzahl von Gehäuseschrauben 81 mitei- nander verschraubt sind. An der Verteilerplatte 16, welche in dieser beispielhaften Ausführung auch die Funktion des Sammler-Ausgleichsbehälterdeckels 36 übernimmt, ist der Sammler-Ausgleichsbehältertopf 35 mittels einer Lötverbindung fluid- und druckdicht angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine in der Verteilerplatte 16 geschnittene Ansicht der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1 (Schnittebene D-D). In der Einlassausnehmung 11a wird das Kältemittel von der Expansionsorganausnehmung 13 abgeführt. Davor ist ein Expansionsorgan 40 angeordnet, das beispielhaft als Festdrossel 41 ausgebildet ist. Die Expansionsorganausnehmung 13 ist dabei als ein Teil der Einlassausnehmung 1 1a ausgebildet. An der Festdrossel 41 entspannt sich das Kältemittel, wodurch der Druck des Kältemittels im Kältemittelstrom nach dem Passieren des Expansionsorgans 40 sinkt. Ebenso sinkt die Temperatur des Kältemittels.

Nach dem Passieren der Festdrossel 41 liegt das Kältemittel in der Einlassausnehmung 1 1a zu einem großen Anteil flüssig und zu einem kleinen Anteil gasförmig vor und wird über die Kältemittelschnittstelle 33 dem Verdampfer 20 in seiner Verdampferrohrschlange 21 zugeführt. Nachdem das Kältemittel den Verdampfer 20 durchlaufen hat, wird es über die Kältemittelschnittstelle 34 mittels des Verbindungskanals 31 , welchen es durchläuft, in den Sammler-Ausgleichsbehälter 30 eingespeist.

In der Verteilerplatte 16 ist zusätzlich die Auslassausnehmung 11 b - mit dem Auslasskanal 32 - angeordnet, wobei über den Auslasskanal 32 und die Auslassausnehmung 11 b Kältemittel aus dem Sammler-Ausgleichsbehälter 30 in den zweiten Kanal 52 der Wärmetauschereinrichtung geführt wird.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen zwei verschiedene 3D-Schnittansichten der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 1 aus Fig. 1. Damit soll die Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander weiter verdeutlicht werden. Insbesondere ist die Anordnung der Kältemittelzufuhr 61 und der Kältemittelabfuhr 62 am Kältemitteldock 60 dargestellt, welche aus den vorherigen Figuren nicht hervorge- gangen war.

Zusätzlich wird der Weg des Kältemittels, beginnend bei der Kältemittelzufuhr 61 , durch die Wärmetauschereinrichtung 50, durch das Expansionsorgan 40, durch den Verdampfer 20 und durch den Sammler-Ausgleichsbehälter 30 bis zur Kältemittelabfuhr 62 veran- schaulicht.

Der erste Kanal 51 der Wärmetauschereinrichtung 50 ist an der Kältemittelzufuhr 61 beginnend angeordnet. Er ist in seinem weiteren Verlauf ausgebildet durch ein Paket aus mehreren miteinander verlöteten, jeweils in eine bestimmte Kontur gestanzten Blechen, wobei durch diese gestanzte Kontur ein vom zweiten Kanal 52 abgetrennter Kältemittel leitender Hohlraum entsteht, in welchem das Kältemittel der Expansionsorganausneh- mung 13 zugeführt wird. Im analog ausgebildeten zweiten Kanal 52 wird das Kältemittel nach Durchlaufen des Verdampfers 20 vom Sammler-Ausgleichsbehälter 30 an die Kältemittelabfuhr überführt. Zwischen den Kältemittelströmen im ersten Kanal 51 und im zweiten Kanal 52 erfolgt durch diese Ausbildung eine gute Wärmeübertragung an das Kältemittel im zweiten Kanal 52. Bezugszeichenliste

I Verdampfer-Wärmetauscher-Einheit 10 Gehäuse

I I a Einlassausnehmung

1 1 b Auslassausnehmung

12a Einlassöffnung

12b Auslassöffnung

13 Expansionsorganausnehmung

13a Dichtung

15 erstes Gehäuseteil

16 Verteilerplatte

17 zweites Gehäuseteil

18 Innenraum

20 Verdampfer

21 Verdampferrohrschlange

30 Sammler-Ausgleichsbehälter

31 Verbindungskanal

31 a Dichtung

32 Auslasskanal

33 Kältemittelschnittstelle zum Verdampfer

34 Kältemittelschnittstelle vom Verdampfer

35 Sammler-Ausgleichsbehältertopf

36 Sammler-Ausgleichsbehälterdeckel

40 Expansionsorgan

41 Festdrossel 50 Wärmetauschereinrichtung

51 erster Kanal

52 zweiter Kanal 60 Kältemitteldock

61 Kältemittelzufuhr

62 Kältemittelabfuhr

71 Kühlmittelzufuhr

72 Kühlmittelabfuhr

81 Gehäuseschraube