Kältemittelkreis

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Modulbaugruppe für einen Kältemittelkreis eines Kraftfahrzeugs. Die Modulbaugruppe umfasst einen inneren Wärmetauscher, welcher dazu ausgebildet ist, Wärme, die durch Betreiben eines Verdichters des Kältemittelkreises in ein mittels des Verdichters komprimierbares Kältemittel einbringbar ist, von einer Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers auf eine Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers zu übertragen. Darüber hinaus umfasst die Modulbaugruppe einen von einer Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager, welcher mit von der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers her dem Wärmeübertrager zuführbarem und mittels einer Expansionseinrichtung der Modulbaugruppe entspannbarem Kältemittel beaufschlagbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kältemittelkreis mit einer solchen Modulbaugruppe.

Die EP 2 174 810 B1 beschreibt ein System zum Kühlen oder Erwärmen eines Innenraums eines Fahrzeugs. Das System umfasst einen Kältemittelkreis mit einem Kompressor, einem Kondensator, einem Verdampfer und einem Expansionsmittel. Hierbei sind der Verdampfer und der Kondensator kombiniert/integriert, um eine einzelne, gemeinsame Einheit zu bilden, wobei die gemeinsame Einheit als Plattenwärmetauscher ausgeführt ist. Des Weiteren ist in die gemeinsame Einheit ein innerer Wärmetauscher integriert. Der Verdampfer ist als wassergekühlter Verdampfer ausgebildet. Hierbei ist der Verdampfer Teil eines Wärmeübertragers, welcher mittels einer Pumpe mit Kühlwasser beaufschlagt wird. Des Weiteren beschreibt die EP 2 350 542 B1 einen Kondensator für einen Luftklimatisierungskreislauf, wobei der Kondensator mit einem Sammelbehälter und mit einem inneren Wärmetauscher zu einem demontierbaren Bauteilverbund zusammengefasst ist.

Als nachteilig ist bei derartigen Kombinationen des inneren Wärmetauschers mit weiteren Komponenten eines Kältemittelkreises der Umstand anzusehen, dass solche Ausgestaltungen eine geringe Flexibilität im Hinblick auf einen Einbau des inneren Wärmetauschers in unterschiedlich ausgestaltete Kältemittelkreise mit sich bringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Modulbaugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte Integration in den Kältemittelkreis ermöglicht, und einen Kältemittelkreis mit einer solchen Modulbaugruppe anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine Modulbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch einen Kältemittelkreis mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Die erfindungsgemäße Modulbaugruppe für einen Kältemittelkreis eines Kraftfahrzeugs umfasst einen inneren Wärmetauscher. Der innere Wärmetauscher ist dazu ausgebildet, Wärme von einer Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers auf eine Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers zu übertragen. Die Wärme ist durch Betreiben eines Verdichters des Kältemittelkreises in ein mittels des Verdichters komprimierbares Kältemittel einbringbar. Die Modulbaugruppe umfasst einen von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wärmeübertrager. Der Wärmeübertrager ist mit von der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers her dem Wärmeübertrager zuführbarem Kältemittel beaufschlagbar, und das dem Wärmeübertrager zuführbare Kältemittel ist mittels einer Expansionseinrichtung der Modulbaugruppe entspannbar. Hierbei ist die Modulbaugruppe separat von einem Verdampfer des Kältemittelkreises und/oder separat von einem Kondensator des Kältemittelkreises ausgebildet und umfasst eine von dem Wärmeübertrager separate Trageinrichtung. Hierbei ist der Wärmeübertrager an der Trageinrichtung gehalten. Folglich ist durch die den inneren Wärmetauscher umfassende Modulbaugruppe in vorteilhafter Weise ein Modulteileträger bereitgestellt. Dementsprechend ist eine verbesserte Integration der Modulbaugruppe in den Kältemittelkreis ermöglicht.

Die den inneren Wärmetauscher umfassende Modulbaugruppe kann nämlich sehr gut als Teileverbinder oder Teileträger für weitere Komponenten des Kältemittelkreises genutzt werden. In vorteilhafter Weise ist durch die Modulbaugruppe ein Block oder Modulblock mit kurzen Toleranzketten bereitgestellt. Dementsprechend ist zwischen den Komponenten oder Bauteilen der Modulbaugruppe kein Toleranzausgleich erforderlich. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine einfache Integration der Modulbaugruppe in den Kältemittelkreis vorteilhaft.

Die den inneren Wärmetauscher umfassende Modulbaugruppe kann besonders einfach als zentrales Element des Kältemittelkreises genutzt werden, welches zur direkten Anbindung weiterer Komponenten des Kältemittelkreises ausgebildet ist. Dennoch ist die Modulbaugruppe sehr flexibel im Hinblick auf die Integration in den Kältemittelkreis, da der Verdampfer des Kältemittelkreises und/oder der Kondensator des Kältemittelkreises separat von der Modulbaugruppe ausgebildet sind und somit beispielsweise über Leitungen mit der Modulbaugruppe gekoppelt werden können. Dadurch ist eine Integration der Modulbaugruppe in unterschiedlich ausgestaltete oder unterschiedlich komplexe Kältemittelkreise besonders flexibel und einfach möglich. Dies gilt in besonderem Maße, wenn sowohl der Verdampfer des Kältemittelkreises als auch der Kondensator des Kältemittelkreises separat von der Modulbaugruppe ausgebildet sind. In vorteilhafter Weise sorgt die von dem von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager separate und somit als eigenständiges Bauteil der Modulbaugruppe ausgebildete Trageinrichtung zudem dafür, dass der von der Kühlflüssigkeit durchström bare Wärmeübertrager der Modulbaugruppe in seiner Lage gesichert und somit im Hinblick auf seine Positionierung in dem Kältemittelkreis gut reproduzierbar angeordnet ist.

Der von der Kühlflüssigkeit durchström bare und somit einerseits Anschlüsse für die Kühlflüssigkeit und andererseits Anschlüsse für das Kältemittel aufweisende Wärmeübertrager wird auch als Chiller bezeichnet. Dementsprechend ist der von der Kühlflüssigkeit durchström bare Wärmeübertrager auch im Hinblick auf seine Bezeichnung von dem Verdampfer des Kältemittelkreises unterschieden, welcher üblicherweise zum Kühlen eines den Verdampfer überströmenden oder durchströmenden Luftstroms vorgesehen ist. Mittels des Chillers kann die Kühlflüssigkeit besonders stark gekühlt werden. Denn das dem Chiller zugeführte Kältemittel kann im Betrieb des Chillers mittels der, insbesondere als Expansionsventil ausgebildeten, Expansionseinrichtung entspannt werden, welche der Modulbaugruppe zugehörig ist.

Ein solcher Chiller kann insbesondere vorgesehen sein, um mittels der Kühlflüssigkeit einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs zu kühlen, welches den Kältemittelkreis aufweist. Der Energiespeicher stellt hierbei vorzugsweise elektrische Energie für eine elektrische Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs bereit. Das Vorsehen des Chillers ist insbesondere in diesem Zusammenhang vorteilhaft, weil der Kühlbedarf eines derartigen elektrischen Energiespeichers sehr gut und sehr rasch mittels des von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertragers gedeckt werden kann.

Insbesondere sind zumindest der Chiller und die Trageinrichtung als eigenständige Bauteile bereitgestellt, welche im Zuge der Fertigung oder des Zusammenbauens der Modulbaugruppe separat von weiteren Komponenten der Modulbaugruppe handhabbar sind und vorzugsweise als separat gefertigte, eigenständige Komponenten ausgebildet sind.

Der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager oder Chiller kann direkt an der Trageinrichtung gehalten, insbesondere direkt durch die Trageinrichtung abgestützt sein, indem der Wärmeübertrager mit der Trageinrichtung in direktem Kontakt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Wärmeübertrager zumindest bereichsweise an einer weiteren Komponente der Modulbaugruppe angeordnet ist, welche wiederum direkt mit der Trageinrichtung in Kontakt ist. Auch in diesem Fall ist der Wärmeübertrager oder Chiller an der Trageinrichtung gehalten, wobei hier eine mittelbare Halterung des Chillers an der Trageinrichtung realisiert ist. In beiden Fällen ist jedoch durch die Modulbaugruppe ein Modulblock gebildet, welcher in vorteilhafter Weise eine direkte Anbindung weiterer Komponenten des Kältemittelkreises ermöglicht.

Die Trageinrichtung kann zumindest bereichsweise durch den inneren Wärmetauscher gebildet sein. Dies sorgt für eine große Kompaktheit der Modulbaugruppe.

Hierbei kann der Wärmeübertrager stoffschlüssig mit dem als die Trageinrichtung dienenden oder zumindest einen Teil der Trageinrichtung bildenden inneren Wärmetauscher verbunden sein. Dies sorgt für eine sehr belastbare Festlegung des Chillers an dem inneren Wärmetauscher. Alternativ kann der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager zerstörungsfrei lösbar mit dem als die Trageinrichtung dienenden oder zumindest einen Teil der Trageinrichtung bildenden inneren Wärmetauscher gekoppelt sein. Dann ist auf einfache Weise eine Demontage des Chillers möglich, was etwa für eine Reparatur und/oder Wartung vorteilhaft ist.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Trageinrichtung als von dem inneren Wärmetauscher separates Bauteil der Modulbaugruppe ausgebildet ist oder ein solches Bauteil umfasst, wobei der innere Wärmetauscher an diesem Bauteil gehalten ist. So lässt sich besonders einfach die Trageinrichtung auf die jeweils gegebene Belastung auslegen, welche davon herrührt, dass das Bauteil zumindest den inneren Wärmetauscher und, vorzugsweise zusätzlich, den von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wärmeübertrager oder Chiller hält oder abstützt. Das Vorsehen des von dem inneren Wärmetauscher separaten Bauteils als die, insbesondere plattenförmige beziehungsweise nach Art einer Platte ausgebildete, Trageinrichtung verleiht der Modulbaugruppe eine besonders große Robustheit.

Des Weiteren ermöglicht ein derartiges, vorzugsweise plattenförmiges, Bauteil auf sehr einfache Art und Weise eine Integration weiterer Komponenten des Kältemittelkreises in die Modulbaugruppe.

Zudem sind dann der Chiller, der inneren Wärmetauscher und die Trageinrichtung als eigenständige Bauteile bereitgestellt, welche im Rahmen der Fertigung oder des Zusammenbauens der Modulbaugruppe separat von weiteren Komponenten der Modulbaugruppe handhabbar sind. So können diese Komponenten oder Bauteile besonders gut auf die ihnen jeweils zugedachte Funktion hin ausgelegt werden.

Wenn die Trageinrichtung als von dem inneren Wärmetauscher separates Bauteil der Modulbaugruppe ausgebildet ist, so können der mittels dieses Bauteils gehaltene, beispielsweise abgestützte, innere Wärmetauscher und/oder der zumindest bereichsweise mittels dieses Bauteils gehaltene, beispielsweise abgestützte, Wärmeübertrager oder Chiller stoffschlüssig mit dem Bauteil verbunden sein. Insbesondere kann der innere Wärmetauscher und/oder der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager oder Chiller an das beispielsweise als gemeinsame Platte ausgebildete Bauteil gelötet sein. So ist für eine besonders gute Positionsfixierung dieser Komponenten der Modulbaugruppe gesorgt.

Alternativ können der Wärmeübertrager und/oder der innere Wärmetauscher demontierbar mit dem beispielsweise als gemeinsame Platte ausgebildeten Bauteil gekoppelt sein. Dadurch ist ein einfacher Austausch dieser Komponenten der Modulbaugruppe ermöglicht.

Wenn die Trageinrichtung als das von dem inneren Wärmetauscher separate Bauteil der Modulbaugruppe ausgebildet ist, so kann vorgesehen sein, dass der innere Wärmetauscher direkt an diesem Bauteil gehalten ist, wobei der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager zumindest bereichsweise an dem inneren Wärmetauscher angeordnet ist. Dann ist mittelbar auch der Wärmeübertrager oder Chiller an der Trageinrichtung gehalten.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager oder Chiller direkt an dem die Trageinrichtung bereitstellenden und von dem inneren Wärmetauscher separaten Bauteil der Modulbaugruppe gehalten ist. Hierbei kann der innere Wärmetauscher zumindest bereichsweise an dem von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager oder Chiller angeordnet sein kann. Dann sind der Chiller direkt und der innere Wärmetauscher mittelbar an dem als die Trageinrichtung dienenden Bauteil gehalten.

Beide Varianten ermöglichen eine kompakte Integration des inneren Wärmetauschers und des Wärmeübertragers oder Chillers in die Modulbaugruppe.

Vorzugsweise ist das von dem inneren Wärmetauscher separate Bauteil nach Art einer Platte ausgebildet, welche in einer Einbaulage der Modulbaugruppe eine Oberseite und eine der Oberseite abgewandte Unterseite aufweist. Ein derartiges, plattenförmiges Bauteil bietet auf besonders einfache Art und Weise die Möglichkeit einer Anordnung und Halterung weiterer Komponenten der Modulbaugruppe.

Vorzugsweise ist der innere Wärmetauscher an der Unterseite des Bauteils angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Oberseite des plattenförmigen Bauteils anderweitig zu nutzen. Außerdem kann dies im Hinblick auf die Zugänglichkeit zu Anschlüssen des innere Wärmetauschers vorteilhaft sein.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Wärmeübertrager oder Chiller an einer Unterseite des inneren Wärmetauschers angeordnet ist. So ist eine sehr kompakte Unterbringung auch des Wärmeübertrages oder Chillers in der Modulbaugruppe erreicht. Zudem ist dies im Hinblick auf eine gute Zugänglichkeit von Anschlüssen des Chillers vorteilhaft. Bei dieser Variante ist die Trageinrichtung, an welcher der Chiller gehalten ist, durch den inneren Wärmetauscher und das plattenförmige Bauteil gebildet, an dessen Unterseite der innere Wärmetauscher angeordnet ist.

In Abhängigkeit von der Einbausituation kann es weiter vorteilhaft sein, den inneren Wärmetauscher und/oder den Chiller an der Oberseite des plattenförmigen Bauteils anzuordnen.

Vorzugsweise ist an der Oberseite des von dem inneren Wärmetauscher separaten Bauteils wenigstens eine weitere Komponente der Modulbaugruppe angeordnet. Denn so werden beide Seiten des nach Art einer Platte oder plattenförmig ausgebildeten Bauteils zur Unterbringung jeweiliger Komponenten der Modulbaugruppe genutzt. Dies ist im Hinblick auf die Bereitstellung einer besonders kompakten und eine Vielzahl von Funktionalitäten beinhaltenden Modulbaugruppe vorteilhaft. Des Weiteren sind so die unterschiedlichen Komponenten der Modulbaugruppe gut zugänglich.

Vorzugsweise umfasst die Modulbaugruppe wenigstens eine Sammeleinrichtung, welche zum Bevorraten von Kältemittel ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine noch weiter gehende Funktionsintegration in die Modulbaugruppe erreicht. Zudem ist bei dieser Ausgestaltung auch die Sammeleinrichtung, welche als hochdruckseitiger Sammler oder als niederdruckseitiger Akku ausgebildet sein kann, im Hinblick auf ihre Positionierung relativ zu den weiteren Komponenten der Modulbaugruppe präzise und gut reproduzierbar fixiert. Vorzugsweise ist die Sammeleinrichtung an der Trageinrichtung gehalten und/oder mittels der Trageinrichtung abgestützt. So ist eine besonders sichere Halterung der Sammeleinrichtung gewährleistet.

Vorzugsweise umfasst die Modulbaugruppe wenigstens ein Rückschlagventil, mittels welchem in einem zum Absaugen von Kältemittel aus dem Verdampfer und/oder aus dem Kondensator ausgebildeten Absaugbetrieb des Kältemittelkreises ein Zurückströmen von Kältemittel in den Verdampfer und/oder den Kondensator unterbindbar ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch die Integration des wenigstens einen Rückschlagventils in die Modulbaugruppe im Hinblick auf kurze Toleranzketten vorteilhaft ist. Denn das wenigstens eine Rückschlagventil kann direkt an den Wärmeübertrager oder Chiller und/oder direkt an den inneren Wärmetauscher angebunden werden, ohne dass hierfür zu dem wenigstens einen Rückschlagventil führende Leitungen vorgesehen zu werden brauchen. Dies ist im Hinblick auf die Kompaktheit der Modulbaugruppe und im Hinblick auf die Integration der Funktionalität des wenigstens einen Rückschlagventils in die Modulbaugruppe vorteilhaft.

Das wenigstens eine Rückschlagventil ist insbesondere dann hilfreich, wenn in dem Absaugbetrieb des Kältemittelkreises inaktive, also nicht von Kältemittel durchströmte Komponenten des Kältemittelkreises wie etwa der Kondensator und/oder der Verdampfer von Kältemittel befreit werden sollen beziehungsweise aus dem Verdampfer und/oder aus dem Kondensator Kältemittel abgezogen werden soll. Dies ist für einen ungestörten Betrieb des Kältemittelkreises vorteilhaft.

Zusätzlich oder alternativ kann die Modulbaugruppe ein Rückschlagventil umfassen, mittels welchem in einem Heizbetrieb des Kältemittelkreises ein Abströmen des Kältemittels von der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers hin zu dem Kondensator unterbindbar ist. Auch ein derartiges Rückschlagventil lässt sich vorteilhaft in die Modulbaugruppe integrieren, sodass eine erweiterte Funktionalität der Modulbaugruppe bereitgestellt ist.

Vorzugsweise umfasst die Modulbaugruppe wenigstens ein Expansionsventil, mittels welchem in einem Heizbetrieb des Kältemittelkreises ein Druck des Kältemittels verringerbar ist, welches in dem Heizbetrieb dem Kondensator zuführbar ist. Ein derartiges Expansionsventil kann insbesondere vorgesehen sein, um eine Druckregelung wenigstens eines Zweigs des Kältemittelkreises durchzuführen. Wenn das Expansionsventil in die Modulbaugruppe integriert ist, so ist dies im Hinblick auf eine sehr weit gehende Funktionsintegration und auf eine kompakte und Bauraum sparende Unterbringung des Expansionsventils in dem Kältemittelkreis vorteilhaft.

Vorzugsweise ist das wenigstens eine Expansionsventil dazu ausgebildet, das Kältemittel so weit zu entspannen, dass der Kondensator als Verdampfer nutzbar ist. Mittels des im Betrieb des Kältemittelkreises als Verdampfer genutzten Kondensators ist einem dem Kondensator zuführbaren Umgebungsluftstrom Wärme entziehbar. Dementsprechend kann der den üblicherweise luftgekühlten Kondensator überströmende Umgebungsluftstrom als Wärmequelle genutzt werden, wobei der Kältemittelkreis nach Art einer Wärmepumpe betrieben wird. So ist eine besonders vielfältige Nutzbarkeit des wenigstens einen Expansionsventils gegeben.

Zusätzlich oder alternativ kann die Modulbaugruppe ein Absperrventil umfassen, wobei in einem Heizbetrieb des Kältemittelkreises durch Schließen des Absperrventils ein Beaufschlagen des Kondensators mit Kältemittel bewirkbar ist, und wobei in dem Heizbetrieb durch Öffnen des Absperrventils das Beaufschlagen der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers mit Kältemittel unter Umgehung des Kondensators bewirkbar ist. Mittels eines derartigen Absperrventils lässt sich der Kältemittelstrom im Heizbetrieb des Kältemittelkreises sehr einfach steuern. Insbesondere sind durch das Absperrventil in dem Heizbetrieb des Kältemittelkreises vorteilhafte Betriebszustände einstellbar. Wenn das Absperrventil in die Modulbaugruppe integriert ist, so ist dies insbesondere im Hinblick auf eine kompakte und kurze Toleranzketten mit sich bringende Unterbringung des Absperrventils vorteilhaft.

Vorzugsweise umfasst die Modulbaugruppe eine Verteileinrichtung, mittels welcher im Betrieb des Kältemittelkreises von dem Verdichter komprimiertes Kältemittel ausgehend von der Verteileinrichtung wahlweise zunächst dem Kondensator oder zunächst einer Heizeinrichtung des Kältemittelkreises zuführbar ist. Mittels einer derartigen Verteileinrichtung lässt sich der Verdichter auf einfache und aufwandsarme Weise wahlweise für einen Kühlbetrieb des Kältemittelkreises und für einen Heizbetrieb des Kältemittelkreises nutzen. Wenn die Verteileinrichtung in die Modulbaugruppe integriert ist, so ist dies insbesondere im Hinblick auf eine durch die Modulbaugruppe erreichbare hohe Funktionsintegration vorteilhaft. Zudem ist so eine kompakte Unterbringung der Verteileinrichtung in dem Kältemittelkreis realisiert.

Die Modulbaugruppe kann wenigstens eine Umgehungsleitung umfassen, über welche Kältemittel unter Umgehung der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers dem von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager zuführbar ist. Eine derartige Einbindung des Chillers in die Modulbaugruppe ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn im Betrieb des Kältemittelkreises lediglich ein Teilstrom des verdichteten Kältemittels nach dem Durchströmen der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers dem Verdampfer zugeführt werden soll, während ein weiterer Teilstrom des verdichteten Kältemittels direkt mittels der Expansionseinrichtung der Modulbaugruppe entspannt und dann in den Chiller eingebracht wird.

Dies bringt es mit sich, dass der dem Verdampfer zugeführte Teilstrom des verdichteten Kältemittels an der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers stärker unterkühlt wird als dies der Fall wäre, wenn beide Teilströme die Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers durchströmen würden. Ein solches, besonders starkes Unterkühlen des dem Verdampfer zugeführten Teilstroms des verdichteten Kältemittels kann insbesondere vorteilhaft sein, um ein Auftreten von Geräuschen zu unterdrücken, welche damit einhergehen können, dass weniger stark unterkühltes Kältemittel den Verdampfer durchströmt oder in den Verdampfer einströmt.

Das aufgrund der Nutzung der Umgehungsleitung vermeidbare Auftreten der Geräusche kann insbesondere dadurch bedingt sein, dass in dem mittels des Kondensators nicht vollständig verflüssigten Kältemittel noch Gasblasen enthalten sind. Derartige Geräusche sind insbesondere für Fahrgäste des mit dem Kältemittelkreis ausgestatteten Kraftfahrzeugs hörbar und somit nachteilig. Daher kann das Vorsehen der wenigstens einen Umgebungsleitung insbesondere im Hinblick auf die Erhöhung des Komforts für Insassen des Kraftfahrzeugs vorteilhaft sein.

Zusätzlich oder alternativ kann die Modulbaugruppe wenigstens eine Umgehungsleitung umfassen, über welche Kältemittel unter Umgehung der Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers dem Verdichter des Kältemittelkreises zuführbar ist. Das von dem Wärmeübertrager oder Chiller kommende Kältemittel wird bei Nutzung dieser Umgehungsleitung weniger stark erhitzt, als es der Fall wäre, wenn das Kältemittel die Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers durchströmen würde.

Dies führt wiederum dazu, dass das komprimierte Kältemittel, welches den Verdichter verlässt, weniger heiß ist als dies bei einem vorangegangenen Durchströmen der Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers der Fall wäre. Auf diese Weise kann somit eine Überhitzung des Kältemittels verhindert werden. Dies ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, dass so eine Zersetzung oder dergleichen Veränderung von in dem Kältemittel enthaltenem Öl vermieden werden kann. Dementsprechend kann die Qualität des üblicherweise zumindest geringfügige Beimengungen von Öl enthaltenen Kältemittels dauerhaft aufrecht erhalten werden.

Ob die wenigstens eine Umgehungsleitung genutzt wird, kann im Betrieb de Kältemittelkreises insbesondere in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Kältemittelkreises und/oder von Umgebungsbedingungen festgelegt werden.

Die Modulbaugruppe kann des Weiteren sowohl die Umgehungsleitung zur Umgehung der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers als auch die Umgehungsleitung zur Umgehung der Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers umfassen. Dann lassen sich sämtliche im Hinblick auf die jeweilige Umgehungsleitung geschilderten Vorteile realisieren. Die wenigstens eine Umgehungsleitung lässt sich zudem sehr einfach in die Modulbaugruppe integrieren, da ohnehin der innere Wärmetauscher und der Wärmeübertrager oder Chiller in kompakter Bauweise und somit sehr nahe beieinander in der Modulbaugruppe angeordnet sind.

Die Modulbaugruppe kann wenigstens einen weiteren von einer Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager umfassen, welcher mit dem im Betrieb des Kältemittelkreises von dem Verdichter komprimierten Kältemittel beaufschlagbar ist. Ein solcher Wärmeübertrager kann zur Unterscheidung von dem üblicherweise mittels Luft beziehungsweise mittels eines Umgebungsluftstroms gekühlten Kondensator des Kältemittelkreises als indirekter Kondensator bezeichnet werden. Dieser weitere Wärmeübertrager oder indirekte Kondensator ist vorzugsweise in einen Kühlflüssigkeitskreislauf eingebunden, welcher insbesondere einen weiteren, luftgekühlten Wärmeübertrager aufweist.

Mittels des weiteren, von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wärmeübertrages ist ein besonders starkes und effizientes Abkühlen des mittels des Verdichters komprimierten Kältemittels erreichbar. Dies ist im Hinblick auf eine hohe Leistungsfähigkeit des die Modulbaugruppe aufweisenden Kältemittelkreises vorteilhaft. Darüber hinaus lässt sich der weitere, von der Kühlflüssigkeit durchström bare Wärmeübertrager, welcher in den Kühlflüssigkeitskreislauf eingebunden ist, bedeutend einfacher in die Modulbaugruppe integrieren als der üblicherweise luftgekühlte Kondensator des Kältemittelkreises. Auch dies ist im Hinblick auf eine einfache Anbindung des weiteren Wärmeübertragers an die Modulbaugruppe vorteilhaft. Der wenigstens eine weitere, von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmeübertrager kann zusätzlich zu dem luftgekühlten Kondensator in dem Kältemittelkreis angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, den wenigstens einen weiteren Wärmeübertrager in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen stromaufwärts des luftgekühlten Kondensators und/oder stromabwärts des luftgekühlten Kondensators anzuordnen. Durch das Vorsehen des wenigstens einen weiteren von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertragers zusätzlich zu dem luftgekühlten Kondensator ist eine Leistungssteigerung im Hinblick auf die Kühlung des mittels des Verdichters komprimierten Kältemittels erreichbar.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine weitere von der Kühlflüssigkeit durchström bare Wärmeübertrager anstelle des luftgekühlten Kondensators vorgesehen ist. Auch dies ist im Hinblick auf eine hohe Leistungsfähigkeit beim Kühlen des mittels des Verdichters komprimierten Kältemittels vorteilhaft.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass durch den wenigstens einen weiteren, von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager eine Heizeinrichtung des Kältemittelkreises bereitgestellt ist. Die mittels des weiteren Wärmeübertragers erwärmte Kühlflüssigkeit kann nämlich vorteilhaft für Heizzwecke genutzt werden, etwa um einen elektrischen Energiespeicher des den Kältemittelkreis aufweisenden Kraftfahrzeugs zu erwärmen.

Zusätzlich oder alternativ kann die in dem weiteren Wärmeübertrager an die Kühlflüssigkeit abgegebene Wärme zum Erwärmen von Luft verwendet werden, welche in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebracht wird. Auch dies ist im Hinblick auf eine effiziente Nutzung der in dem komprimierten oder verdichteten Kältemittel enthaltenen Wärme vorteilhaft.

Der innere Wärmetauscher kann ein erstes Rohr umfassen, welches innerhalb eines zweiten Rohres angeordnet ist. Hierbei ist eines der beiden Rohre der Hochdruckseite und das andere der beiden Rohre der Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers zugehörig. Eine derartige Bauform des inneren Wärmetauschers ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Kältemittelkreis in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt, welches als Antriebseinrichtung eine Verbrennungskraftmaschine aufweist. Denn insbesondere in einem solchen Kraftfahrzeug ist für eine derartige, nach Art eines koaxialen Rohres ausgebildete Bauform des inneren Wärmetauschers ausreichend Bauraum vorhanden.

Der Kondensator des Kältemittelkreises kann nämlich in einem Frontend des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung des Kondensators ist zwischen einem im Bereich einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordneten Klimagerät des Kältemittelkreises und dem im Frontend des Kraftfahrzeugs angeordneten Kondensator in vorteilhafter Weise vergleichsweise viel Bauraum vorhanden. Dieser Bauraum kann daher gut für das Unterbringen des die beiden Rohre umfassenden inneren Wärmetauschers genutzt werden.

Bei einer derartigen, die beiden Rohre umfassenden Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers ist insbesondere vorteilhaft, dass diese Ausgestaltung mit einem niedrigen Druckverlust beim Fördern des Kältemittels mittels des Verdichters des Kältemittelkreises einhergeht. Insbesondere ist bei dieser Ausgestaltung ein saugseitiger Druckverlust im Hinblick auf das Fördern des Kältemittels mittels des Verdichters vergleichsweise unproblematisch oder gering. Die niedrigen Druckverluste führen in vorteilhafter Weise zu einem geringen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems beziehungsweise des Kältemittelkreises. Dennoch lässt sich eine gute Übertragung von Wärme von der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers auf die Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers erreichen.

Zusätzlich oder alternativ kann der innere Wärmetauscher als

Plattenwärmetauscher ausgebildet sein. Bei einem derartigen

Plattenwärmetauscher liegt ein vergleichsweise geringes Verhältnis einer Länge des inneren Wärmetauschers zu seiner Breite und/oder der Länge zu seiner Höhe vor. Daher ist der als Plattenwärmetauscher ausgebildete innere Wärmetauscher besonders vorteilhaft in einen Kältemittelkreis integrierbar, welcher in einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug angeordnet ist oder zum Einsatz kommt.

Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Kältemittelkreis für ein als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug in der Regel vergleichsweise kompakt und zudem stark verzweigt ist. Insbesondere für einen derartigen Kältemittelkreis ist das Vorsehen der ebenfalls kompakten und Möglichkeiten zur Kombination mit anderen Komponenten des Kältemittelkreises bietenden Modulbaugruppe besonders vorteilhaft.

Darüber hinaus erlaubt die Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers als Plattenwärmetauscher in vorteilhafter Weise eine bauraumsparende Anordnung und Anbindung von weiteren Komponenten in den Kältemittelkreis. Zudem lässt sich über die den Plattenwärmetauscher umfassende Modulbaugruppe von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite des Plattenwärmetauschers eine besonders große Wärmemenge übertragen. Ein solcher hoher Austauschgrad ist im Hinblick auf den Effizienzgewinn vorteilhaft, welcher durch das Vorsehen des inneren Wärmetauschers erreichbar ist.

Dennoch ist der Plattenwärmetauscher derart ausgebildet, dass die Druckverluste, welche damit einhergehen, dass das Kältemittel den inneren Wärmetauscher durchströmt, akzeptabel sind. Dies gilt auch für den saugseitigen, also auf die Saugseite des Verdichters bezogenen Druckverlust. Daher hat selbst der als Plattenwärmetauscher ausgebildete innere Wärmetauscher einen vergleichsweise geringen Einfluss auf die Leistung des Gesamtsystems beziehungsweise des gesamten Kältemittelkreises.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann der innere Wärmetauscher zwei jeweilige Strömungsprofile oder Strömungskanäle aufweisende Platten umfassen, welche insbesondere als Strangpressprofile ausgebildet sein können. Durch die beiden Platten sind die Hochdruckseite und die Niederdruckseite des Plattenwärmetauschers gebildet. Die Platten sind durch eine Trennplatte voneinander getrennt, um die Stoffströme in Form des die Hochdruckseite durchströmenden Kältemittels und des die Niederdruckseite durchströmenden Kältemittels voneinander zu trennen.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der den inneren Wärmetauscher bereitstellende Plattenwärmetauscher eine Mehrzahl von hochdruckseitigen Platten und eine Mehrzahl von niederdruckseitigen Platten aufweist. Auf diese Weise ist eine besonders gute und weitgehende Übertragung von Wärme von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite erreichbar. Auch bei dieser Ausgestaltung weisen die Platten jeweilige Strömungsprofile oder Strömungskanäle auf.

Der Plattenwärmetauscher kann als Gegenstrom-Wärmetauscher, als Gleichstrom-Wärmetauscher oder als Kreuzstrom-Wärmetauscher ausgebildet sein. Insbesondere im Hinblick auf die Zugänglichkeit zu Einlässen beziehungsweise Auslässen an der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers hat sich eine Ausbildung des Plattenwärmetauschers als Gegenstrom-Wärmetauscher oder als Gleichstrom-Wärmetauscher als vorteilhaft gezeigt. Des Weiteren ist eine Ausbildung als Gegenstrom-Wärmetauscher oder als Gleichstrom- Wärmetauscher im Hinblick auf die Austauschleistung beziehungsweise das Übertragen der Wärme vorteilhaft. Letzteres gilt in besonderem Maße, wenn der Plattenwärmetauscher als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildet ist.

Der erfindungsgemäße Kältemittelkreis für ein Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Modulbaugruppe auf. Dadurch ist eine sehr weitgehende Funktionsintegration von Komponenten des Kältemittelkreises in die Modulbaugruppe erreicht.

Vorzugsweise ist die Modulbaugruppe über jeweilige Leitungen mit einem Verdampfer des Kältemittelkreises und mit einem Kondensator des Kältemittelkreises gekoppelt. Dadurch lässt sich je nach Auslegung der Leitungen eine besonders einfache Integration der Modulbaugruppe in den Kältemittelkreis erreichen.

Die für die erfindungsgemäße Modulbaugruppe beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für den erfindungsgemäßen Kältemittelkreis und umgekehrt.

Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kältemittelkreises, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Modulbaugruppe beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kältemittelkreises hier nicht noch einmal beschrieben.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, welches einen erfindungsgemäßen Kältemittelkreis aufweist, ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder dergleichen ausgestaltet.

Insbesondere kann das Kraftfahrzeug einen zum Versorgen einer elektrischen Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Energiespeicher aufweisen, wobei der elektrische Energiespeicher mittels der dem Wärmeübertrager oder Chiller zuführbaren Kühlflüssigkeit kühlbar ist.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden. Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Kältemittelkreis für ein Kraftfahrzeug, welcher einen inneren Wärmetauscher und einen von einer Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager oder Chiller umfasst;

Fig. 2 stark schematisiert eine erste Variante einer Modulbaugruppe des Kältemittelkreises, wobei der innere Wärmetauscher als Trageinrichtung für den Chiller ausgebildet ist;

Fig. 3 stark schematisiert eine weitere Variante der Modulbaugruppe, bei welcher ein von dem inneren Wärmetauscher separates Bauteil in Form einer Platte als Trageinrichtung vorgesehen ist, wobei der innere Wärmetauscher und der Chiller auf der gemeinsamen Platte angeordnet sind;

Fig. 4 stark schematisiert eine weitere Variante der Modulbaugruppe, bei welcher an einer Unterseite des plattenförmigen Bauteils der innere Wärmetauscher angeordnet ist, wobei der Chiller an einer Unterseite des inneren Wärmetauschers angeordnet ist, und wobei weitere Komponenten der Modulbaugruppe an einer Oberseite des plattenförmigen Bauteils angeordnet sind;

Fig. 5 ausschnittsweise eine Variante des Kältemittelkreises gemäß Fig. 1 , bei welcher eine Umgehungsleitung zur Umgehung der Hochdruckseite des inneren Wärmetauschers vorgesehen ist;

Fig. 6 ausschnittsweise eine weitere Variante des Kältemittelkreises gemäß Fig. 1 , bei welcher eine Umgehungsleitung zum Umgehen einer Niederdruckseite des inneren Wärmetauschers vorgesehen ist; Fig. 7 ausschnittsweise eine weitere Variante des Kältemittelkreises mit den beiden Umgehungsleitungen gemäß Fig. 5 und Fig. 6;

Fig. 8 eine weitere Variante des Kältemittelkreises gemäß Fig. 1 , wobei der Kältemittelkreis wenigstens einen weiteren von Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wärmeübertrager umfasst, welcher in die Modulbaugruppe integriert sein kann;

Fig. 9 ausschnittsweise eine weitere Variante des Kältemittelkreises, bei welcher ein der Modulbaugruppe zugehöriges weiteres Expansionsventil vorgesehen ist, welches es ermöglicht, einen luftgekühlten Kondensator des Kältemittelkreises als Verdampfer zu nutzen;

Fig. 10 in einer schematischen Schnittansicht eine mögliche Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers, bei welcher dieser zwei koaxial angeordnete Rohre umfasst;

Fig. 11 in einer schematischen Schnittansicht eine Variante des inneren Wärmetauschers, bei welcher dieser als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist;

Fig. 12 schematisch den Plattenwärmetauscher gemäß Fig. 11 in einer Draufsicht;

Fig. 13 schematisch die Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers als Gegenstrom-Wärmetauscher;

Fig. 14 schematisch die Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers als Gleichstrom-Wärmetauscher; und

Fig. 15 schematisch die Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers als Kreuzstrom-Wärmetauscher. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

In Fig. 1 ist schematisiert ein Kältemittelkreis 10 oder Kältemittelkreislauf für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Der Kältemittelkreis 10 umfasst in an sich bekannter Weise einen Verdichter 12. In einem Klimaanlagenbetrieb oder Kühlbetrieb des Kältemittelkreises 10 wird mittels des Verdichters 12 komprimiertes Kältemittel einem Kondensator 16 oder Gaskühler zugeführt. Bei der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Ausgestaltung des Kältemittelkreises 10 weist der Kältemittelkreis 10 eine (optionale) Verteileinrichtung 14 auf, über welche das komprimierte Kältemittel dem Kondensator 16 zugeführt werden kann. Durch den Kondensator 16 strömende und ein Kondensieren des verdichteten und gasförmigen Kältemittels bewirkende Luft ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulicht. Des Weiteren ist in Fig. 1 ein Gebläse 20 gezeigt, mittels welchem das Durchströmen des Kondensators 16 mit der dem Kühlen des Kältemittels dienenden Luft bewirkt werden kann.

Das in dem Klimaanlagenbetrieb des Kältemittelkreises 10 von dem Kondensator 16 kommende, einen hohen Druck aufweisende, aber verflüssigte Kältemittel wird, insbesondere nach einem Durchströmen eines Kältemittelsammlers 56 (vergleiche Fig. 1 ), einem inneren Wärmetauscher 22 des Kältemittelkreises 10 zugeführt und zwar einer Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22. Des Weiteren weist der innere Wärmetauscher 22 in an sich bekannter Weise eine Niederdruckseite 26 auf. Von der Hochdruckseite 24 wird in dem komprimierten Kältemittel enthaltene Wärme auf die Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 übertragen. Dies hat unter anderem zur Folge, dass dem Verdichter 12 von der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauscher 22 her wärmeres gasförmiges und einen niedrigen Druck aufweisendes Kältemittel zugeführt wird, als dies ohne das Vorsehen des inneren Wärmetauschers 22 der Fall wäre.

Stromabwärts der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 kann der Kältemittelkreis 10 wie vorliegend beispielhaft gezeigt eine erste Verzweigungsstelle 28 aufweisen. Von der Verzweigungsstelle 28 aus kann das verflüssigte Kältemittel in an sich bekannter Weise einem ersten Expansionsventil 30 zugeführt werden, welches einem Verdampfer 32 des Kältemittelkreises 10 vorgeschaltet ist. In dem Klimaanlagenbetrieb des Kältemittelkreises 10 kann das mittels des Expansionsventils 30 entspannte Kältemittel nach dem Verlassen des Verdampfers 32 über einen Leitungszweig 34 einer weiteren oder zweiten Verzweigungsstelle 36 zugeführt werden. Von der weiteren Verzweigungsstelle 36 kann eine Leitung 38 zu der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 führen. In dem Klimaanlagenbetrieb wird das die Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 verlassende, gasförmige Kältemittel dann wieder dem Verdichter 12 zugeführt.

An der ersten Verzweigungsstelle 28 des Kältemittelkreises 10 kann bei dem in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Kältemittelkreis 10 das unter einem hohen Druck stehende, flüssige Kältemittel zusätzlich oder alternativ auch einer weiteren Expansionseinrichtung in Form eines vorliegend beispielhaft gezeigten zweiten Expansionsventils 40 zugeführt werden. Dieses zweite Expansionsventil 40 ist stromaufwärts einer Verdampferseite 42 eines von einer Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertragers angeordnet, welcher auch als Chiller 44 bezeichnet wird. Der Chiller 44 des Kältemittelkreises 10 weist eine Kühlflüssigkeitsseite 46 auf, welche im Betrieb des Chillers 44 von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Hierbei gibt die Kühlflüssigkeit Wärme an das die Verdampferseite 42 durchströmende, und zuvor mittels des zweiten Expansionsventils 40 entspannte Kältemittel ab. Folglich steht an einem Ausgang 48 des Chillers 44 stark gekühlte Kühlflüssigkeit zur Verfügung.

Wenn der Kältemittelkreis 10 in einem etwa als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug angeordnet ist, so kann mittels der in dem Chiller 44 gekühlten Kühlflüssigkeit Wärme von einem (nicht gezeigten) elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs abgeführt werden, etwa um Batteriezellen des elektrischen Energiespeichers zu kühlen.

Es kann vorgesehen sein, dass in dem Klimaanlagenbetrieb des Kältemittelkreises 10 lediglich der Verdampfer 32 mit dem mittels des ersten Expansionsventils 30 entspannten Kältemittel beaufschlagt wird, etwa um einen (nicht gezeigten) Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu kühlen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das erste Expansionsventil 30 geschlossen bleibt und das Kältemittel lediglich an dem zweiten Expansionsventil 40 entspannt wird, so dass lediglich die Verdampferseite 42 des Chillers 44 mit dem entspannten Kältemittel beaufschlagt wird.

Zusätzlich ist es möglich, zugleich den Verdampfer 32 und den Chiller 44 mit entspanntem Kältemittel zu beaufschlagen, indem das erste Expansionsventil 30 und das zweite Expansionsventil 40 zumindest teilweise geöffnet werden.

Das von der Verdampferseite 42 des Chillers 44 kommende entspannte Kältemittel wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Kältemittelkreis 10 über die weitere Verzweigungsstelle 36 wieder der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 zugeführt. Wenn lediglich eine Kühlung der Batteriezellen des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, so kann vorgesehen sein, dass lediglich das zweite Expansionsventil 40 von dem Kältemittel durchströmt wird. Es ist ebenfalls möglich, an der ersten Verzweigungsstelle 28 den Kältemittelstrom sowohl dem ersten Expansionsventil 30 als auch dem zweiten Expansionsventil 40 zuzuführen, etwa wenn sowohl der Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs als auch die Batteriezellen des elektrischen Energiespeichers gekühlt werden sollen.

Vorliegend sind vorzugsweise zumindest der innere Wärmetauscher 22, der Chiller 44 und das zweite Expansionsventil 40 zu einer Modulbaugruppe 50 zusammengefasst. Eine erste Variante der Modulbaugruppe 50 ist in Fig. 2 schematisch gezeigt, und eine zweite Variante der Modulbaugruppe 50 ist in Fig. 3 schematisch gezeigt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 ist durch den inneren Wärmetauscher 22 eine Trageinrichtung beziehungsweise ein Trägerteil bereitgestellt, auf welchem der Chiller 44 angeordnet ist. Dementsprechend ist der Chiller 44 durch den als Trageinrichtung dienenden inneren Wärmetauscher 22 abgestützt. Des Weiteren ist auch das zweite Expansionsventil 40 Teil der in Fig. 2 gezeigten Modulbaugruppe 50. Hierbei dient der innere Wärmetauscher 22 zudem als Träger beziehungsweise als Trageinrichtung für das zweite Expansionsventil 40, wobei das zweite Expansionsventil 40 beispielsweise an dem inneren Wärmetauscher 22 abgestützt oder angebracht sein kann. Das zweite Expansionsventil 40 kann jedoch auch an dem Chiller 44 angebracht sein.

In Fig. 2 ist ein möglicher Strömungspfad 52 des Kältemittels durch einen gewinkelten Pfeil veranschaulicht. Gemäß diesem Strömungspfad 52 gelangt das Kältemittel von der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 (vergleiche Fig. 1 ) über das zweite Expansionsventil 40 in den Chiller 44 und anschließend von dem Chiller 44 zu der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 (vergleiche Fig. 1 ).

Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 kann der innere Wärmetauscher 22 als flacher Plattenwärmetauscher, insbesondere als Kreuzstrom-Gegentauscher oder als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildet sein. Der innere Wärmetauscher 22 kann eine Mehrzahl von miteinander verlöteten oder auf sonstige Art und Weise miteinander verbundenen Platten umfassen.

Zusätzlich oder alternativ kann der als die Trageinrichtung dienende innere Wärmetauscher 22 durch zwei miteinander verbundene Strangpressprofile gebildet sein und so die Tragfunktion zumindest für den Chiller 44 und für das zweite Expansionsventil 40 bereitstellen. Des Weiteren ist es möglich, dass der gemäß Fig. 2 als die Trageinrichtung dienende innere Wärmetauscher 22 durch ein einziges Strangpressprofil gebildet oder bereitgestellt ist, welches einerseits Strömungskanäle für das unter hohem Druck stehende Kältemittel und andererseits Strömungskanäle für das entspannte beziehungsweise unter dem niedrigen Druck stehende Kältemittel aufweist. Hierbei sind die hochdruckseitigen oder der Hochdruckseite 24 zugehörigen Strömungskanäle fluidisch von den niederdruckseitigen oder der Niederdruckseite 26 zugehörigen Strömungskanälen getrennt.

Zudem können an den inneren Wärmetauscher 22 vorliegend nicht näher gezeigte Blockanschlüsse beziehungsweise Leitungsanschlüsse angebracht, insbesondere angelötet sein, über welche Leitungen des Kältemittelkreises 10 (vergleiche Fig. 1 ) mit dem inneren Wärmetauscher 22 verbunden werden können.

Aus Fig. 2 ist außerdem ersichtlich, dass die Modulbaugruppe 50 eine Sammeleinrichtung 54 umfassen kann. Die Sammeleinrichtung 54 kann wie in Fig. 1 beispielhaft gezeigt als der Kältemittelsammler 56 ausgebildet sein, welcher stromaufwärts der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 angeordnet ist. Alternativ kann die Sammeleinrichtung 54 als so genannter Akku 58 ausgebildet sein, welcher stromabwärts der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 angeordnet ist. Unabhängig davon, ob die Sammeleinrichtung 54 als der hochdruckseitige Kältemittelsammler 56 oder als der niederdruckseitige Akku 58 ausgebildet ist, dient die Sammeleinrichtung 54 dem Bevorraten von Kältemittel und vorzugsweise auch zum Trocknen und Filtern des Kältemittels.

In Fig. 2 ist durch einen weiteren gewinkelten Pfeil 60 veranschaulicht, wie nach dem Durchströmen der (insbesondere gemäß Fig. 1 als der Kältemittelsammler 56 ausgebildeten) Sammeleinrichtung 54 das Kältemittel dem inneren Wärmetauscher 22 zugeführt werden kann.

Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Sammeleinrichtung 54 an dem als Trageinrichtung für den Chiller 44 dienenden inneren Wärmetauscher 22 angebracht sein. Es ist jedoch auch möglich, die Sammeleinrichtung 54 auf andere Art und Weise in die Modulbaugruppe 50 einzubinden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 umfasst die Modulbaugruppe 50 des Weiteren ein erstes Rückschlagventil 62, welches gemäß Fig. 1 in dem Leitungszweig 34 angeordnet ist, der von dem Verdampfer 32 zu der weiteren Verzweigungsstelle 36 führt. Dieses erste Rückschlagventil 62 unterbindet ein Zurückströmen von Kältemittel in den Verdampfer 32, wenn in einem Absaugbetrieb des Kältemittelkreises 10 Kältemittel aus dem Verdampfer 32 abgesaugt wird. In einem solchen Absaugbetrieb kann der Kältemittelkreis 10 beispielsweise als Wärmepumpe betrieben werden, etwa um den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu beheizen. In diesem Wärmepumpenbetrieb kann an der Verteileinrichtung 14 das von dem Verdichter 12 über einen Eingang 64 in die Verteileinrichtung 14 eingebrachte, komprimierte oder verdichtete Kältemittel einem ersten Ausgang 66 der Verteileinrichtung 14 zugeführt werden.

Von dem ersten Ausgang 66 der Verteileinrichtung 14 gelangt das verdichtete und somit warme Kältemittel über eine Leitung zu einer Heizeinrichtung in Form eines Heizregisters 68, welches bei der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Ausgestaltung des Kältemittelkreises 10 ebenso wie der Verdampfer 32 in einem Klimagerät 70 des Kraftfahrzeugs untergebracht ist. Wenn Luft das Heizregister 68 überstreicht, so kann die mittels des Heizregisters 68 erwärmte Luft in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebracht werden.

In dem Wärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 wird das Kältemittel, welches das Heizregister 68 verlässt, vorliegend einer weiteren oder dritten Verzweigungsstelle 74 zugeführt. Ausgehend von dieser dritten Verzweigungsstelle 74 kann das den hohen Druck aufweisende Kältemittel über ein (in diesem Fall geöffnetes) Absperrventil 76 (gemäß Fig. 1 ) zunächst dem Kältemittelsammler 56 und dann der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 zugeführt werden. Von dort gelangt das Kältemittel in dem Wärmepumpenbetrieb über die erste Verzweigungsstelle 28 zu dem Chiller 44.

Vorzugsweise findet in dem Wärmepumpenbetrieb an dem Chiller 44 des Kältemittelkreises 10 ein Wärmeeintrag in das Kältemittel statt.

Dementsprechend kann insbesondere die Abwärme der Batteriezellen des elektrischen Energiespeichers und/oder anderer elektrischer und/oder elektronischer Komponenten des Kraftfahrzeugs in das den Chiller 44 durchströmende Kältemittel eingebracht werden. Dies und das Vorsehen des inneren Wärmetauschers 22 führen dazu, dass dem Verdichter 12 besonders warmes Kältemittel zugeführt wird. Nach der Verdichtung und somit weiteren Erwärmung des Kältemittels mittels des Verdichters 12 kann dementsprechend an dem Heizregister 68 besonders viel Wärme an die zu erwärmende Luft abgeben kann.

In diesem Wärmepumpenbetrieb wird der Verdampfer 32 nicht benötigt. Daher wird über den Leitungszweig 34 Kältemittel aus dem Verdampfer 32 abgesaugt. In diesem Absaugbetrieb des Kältemittelkreises 10 verhindert das erste Rückschlagventil 62 ein Zurückströmen von Kältemittel in den Verdampfer 32.

Zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Rückschlagventil 62 kann die Modulbaugruppe 50 ein zweites Rückschlagventil 80 umfassen, wie dies in Fig. 2 schematisch gezeigt ist. Dieses zweite Rückschlagventil 80 verhindert, dass in dem Wärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 aus dem Kondensator 16 abgesaugtes Kältemittel in den Kondensator 16 zurückströmen kann. Somit ist insbesondere in dem Absaugbetrieb oder Wärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 auch das Vorsehen des zweiten Rückschlagventils 80 vorteilhaft.

Das zweite Rückschlagventil 80 ist bei dem in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Kältemittelkreis 10 zum Zweck des Absaugens von Kältemittel aus dem Kondensator 16 über einen weiteren Leitungszweig 82 mit einem weiteren oder zweiten Ausgang 84 der Verteileinrichtung 14 verbunden.

Ein weiterer oder dritter Ausgang 86 der Verteileinrichtung 14 dient in diesem Absaugbetrieb des Kältemittelkreises 10 als Einlass für das von dem Kondensator 16 kommende Kältemittel. In dem zuvor beschriebenen Klimaanlagenbetrieb des Kältemittelkreises 10 wird demgegenüber das Kältemittel von dem Eingang 64 über den dritten Ausgang 86 dem Kondensator 16 zugeführt. Indem auch das zweite Rückschlagventil 80 in die Modulbaugruppe 50 integriert ist, ist eine besonders weitgehende Integration von Funktionen und Bauteilen des Kältemittelkreises 10 in die Modulbaugruppe 50 erreicht.

Aus Fig. 2 ist weiter ersichtlich, dass auch das Absperrventil 76 in die Modulbaugruppe 50 integriert sein kann. Beispielsweise kann der innere Wärmetauscher 22 zusätzlich als Trageinrichtung für das Absperrventil 76 (vergleiche Fig. 1 ) dienen.

Der in Fig. 1 gezeigte Kältemittelkreis 10 kann des Weiteren in einem so genannten Reheat-Betrieb (Wiederaufwärmbetrieb) genutzt werden. Auch in dem Reheat-Betrieb wird das mittels des Verdichters 12 verdichtete Kältemittel über den Eingang 64 der Verteileinrichtung 14 und den ersten Ausgang 66 der Verteileinrichtung 14 zunächst dem Heizregister 68 zugeführt. Von dem Heizregister 68 aus kann das Kältemittel über die weitere oder zweite Verzweigungsstelle 74 bei geschlossenem Absperrventil 76 über einen weiteren Leitungszweig 88 einem weiteren Expansionsventil 90 zugeführt werden. Von diesem Expansionsventil 90 aus kann das Kältemittel dem Kondensator 16 zugeführt und anschließend über die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 in den Verdampfer 32 eingebracht werden. Eine derartiger Reheat-Betrieb des Kältemittelkreises 10 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn an dem Kondensator 16 ein weiteres Abkühlen des Kältemittels erfolgen soll. Alternativ ist ein Reheat-Betrieb des Kältemittelkreises 10 möglich, bei welchem das Expansionsventil 90 geschlossen bleibt und das Absperrventil 76 geöffnet ist. Dann wird das Kältemittel unter Umgehung des Kondensators 16 über die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 dem Verdampfer 32 zugeführt.

In derartigen Reheat-Betriebsweisen des Kältemittelkreises 10 dient der Verdampfer 32 insbesondere dem Entfeuchten der in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs einzubringenden Luft, und das Heizregister 68 dient dem Erwärmen dieser mittels des Verdampfers 32 entfeuchteten Luft vor deren Eintreten in den Fahrgastraum.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann auch das weitere Expansionsventil 90, mittels welchem in diesem Heizbetrieb des Kältemittelkreises 10 der Druck des Kältemittels verringerbar ist, welches dem Kondensator 16 zugeführt wird, Bestandteil der Modulbaugruppe 50 sein. Insbesondere kann der innere Wärmetauscher 22 als Träger für das Absperrventil 76 dienen. Des weiteren kann gemäß Fig. 2 an dem Absperrventil 76 ein weiteres Trägerteil 92 der Modulbaugruppe 50 angeordnet sein, welches der Anbringung des weiteren Expansionsventils 90 dient.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 ist nicht der innere Wärmetauscher 22 als Trageinrichtung für den Chiller 44 und vorzugsweise weitere Komponenten der Modulbaugruppe 50 ausgebildet. Vielmehr weist die Modulbaugruppe 50 bei dieser Variante ein von dem inneren Wärmetauscher 22 ein separates, vorzugsweise plattenförmiges Bauteil etwa in Form einer gemeinsamen Platte 94 auf. Mittels der als Trageinrichtung der Modulbaugruppe 50 dienenden Platte 94 beziehungsweise auf der gemeinsamen Platte 94 ist bei dieser Variante der Modulbaugruppe 50 der innere Wärmetauscher 22 abgestützt, insbesondere direkt abgestützt.

Des Weiteren ist auch der Chiller 44 direkt durch die gemeinsame Platte 94 abgestützt. Demgemäß sind bei der in Fig. 3 beispielhaft gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 sowohl der innere Wärmetauscher 22 als auch der Chiller 44 direkt mit der Platte 94 in Kontakt. Der innere Wärmetauscher 22 und/oder der Chiller 44 können auf die gemeinsame Platte 94 gelötet oder auf zerstörungsfrei lösbare Weise auf die Platte 94 montiert sein.

Zudem ist aus Fig. 3 erkennbar, dass zusätzlich die Sammeleinrichtung 54, welche als der Kältemittelsammler 56 oder als der Akku 58 gemäß Fig. 1 ausgebildet sein kann, mittels der als Trageinrichtung dienenden Platte 94 direkt abgestützt sein kann. Dementsprechend kann auch die Sammeleinrichtung 54 auf der Platte 94 angeordnet sein.

Auch bei der in Fig. 3 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 umfasst die Modulbaugruppe 50 vorzugsweise das erste Expansionsventil 40 und die beiden Rückschlagventile 62, 80. Jedoch ist hier das erste Expansionsventil 40, über welches das von der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 kommende Kältemittel der Verdampferseite 42 des Chillers 44 zugeführt wird, mit jeweiligen Teilbereichen sowohl an dem inneren Wärmetauscher 22 als auch an dem Chiller 44 angebracht.

Demgegenüber können die Rückschlagventile 62, 80 an einem Trägerteil 96 der Modulbaugruppe 50 angebracht sein, welches gemäß Fig. 3 sowohl mit dem inneren Wärmetauscher 22 als auch mit dem Chiller 44 verbunden ist. Des Weiteren ist es möglich, zumindest eines der Rückschlagventile 62, 80 an dem ersten Expansionsventil 40 anzubringen. Auch bei der in Fig. 3 gezeigten Modulbaugruppe 50 umfasst die Modulbaugruppe 50 vorzugsweise das dem Kondensator 16 vorgeschaltete weitere Expansionsventil 90, das Trägerteil 92 und das Absperrventil 76 (vergleiche Fig. 1 ). Die Anordnung dieser Komponenten in der Modulbaugruppe 50 entspricht hierbei im Wesentlichen der mit Bezug auf Fig. 2 erläuterten Anordnung an dem inneren Wärmetauscher 22.

Bei einer weiteren, vorliegend nicht explizit gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 kann die Sammeleinrichtung 54 auf der Platte 94 angeordnet sein, wobei auf der Platte 94 außerdem der innere Wärmetauscher 22 angeordnet und direkt in Kontakt mit der Platte 94 ist. Demgegenüber kann der Chiller 44 auf dem inneren Wärmetauscher 22 angeordnet sein.

In einer weiteren, ebenfalls nicht explizit gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 ist es möglich, dass der Chiller 44 und die Sammeleinrichtung 54 auf der Platte 94 angeordnet sind, wobei der innere Wärmetauscher 22 nicht mit der Platte 94 in Kontakt ist, sondern auf dem Chiller 44 angeordnet ist.

Es sind jedoch auch Mischformen der vorstehend erläuterten beziehungsweise in Fig. 2 und Fig. 3 beispielhaft gezeigten Varianten der Modulbaugruppe 50 möglich. Dementsprechend können auch lediglich Bereiche des inneren Wärmetauschers 22 und/oder des Chillers 44 direkt an der Trageinrichtung abgestützt sein und weitere Bereiche des inneren Wärmetauschers 22 und/oder des Chillers 44 lediglich mittelbar mit der Trageinrichtung in Kontakt sein.

Auch bei der in Fig. 3 gezeigten und bei den vorstehend erläuterten weiteren Varianten der Modulbaugruppe 50 sind jedoch vorzugsweise die Komponenten der Modulbaugruppe 50 etwa über Blockanschlüsse beziehungsweise Leitungsanschlüsse und/oder die Platte 94 direkt miteinander gefügt oder verbunden, insbesondere miteinander verlötet. In Fig. 2 und in Fig. 3 sind sowohl der Ausgang 48 der Kühlflüssigkeitsseite 46 des Chillers 44 als auch ein Eingang 98 der Kühlflüssigkeitsseite 46 des Chillers 44 (vergleiche Fig. 1 ) stark schematisiert gezeigt. Wie diesbezüglich sowohl aus Fig. 2 als auch aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind in der Modulbaugruppe 50 diese Anschlüsse für die Kühlflüssigkeit in vorteilhafter Weise gut zugänglich.

In den in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Varianten der Modulbaugruppe 50 können der innere Wärmetauscher 22 und/oder der Chiller 44 als Teileträger für weitere Komponenten des Kältemittelkreises 10 dienen, sodass ein Modulblock mit kurzen Toleranzketten gebildet ist.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 ist ebenfalls die gemeinsame Platte 94 vorgesehen. Jedoch ist hier im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 der innere Wärmetauscher 22 an einer Unterseite 126 der Platte 94 angeordnet. Die Modulbaugruppe 50 ist nämlich in Fig. 4 in ihrer Einbaulage gezeigt, also in derjenigen Orientierung, welche die Modulbaugruppe 50 infolge des Einbaus in den Kältemittelkreis 10 in dem Kraftfahrzeug aufweist.

Des Weiteren ist bei dieser Variante der Modulbaugruppe 50 der Chiller 44 an einer Unterseite 128 des inneren Wärmetauschers 22 gehalten oder angeordnet. Dementsprechend ist auch das zweite Expansionsventil 40, über welches das dem Chiller 44 zugeführte Kältemittel entspannt wird, an der Unterseite 128 des inneren Wärmetauschers 22 angeordnet. An einer Schmalseite der Platte 94 grenzt bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise wenigstens eine weitere Komponenten der Modulbaugruppe 50, nämlich etwa die Sammeleinrichtung 54 und/oder das Trägerteil 92 mit dem weiteren Expansionsventil 90 und dem Absperrventil 76 an.

Außerdem weist die Platte 94 eine Oberseite 130 auf, welche in vorteilhafter Weise zur Unterbringung weiterer Komponenten der Modulbaugruppe 50 genutzt werden kann. Bei der in Fig. 4 schematisch gezeigten Variante der Modulbaugruppe 50 sind die Verteileinrichtung 14 sowie die beiden Rückschlagventile 62, 80 (vergleiche Fig. 1 ) an der Oberseite 130 der Platte 94 angeordnet. Vorzugsweise sind bei dieser Ausgestaltung sowohl der innere Wärmetauscher 22 als auch der Chiller 44 als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Des Weiteren können die Sammeleinrichtung 54 insbesondere in Form des hochdruckseitigen Kältemittelsammlers 56 (vergleiche Fig. 1) und die vorliegend als Mehrwegeventil ausgebildete Verteileinrichtung 14 an die gemeinsame Platte 94 montiert sein.

Blockanschlüsse zum Anschließen von Leitungen können direkt an die Modulbaugruppe 50 mit angelötet sein. Ein derartiger Blockanschluss kann insbesondere zwischen dem inneren Wärmetauscher 22 und der Verteileinrichtung 14 ausgebildet und in die Modulbaugruppe 50 integriert sein, beispielsweise im Bereich der Rückschlagventile 62, 80. Des Weiteren können die Rückschlagventile 62, 80 in den Blockanschluss integriert sein.

In Fig. 4 veranschaulicht ein erster gewinkelten Pfeil 132 schematisch einen Strömungsweg des verdichteten, heißen Kältemittels durch die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 und anschließend über das zweite Expansionsventil 40 in den Chiller 44. Durch einen weiteren gewinkelten Pfeil 134 ist in Fig. 4 der Rücklauf des Kältemittels von dem Chiller 44 über die Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 dargestellt.

Außerdem ist in Fig. 4 durch einen dritten gewinkelten Pfeil 136 ein möglicher Strömungsweg des Kältemittels im Absaugbetrieb des Kältemittelkreises 10 dargestellt. Demgemäß gelangt das Kältemittel über die Verteileinrichtung 14 und die Rückschlagventile 62, 80 hin zu der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 (vergleiche Fig. 1 ). Hierbei können Leitungslängen der in Fig. 1 gezeigten Leitung 38 sowie des Leitungszweigs 82 besonders kurz gehalten werden beziehungsweise nahezu entfallen. Denn aufgrund der kompakten Bauweise der Modulbaugruppe 50 sind die entsprechenden, von dem Kältemittel zurückzulegenden Wege in der Modulbaugruppe 50 besonders gering. In Fig. 5 ist der Kältemittelkreis 10 in einer Variante schematisch und ausschnittsweise gezeigt, in welcher die Modulbaugruppe 50 eine erste Umgehungsleitung 138 umfasst. Über diese erste Umgehungsleitung 138 kann das Kältemittel unter Umgehung der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 dem Chiller 44 zugeführt werden.

Eine derartige Betriebsweise ist dann sinnvoll, wenn an einer vorliegend zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittelsammler 56 und der Hochdruckseite 24 angeordneten Abzweigstelle der Kältemittelstrom auf die Umgehungsleitung 138 einerseits und zu dem ersten Expansionsventil 30 (vergleiche Fig. 1 ) hin aufgeteilt wird. Denn dann wird der Teilstrom des über das erste Expansionsventil 30 dem Verdampfer 32 zugeführten Kältemittels mittels des inneren Wärmetauschers 22 besonders stark unterkühlt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um eine Geräuschentwicklung zu unterdrücken, zu der es bei einer weniger starken Unterkühlung des Kältemittels im Bereich des Verdampfers 32 kommen kann.

Bei der in Fig. 6 ausschnittsweise gezeigten weiten Variante des Kältemittelkreises 10 kann die Modulbaugruppe 50 eine zweite Umgehungsleitung 140 umfassen, über welche Kältemittel beziehungsweise ein Teilstrom des Kältemittels unter Umgehung der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers dem Verdichter 12 des Kältemittelkreises 10 zugeführt werden kann. Dementsprechend wird das dem Verdichter 12 zugeführte Kältemittel weniger stark erhitzt, als dies bei einem Durchströmen der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 der Fall wäre.

Dies kann vorteilhaft sein, wenn es ansonsten zu einer unerwünscht starken Erhitzung des Kältemittels mittels des Verdichters 12 kommen würde. Eine sehr starke Erhitzung des Kältemittels kann nämlich insbesondere dazu führen, dass sich in dem Kältemittel enthaltenes Öl zersetzt und damit seine vormals gegebenen Eigenschaften verliert. Dies kann vermieden werden, indem die zweite Umgehungsleitung 140 genutzt wird. Bei der in Fig. 7 ausschnittsweise gezeigten weiteren Variante des Kältemittelkreises 10 weist die Modulbaugruppe 50 sowohl die erste Umgehungsleitung 138 als auch die zweite Umgehungsleitung 140 auf. Dann sind alle vorstehend erläuterten Vorteile im Betrieb des Kältemittelkreises 10 erreichbar.

Anhand von Fig. 8 sollen weitere Varianten des Kältemittelkreises 10 beziehungsweise der Modulbaugruppe 50 erläutert werden. Beispielsweise kann nämlich der Kältemittelkreis 10 wenigstens einen weiteren von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wärmeübertrager 142, 144, 146, 148 aufweisen. Ein derartiger, mittels der Kühlflüssigkeit kühlbarer Wärmeübertrager 142, 144, 146, 148 kann auch als direkter Kondensator bezeichnet werden. Insbesondere bei einer Ausbildung des weiteren Wärmeübertragers 142, 44, 146, 148 als Plattenwärmetauscher lässt sich dieser besonders gut an die Modulbaugruppe 50 anbinden beziehungsweise in die Modulbaugruppe 50 integrieren.

Beispielsweise kann der wenigstens eine Wärmeübertrager 142 gemäß Fig. 8 anstelle des mittels des Luftstroms gekühlten oder luftgekühlten Kondensators 16 vorgesehen sein. Der mit Kühlflüssigkeit beziehungsweise Kühlwasser gekühlte Wärmeübertrager 142 ist vorzugsweise in einen (vorliegend nicht gezeigten) Kühlflüssigkeitskreislauf eingebunden, welcher einen beispielsweise im Bereich eines Frontends des Kraftfahrzeugs angeordneten Kühler umfasst. In einem solchen Kühler kann die Kühlflüssigkeit durch die den Kühler überstreichende Umgebungsluft gekühlt werden. Der anstelle des Kondensators 16 vorgesehene Wärmeübertrager 142 kann gut in die Modulbaugruppe 50 integriert werden. Denn es braucht kein Überströmen des Wärmeübertragers 142 mit Luft vorgesehen zu werden, wie dies bei dem luftgekühlten Kondensator 16 der Fall ist.

In analoger Weise kann der wenigstens eine weitere Wärmeübertrager 144 anstelle des in Fig. 1 gezeigten Heizregisters 68 vorgesehen sein. Auch dieser wassergekühlte beziehungsweise mit Kühlflüssigkeit gekühlte Wärmeübertrager 144 lässt sich gut und einfach in die Modulbaugruppe 50 integrieren. Das mittels dieses Wärmeübertragers 144 erwärmte Kühlwasser kann beispielsweise verwendet werden, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs zu erwärmen.

Zusätzlich oder alternativ kann die Wärme, welche in die den Wärmeübertrager 144 durchströmende Kühlflüssigkeit eingebracht wird, genutzt werden um die Luft zu erwärmen, welche in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebracht wird. Zu diesem Zweck kann auch ein weiterer (vorliegend nicht gezeigter) Wärmeübertrager in den Kühlflüssigkeitskreislauf eingebunden sein, in welchem der in Fig. 8 gezeigte und als Heizeinrichtung nutzbare Wärmeübertrager 144 angeordnet ist beziehungsweise in welchen der Wärmeübertrager 144 eingebunden ist.

Zusätzlich oder alternativ kann der von der Kühlflüssigkeit durchströmbare zusätzliche Wärmeübertrager 146 stromaufwärts des luftgekühlten Kondensators 16 (vergleiche Fig. 1 ) angeordnet sein, wie dies in Fig. 8 schematisch veranschaulicht ist. Des Weiteren ist es möglich, den wenigstens einen weiteren von der Kühlflüssigkeit durchström baren Wärmeübertrager 148 stromabwärts des luftgekühlten Kondensators 16 anzuordnen (vergleiche Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 1 ).

Wenn ein derartiger indirekter Kondensator in Form des wenigstens einen Wärmeübertragers 146, 148 zusätzlich zu dem luftgekühlten Kondensator 16 vorgesehen ist, so dient dies insbesondere einer Leistungssteigerung im Hinblick auf das Kühlen des Kältemittels zum Zwecke des Verflüssigens des Kältemittels. Auch wenigstens ein derartiger zusätzlich zu dem luftgekühlten Kondensator 16 vorgesehener Wärmeübertrager 146, 148 kann sehr vorteilhaft in die Modulbaugruppe 50 integriert werden beziehungsweise an die Modulbaugruppe 50 angebunden werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Modulbaugruppe 50 zumindest den inneren Wärmetauscher 22, den Chiller 44 und das zweite Expansionsventil 40 umfasst. Insbesondere kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Modulbaugruppe 50 zusätzlich wenigstens eines der Rückschlagventile 62, 80 und/oder das Absperrventil 76 und/oder das weitere Expansionsventil 90 umfasst.

Darüber hinaus kann, wie dies beispielhaft in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt ist, die Modulbaugruppe 50 auch die Sammeleinrichtung 54 etwa in Form des hochdruckseitigen Kältemittelsammlers 56 oder des niederdruckseitigen Akkus 58 (vergleiche Fig. 1 ) umfassen.

Zusätzlich oder alternativ kann ein weiteres oder drittes Rückschlagventil 119 in die Modulbaugruppe 50 integriert sein. Das dritte Rückschlagventil 119 kann, wie dies in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, in einem von dem Kondensator 16 zu der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 führenden Leitungszweig 121 des Kältemittelkreises 10 angeordnet sein.

Hierbei ist das weitere oder dritte Rückschlagventil 119 stromaufwärts einer weiteren oder dritten Verzweigungsstelle 122 des Kältemittelkreises 10 angeordnet.

An der dritten Verzweigungsstelle 122 sind ein Leitungszweig 124 des Kältemittelkreises 10, in welchem das Absperrventil 76 angeordnet ist, und der Leitungszweig 121 zusammengeführt. Das Rückschlagventil 119 verhindert in einem Heizbetrieb des Kältemittelkreises 10, in welchem das Absperrventil 76 geöffnet ist, ein Abströmen des Kältemittels über den Leitungszweig 121 hin zu dem Kondensator 16.

Des Weiteren kann, wie dies etwa in Fig. 4 gezeigt ist, die Verteileinrichtung 14 in die Modulbaugruppe 50 integriert sein.

Mit Bezug auf Fig. 9 soll eine weitere Variante des Kältemittelkreises 10 beziehungsweise der Modulbaugruppe 50 erläutert werden. Demgemäß kann die Modulbaugruppe 50 ein weiteres oder viertes Expansionsventil 150 umfassen, mittels welchem das in einem Heizbetrieb von dem Heizregister 68 kommende Kältemittel entspannt werden kann, bevor das entspannte Kältemittel dem Kondensator 16 zugeführt wird. In diesem Fall wird der von Umgebungsluft überströmte oder durchströmte Kondensator 16 als Verdampfer betrieben, wobei der Umgebungsluftstrom, welcher in Fig. 1 durch den Pfeil 18 veranschaulicht ist, als Wärmequelle genutzt wird.

Im Unterschied zu der Variante gemäß Fig. 1 ist hierbei in dem Leitungszweig 121 nicht das Rückschlagventil 119 vorgesehen, sondern ein weiteres Absperrventil 152 oder Schaltventil. Auch dieses Absperrventil 152 kann in die Modulbaugruppe 50 integriert sein. Bei geschlossenem Absperrventil 152 gelangt das von dem Heizregister 68 kommende Kältemittel über die Verzweigungsstelle 122 und beispielsweise den hochdruckseitigen Kältemittelsammler 56 in einen Leitungszweig 154, in welchem das vierte Expansionsventil 150 angeordnet ist.

Der das vierte Expansionsventil 150 aufweisende Leitungszweig 154 mündet wieder in den an den Kondensator 16 angeschlossenen Leitungszweig 121 ein. Über diesen Leitungszweig 121 gelangt somit das mittels des vierten Expansionsventils 150 entspannte Kältemittel in den Kondensator 16 (vergleiche Fig. 1 ), welcher bei dieser Betriebsweise des Kältemittelkreises 10 als Verdampfer betrieben wird.

Von dem Kondensator 16 gelangt das Kältemittel über den bei dieser Betriebsweise als Eingang dienenden dritten Ausgang 86 der Ventileinrichtung 14 in die Ventileinrichtung 14 und über den zweiten Ausgang 84 und das Rückschlagventil 80 zu der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22. Das die Niederdruckseite 26 verlassende Kältemittel wird dann wieder dem Verdichter 12 zugeführt.

Gemäß einer ersten in Fig. 9 gezeigten Variante zweigt der Leitungszweig 154 stromaufwärts der Hochdruckseite 24 von einem Leitungszweig 156 ab, in welchen die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 eingebunden ist. Bei dieser Variante wird demnach die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 umgangen und das dem Kondensator 16 zugeführte Kältemittel wird folglich weniger stark unterkühlt, als dies bei einem Durchströmen der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers

22 der Fall wäre.

Bei einer weiteren in Fig. 9 gezeigten Variante zweigt demgegenüber der Leitungszweig 154 stromabwärts der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 von dem Leitungszweig 156 ab. Dann wird das dem vierten Expansionsventil 40 zugeführte Kältemittel stärker unterkühlt. Dies kann im Hinblick auf eine weitergehende Wärmeaufnahme aus dem Umgebungsluftstrom vorteilhaft sein.

Bei Nutzung des in den Leitungszweig 154 eingebundenen vierten Expansionsventils 150 zum Entspannen des dem Kondensator 16 zugeführten Kältemittels ist ein Luftwärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 realisierbar, in welchem die Umgebungsluft als Wärmequelle dient.

In Fig. 10 ist stark schematisiert eine mögliche Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers 22 gezeigt. Hierbei weist der innere Wärmetauscher 22 ein sehr hohes Verhältnis einer Länge 100 zu einer Breite und Höhe beziehungsweise einem Durchmesser des inneren Wärmetauschers 22 auf. Beispielsweise kann gemäß Fig. 10 der innere Wärmetauscher 22 nach Art eines Koaxialrohr-Wärmetauschers ausgebildet sein, welcher ein erstes Rohr 102 umfasst, das innerhalb eines zweiten Rohres 104 angeordnet ist.

Hierbei kann eines der beiden Rohre 102, 104, etwa das zweite Rohr 104 der Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 zugehörig sein. Dann ist das andere der beiden Rohre 102, 104, also das erste Rohr 102, der Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 zugehörig.

Dementsprechend weist vorliegend das erste Rohr 102 einen niederdruckseitigen Vorlauf 106 auf, an welchem das Kältemittel in die Niederdruckseite 26 des inneren Wärmetauschers 22 einströmt.

An der in Richtung der Länge 100 des inneren Wärmetauschers 22 gegenüberliegenden Seite weist das erste Rohr 102 des inneren Wärmetauschers 22 einen Rücklauf 108 auf, von welchem aus das Kältemittel zu dem Verdichter 12 gelangt (vergleiche Fig. 1 ). In analoger Weise weist das der Hochdruckseite 24 zugehörige zweite Rohr 104 einen Vorlauf 110 auf, welcher in Bezug auf die Länge 100 im Bereich des niederdruckseitigen Rücklaufs 108 angeordnet ist. Und auch das zweite Rohr 104 weist einen hochdruckseitigen Rücklauf 112 auf, an welchem das Kältemittel die Hochdruckseite 24 des inneren Wärmetauschers 22 verlässt (vergleiche Fig. 1 ). Der hochdruckseitige Rücklauf 112 ist hierbei in Bezug auf die Länge 100 des inneren Wärmetauschers 22 im Bereich des niederdruckseitigen Vorlaufs 106 angeordnet.

Ein derartiger, im Wesentlichen nach Art eines Koaxialrohrs ausgebildeter innerer Wärmetauscher 22 ist insbesondere dann vorteilhaft verwendbar, wenn der Kältemittelkreis 10 in ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine integriert ist. Denn dann ist zwischen dem üblicherweise im Bereich eines Frontends oder Frontbereichs des Kraftfahrzeugs angeordneten Kondensator 16 (vergleiche Fig. 1 ) und dem Klimagerät 70 ein vergleichsweise großer Bauraum zur Unterbringung des die vergleichsweise große Länge 100 aufweisenden inneren Wärmetauschers 22 vorhanden.

Gemäß Fig. 11 kann der innere Wärmetauscher 22 vorteilhaft auch als Plattenwärmetauscher ausgebildet sein, bei welchem das Verhältnis der Länge 100 zu einer Höhe 114 sowie das Verhältnis der Länge 100 zu einer Breite 116 (vergleiche Fig. 12) des Plattenwärmetauschers gering ist. Der als Plattenwärmetauscher ausgebildete innere Wärmetauscher 22 ist daher sehr vorteilhaft in einen kompakten und üblicherweise stark verzweigten Kältemittelkreis 10 eines als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs integrierbar. Des Weiteren ist bei einem solchen Plattenwärmetauscher die übertragbare Wärmeleistung sehr hoch, und es liegt dementsprechend ein hoher Austauschgrad vor.

Gemäß Fig. 11 weist der Plattenwärmetauscher eine Mehrzahl von hochdruckseitigen Platten 118 und eine Mehrzahl von niederdruckseitigen Platten 120 auf, welche aufeinander gestapelt sind. In Fig. 11 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige der hochdruckseitigen Platten 118 sowie einige der niederdruckseitigen Platten 120 mit einem Bezugszeichen versehen.

Aus der Draufsicht auf den Plattenwärmetauscher gemäß Fig. 12 ist ersichtlich, dass der hochdruckseitige Vorlauf 110 und der niederdruckseitige Rücklauf 108 (entsprechend der Darstellung in Fig. 10) bezogen auf die Länge 100 in einem ersten Endbereich oder Randbereich des Plattenwärmetauschers angeordnet sein können. Demgegenüber können in einem gegenüberliegenden Endbereich oder Randbereich des Plattenwärmetauschers der niederdruckseitige Vorlauf 106 sowie der hochdruckseitige Rücklauf 112 angeordnet sein.

Gemäß der in Fig. 13 gezeigten Ausgestaltung, kann der Plattenwärmetauscher als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildet sein. Dementsprechend sind die von dem hochdruckseitigen Vorlauf 110 zu dem hochdruckseitigen Rücklauf 112 gerichtete Strömung und die von dem niederdruckseitigen Vorlauf 106 zu dem niederdruckseitigen Rücklauf 108 gerichtete Strömung einander entgegengesetzt.

Demgegenüber ist der in Fig. 14 gezeigte und als Plattenwärmetauscher ausgebildete innere Wärmetauscher 22 als Gleichstrom-Wärmetauscher ausgebildet. Folglich sind hier der hochdruckseitige Vorlauf 110 sowie der niederdruckseitige Vorlauf 106 in Richtung der Länge 100 in einem ersten Randbereich des inneren Wärmetauschers 22 angeordnet. Und sowohl der niederdruckseitige Rücklauf 108 als auch der hochdruckseitige Rücklauf 112 sind in dem in Richtung der Länge 100 gegenüberliegenden Randbereich des Plattenwärmetauschers angeordnet.

Bei der in Fig. 15 gezeigten Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers, durch welchen der innere Wärmetauscher 22 bereitgestellt ist, ist der Plattenwärmetauscher als Kreuzstrom-Wärmetauscher ausgebildet. Hierbei liegen sich der hochdruckseitige Vorlauf 110 und der hochdruckseitige Rücklauf 112 beispielsweise in Richtung der Länge 100 gegenüber.

Demgegenüber liegen sich der niederdruckseitige Vorlauf 106 und der niederdruckseitige Rücklauf 108 beispielsweise in Richtung der Breite 116 des Plattenwärmetauschers gegenüber.

Es können auch Kombinationen der in Fig. 13 bis Fig. 15 schematisch gezeigten Strömungsrichtungen in dem als Plattenwärmetauscher ausgebildeten inneren Wärmetauscher 22 vorliegen. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Modulbaugruppe 50 ein hochintegrierter, kompakter innerer Wärmetauscher 22 insbesondere als Teileträger bereitgestellt werden kann.