Kühlmittelbehälter für Kühlzwecke. Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlmittelbehälter für Kühlzwecke, der ein gefrierbares Kühlmittel enthält und der mit gewellter Oberfläche versehen ist. Es ist be kannt, Kühlmittelbehälter zwecks Vergrösse rung der Wärmeaufnahme- bezw. Wärme abgabefähigkeit mit aufgesetzten Rippen zu versehen.
Ein derartiger kastenförmiger, also mit ebenen; Seitenwänden und mit aufge setzten Rippen versehener Behälter bietet zwar denn Vorteil einer starken Wärme aufnahme während des Betriebes des Kühl schrankes, gewährleistet aber noch nicht eine möglichst weitgehende gonstanthaltung die ser Kühlwirkung. In dem Masse, in dem sich nämlich während des Auftauens die Ober fläche des gefrorenen Kühlmittels im Innern des gühlmittelbehälters verkleinert, verrin gert sich auch die Kühlwirkung des Behäl ters.
Diese Verringerung kann durch die wärmeleitende Funktion der aufgesetzten Rippen nicht verhindert werden. Eine mög- lichst weitgehende Konstanthaltung der Kühlkraft des gühlmittelbehälters ist jedoch von ausschlaggebender Bedeutung, nicht allein für die Konstanthaltung der Tempera tur im Nutzraum des Kühlschrankes, son dern auch für die Konstanthaltung der rela tiven Luftfeuchtigkeit in den Grenzen, -die für das Kühlgut am günstigsten sind.
Be sonders in dem in Betracht kommenden Be reich zwischen 2 und 3 C ändert sich die relative Luftfeuchtigkeit, bezogen auf eine Endtemperatur von 7 C, schon um etwa 6 Aus den erwähnten Gründen ist es vor teilhaft, dem gühlmittelbehälter eine solche Form zu geben, dass seine Oberfläche mög lichst gross ist und dass ein möglichst kleiner Verlust der Oberfläche des gefrorenen Kühl mittelteils beim Auftauen des im Behälter enthaltenen Kühlmittels auftritt.
In Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt; die Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Füllung im Beispiel gefriert und auf taut, während die Fig. 3 und 4 einen bekann ten Behälter zeigen.
In Fig. 1 und 2 weist der Behälter eine gewellte Oberfläche auf.
Die Wellen der einander gegenüberliegen den Seitenwände e. d des Behälters sind ge geneinander derart versetzt, dass jeweils eine Erhebung a der einen Seitenwand mit einer Vertiefung b der andern Seitenrand zusam- menfällt, so da.ss die Erhebungen der einen Seitenwand den Vertiefungen der andern Sei tenwand gegenüberliegen.
Durch die Verset zung der Wellen gegeneinander wird ein Aus frieren der gefrierbaren Füllung in der Eis- erzeugungsanla.ge gleichmässig von unten nach oben gewährleistet und ein Auseinan- derplatzen des Behälters beim Ausfrieren verhindert. Da sich die Wellung der Seiten wände e, d des Behälters auch der gefrorenen Füllung, z.
B. dem Eis, mitteilt, behält der Eisblock beim Abtauen eine grosse Ober fläche, und die Temperatur des Schmelzwas sers bezw. des Kühlmittels wird während des ganzen Schmelzprozesses bezw. Kühlpro zesses im Eisschrank nahe bei 0 G bezw. einer entsprechenden Temperatur des Kühl mittels liegen. Hierdurch wird eine hohe spe zifische Leistung des Luftkühlers während der ganzen Kühldauer im Eisschrank ge währleistet.
Die besonders hohe Konstanz der Kühlwirkung lässt sich durch folgenden Vergleich veranschaulichen: Ein Eiskörper in Würfelform mit einem Gewicht von 4 lig hat eine Oberfläche von etwa 0,163 m\. Dem gegenüber hat ein entsprechender Würfel im Gewicht von 0,2 kg eine Oberfläche von nur 0,023 m2. Der Flächenverlust beim Abtauen eines Eiswürfels von 4 kg auf 0,2 kg würde dementsprechend 86ö betragen.
Ein Eiskör per, der dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Behälter in seiner äussern Formgebung ent spricht und ein Gewieht von 4 kg hat, hat eine Oberfläche von etwa 0,4 m2. Ein ent sprechender Eiskörper im Gewicht von 0,2 kg hat eine Oberfläche von 0,34 m\. Der Flä chenverlust beim Abtauen dieses Eiskörpers von 4 kg auf 0;2 lkg würde dementsprechend nur 15;o betragen. Aus diesem geringen Flä chenverlust des der Fig. 1 und 2 entspre chenden Eiskörpers ergibt sich die äusserst hohe Konstanz der Kühlwirkung.
Der Vorteil einer solchen Formgebung des Kühlmittelbehälters tritt besonders her vor, wenn man das Einfrieren und Ausfrie ren eines derartigen Behälters mit den be kannten Behältern vergleicht, die beispiels weise mit Rippen versehen, die aber nicht gegeneinander versetzt sind. Bei einem Kühl mittelbehälter nach bekannter Ausführung - wie zum Beispiel in den Fig. 3 und 4 dar gestellt -wird die Eisschicht. e, von aussen beginnend, immer stärker. Die Vertiefungen jeder Seite werden bald durch die Eisschicht verbunden. Es entsteht dann - wie aus Fig. 3 ersichtlich - ein mit Wasser gefüll ter Raum H.
Da sich das zu gefrierende Nasser beim Übergang aus dem flüssigen in den festen Aggregatzustand ausdehnt (diese Ausdehnung ist bei -Wasser sehr erheblich), wird, sobald die Spitzen zusammenkommen, ein Druck entstehen, der beim weiteren Aus frieren den Eisbehälter zersprengt. Es ent stehen, wenn die beiden Eisschichten einan der mit der Spitze berühren, voneinander ganz getrennte Hohlräume, so dass eine grosse Druckerhöhung sich ausbilden kann.
Wird der Gefrierprozess unterbrochen und die restliche Flüssigkeit nicht ausgefroren, dann ist das Wärmeaufnahmevermögen des Eisbehälters in bezug auf seine Füllung ge ringer, als wenn die Flüssigkeit voll ausge froren ist.
Selbst wenn man eine Füllung verwen det, die weniger beim Übergang in den festen Zustand expandiert, ist immer noch mit sehr starken Drücken zu rechnen, die mit der Zeit den Eisbehälter zerstören. Durch die wech selnde MTirkung der gespannten und unge- spannten Flüssigkeit auf die Seitenwände des Eisbehälters wird das biaterial des Be hälters erlahmen.
Abgesehen von diesen angeführten Nach teilen besteht ein weiterer Nachteil des Be hälters gemäss Fig. 3, 4 darin, dass der Eis körper seinen Zusammenhalt nach einer ge- wissen Abtauzeit verliert. Der Abtauprozess ist in der Fig. 4 dargestellt. Gemäss Fig. 4 besteht der Zusammenhang schon nicht mehr voll und ganz. Die Folge davon ist, dass die Eisstangen S infolge des Unterschiedes der Gewichte, bezogen auf Flüssigkeit und ge frorene Masse, hochsteigen und sich an der Oberfläche der Flüssigkeit zusammenballen, wodurch die Wirksamkeit der durch die Flüssigkeit berührten Fläche der gefrorenen Masse geringer wird.
Die Temperatur der Flüssigkeit und somit die Temperatur der Oberfläche des Kühlkörpers erhöht sich stark und die Kühlwirkung ist nicht mehr ausrei chend.
Bei dem Beispiel wird, an den Seitenwän den c, d beginnend, die Eisschicht e beim Gefrieren der Flüssigkeit immer stärker und der Wasserraum f immer kleiner. Die Spit zen: der Eisschicht der einen Seitenwand der Ummantelung zeigen in die Lücken der Eis schicht der andern Seitenwand. Es bilden sich keine geschlossenen Wasserräume, wie Fig. 5 zeigt. Ein Zusammenstossen der Eis zähne mit den Eislücken erfolgt, ohne dass eine wesentliche Drucksteigerung der Fül lung bewirkt wird. Ohne Gefahr für die Konstruktion lässt sich die Füllung restlos ausfrieren.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, bleibt der Zusammenhang des gefrorenen Füllungs teils e und somit ein Maximum der Kühlflä che derselben fast bis zum vollständigen Auf tauen der Füllung gewährleistet.
Da keinerlei Drücke von Bedeutung beim Ausfrieren der Füllung auftreten, kann die Wanddicke des Kühlbehälters bedeutend ge ringer sein als die Wanddicke des Eisbehäl ters nach Fig. 3, 4. Der Kühlbehälter gemäss Fig. 1, 2 hat also gegenüber dem Eisbehäl ter gemäss Fig. 3, 4 erstens einen konstruk- tiven Vorteil in bezug auf die Materialerspar nis und zweitens einen wärmeteehnischen Vorteil.
Der Kühlbehälter gemäss Fig. 1, 2 braucht bei wiederholter Benutzung nicht jedesmal von neuem gefüllt zu werden, vielmehr ge nügt es auch, wenn er nur einmalig gefüllt, entlüftet bezw. evakuiert und dann verschlos sen wird, so dass die Flüssigkeit wiederholt bezw. dauernd verwendet werden kann. Die Luft kann auch durch einmaliges Kochen ausgetrieben werden. Bei der Verwendung solcher nur einmalig gefüllter, allseitig ver schlossener Eis- bezw. Kühlmittelbehälter wird sehr viel Zeit, Material und Arbeits kraft erspart.
Coolant containers for cooling purposes. The invention relates to a coolant container for cooling purposes, which contains a freezable coolant and which is provided with a corrugated surface. It is known to coolant tank for the purpose of enlarging the heat absorption respectively. To provide heat dissipation with attached ribs.
Such a box-shaped, so with flat; Side walls and with attached ribs provided container offers the advantage of strong heat absorption during operation of the refrigerator, but does not guarantee that this cooling effect is kept constant as far as possible. To the extent that the surface area of the frozen coolant inside the coolant container is reduced during thawing, the cooling effect of the container also decreases.
This reduction cannot be prevented by the heat-conducting function of the attached ribs. Keeping the cooling power of the coolant container as constant as possible is of crucial importance, not only for keeping the temperature in the usable space of the refrigerator constant, but also for keeping the relative humidity constant within the limits, which is most favorable for the refrigerated goods are.
Especially in the range between 2 and 3 C, the relative humidity changes by about 6, based on a final temperature of 7 C its surface is as large as possible and that the smallest possible loss of the surface of the frozen coolant occurs when the coolant contained in the container is thawed.
In Fig. 1 and 2 of the drawing, an embodiment of the subject invention is shown; 5 and 6 show how the filling freezes and thaws in the example, while FIGS. 3 and 4 show a well-known container.
In Figures 1 and 2 the container has a corrugated surface.
The waves of the opposite side walls e. d of the container are offset from one another in such a way that an elevation a on one side wall coincides with a depression b on the other side edge, so that the elevations on one side wall are opposite the depressions on the other side wall.
The offset of the shafts from each other ensures that the freezable filling in the ice-making system freezes evenly from bottom to top and prevents the container from bursting apart when it freezes. Since the corrugation of the sides walls e, d of the container and the frozen filling, z.
B. the ice, the ice block retains a large surface when defrosting, and the temperature of the Schmelzwas sers BEZW. the coolant is BEZW during the whole melting process. Kühlpro process in the refrigerator close to 0 G respectively. a corresponding temperature of the cooling means lie. This ensures a high specific performance of the air cooler during the entire cooling period in the refrigerator.
The particularly high constancy of the cooling effect can be illustrated by the following comparison: A body of ice in the shape of a cube weighing 4 liters has a surface area of around 0.163 m \. In contrast, a corresponding cube weighing 0.2 kg has a surface area of only 0.023 m2. The loss of area when defrosting an ice cube from 4 kg to 0.2 kg would accordingly be 86 °.
An Eiskör which corresponds to the container shown in Fig. 1 and 2 in its external shape and has a weight of 4 kg, has a surface area of about 0.4 m2. A corresponding body of ice weighing 0.2 kg has a surface area of 0.34 m \. The loss of area when thawing this body of ice from 4 kg to 0.2 lkg would accordingly be only 15.0. The extremely high constancy of the cooling effect results from this small area loss of the ice body corresponding to FIGS. 1 and 2.
The advantage of such a shape of the coolant container occurs especially before when you compare the freezing and Ausfrie ren such a container with the known containers that are provided, for example, with ribs, but which are not offset against each other. In a coolant container according to a known design - as shown, for example, in FIGS. 3 and 4 represents - the layer of ice is. e, starting from the outside, always stronger. The depressions on each side are soon connected by the layer of ice. It then arises - as can be seen from Fig. 3 - a filled with water ter space H.
Since the water to be frozen expands during the transition from the liquid to the solid aggregate state (this expansion is very considerable with -water), as soon as the peaks come together, a pressure will arise which will burst the ice container if it continues to freeze. When the two layers of ice come into contact with one another with the tip, completely separate cavities arise, so that a great increase in pressure can develop.
If the freezing process is interrupted and the remaining liquid is not frozen out, then the heat absorption capacity of the ice container in relation to its filling is lower than when the liquid is completely frozen out.
Even if you are using a filling that expands less during the transition to the solid state, very strong pressures can still be expected, which will destroy the ice container over time. Due to the alternating action of the tensioned and unstressed liquid on the side walls of the ice container, the biaterial of the container will weaken.
Apart from these stated disadvantages, another disadvantage of the container according to FIGS. 3, 4 is that the ice body loses its cohesion after a certain defrosting time. The defrosting process is shown in FIG. According to FIG. 4, the relationship no longer fully exists. The consequence of this is that the ice sticks S rise as a result of the difference in weights, based on the liquid and the frozen mass, and clump together on the surface of the liquid, whereby the effectiveness of the surface of the frozen mass in contact with the liquid is reduced.
The temperature of the liquid and thus the temperature of the surface of the heat sink increases sharply and the cooling effect is no longer sufficient.
In the example, starting at the sidewalls c, d, the layer of ice e becomes stronger and stronger and the water space f becomes smaller and smaller as the liquid freezes. The tips: the ice layer on one side wall of the casing point into the gaps in the ice layer on the other side wall. No closed water spaces are formed, as FIG. 5 shows. The ice teeth collide with the ice gaps without causing a substantial increase in pressure in the filling. The filling can be completely frozen out without endangering the construction.
As can be seen from Fig. 6, the relationship of the frozen filling remains part e and thus a maximum of the Kühlflä surface of the same almost guaranteed to thaw the filling completely.
Since no pressures of any importance occur when the filling freezes out, the wall thickness of the cooling container can be significantly lower than the wall thickness of the Eisbehäl age according to Fig. 3, 4. The cooling container according to Fig. 1, 2 therefore has compared to the Eisbehäl ter according to Fig. 3, 4, firstly, a constructive advantage in terms of material savings and, secondly, a thermal-technical advantage.
The cooling container according to FIG. 1, 2 does not need to be filled every time with repeated use, rather ge it is sufficient if it is filled only once, vented or. evacuated and then closed so that the liquid repeatedly BEZW. can be used continuously. The air can also be expelled by boiling once. When using such only once filled, ver closed ice and ice. Coolant tank saves a lot of time, material and labor.