CH718001A1

CH718001A1 - Kühlgerät mit einem Schalldämpfer im Wärmepumpenkreislauf.

Info

Publication number: CH718001A1
Application number: CH00349/22A
Authority: CH
Inventors: Bachmann Adrian; Lantody Matyas
Original assignee: V Zug Ag
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-07-15

Abstract

Ein Kühlgerät, insbesondere ein Kühlschrank oder ein Tiefkühlschrank, umfasst einen Nutzraum (7) und eine Wärmepumpe mit einem im Wärmepumpenkreislauf zirkulierenden Kältemittel. Zwischen Kompressor (1) und Verflüssiger (2) ist ein Schalldämpfer (8) angeordnet, welcher als A/4-Resonator ausgestaltet ist.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere einen Kühlschrank oder einen Tiefkühlschrank. Das Kühlgerät umfasst einen Nutzraum und eine Wärmepumpe mit einem Wärmepumpenkreislauf. Innerhalb des Wärmepumpenkreislaufs zirkuliert ein Kältemittel. Die Wärmpumpe umfasst die üblichen Komponenten Kompressor und Verflüssiger.

Hintergrund

[0002] Kühlgeräte, insbesondere Haushaltskühlschränke, werden mittels einer Wärmepumpe gekühlt. Eine Wärmpumpe umfasst einen Verdichter, eine Drossel, einen Verdampfer und einen Verflüssiger. Innerhalb der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel. Das Kältemittel verdampft im Verdampfer aufgrund des Wärmetransfers vom Nutzraum zum Verdampfer. Das gasförmige Kältemittel wird im Kompressor verdichtet, sodass am Verflüssiger Wärme an die Umgebung abgegeben werden kann.

[0003] Die Hubbewegungen des Kompressors verursachen Lärmemissionen, oftmals verursacht durch die zyklische Kompression des gasförmigen Kältemittels. Insbesondere durch die moderne Bauweise von offenen Küchen in Wohnungen und Häusern wirken sich die Lärmemissionen in den Wohnraum aus. Kühlgeräte mit niedrigen Lärmemissionen sind deshalb erwünscht.

Darstellung der Erfindung

[0004] Es stellt sich die Aufgabe, ein Kühlgerät mit reduzierten Lärmemissionen bereitzustellen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.

[0006] Demgemäss umfasst ein Kühlgerät, insbesondere ein Haushaltskühlgerät, ein Kühlschrank oder ein Tiefkühlschrank, einen Nutzraum zur Aufbewahrung von zu kühlenden Gegenständen. Der Nutzraum wird von einer Wärmepumpe gekühlt. Die Wärmepumpe umfasst einen Wärmepumpenkreislauf, in welchem ein Kältemittel zirkuliert. Wie üblich umfasst die Wärmepumpe zumindest einen Kompressor und einen Verflüssiger. Die Wärmepumpe umfasst zudem einen Schalldämpfer. Ein Schalldämpfer ist eine Vorrichtung zur Verminderung von Schallemissionen.

[0007] Durch einen Schalldämpfer können Lärmemissionen, welche durch die Hubbewegungen des Kompressors entstehen, gezielt gedämpft werden. Dadurch werden die Lärmemissionen des Kühlgeräts insgesamt geringer und das Kühlgerät kann auch in geräuschempfindlicheren Umgebungen eingesetzt werden.

[0008] Insbesondere ist die Wärmepumpe derart ausgestaltet, dass der Schalldämpfer vom Kältemittel, insbesondere in einem gasförmigen Zustand, durchströmt wird. Beispielsweise ist der Schalldämpfer im Wärmepumpenkreislauf zwischen Kompressor und Verflüssiger angeordnet.

[0009] Durch die Hubbewegungen des Kompressors und die daraus entstehenden zyklischen Druckstösse werden Geräusche über den Wärmepumpenkreislauf auf andere Bauteile der Wärmepumpe oder auf andere Bauteile des Kühlgeräts übertragen. Diese Bauteile beginnen zu schwingen und Lärm entsteht. Ist der Schalldämpfer im Kältemittelkreislauf integriert, bzw. wird der Schalldämpfer vom Kältemittel durchströmt, so können vom Kältemittel übertragene Geräusche vermindert bzw. eliminiert werden. Eine Schallübertragung zwischen einzelnen Komponenten der Wärmepumpe wird dadurch reduziert bzw. verhindert. So wird beispielsweise verhindert, dass Geräusche vom Kompressor auf den Verflüssiger und von diesem auf das Gehäuse des Kühlgeräts übertragen werden.

[0010] Mit Vorteil ist der Schalldämpfer vom Kompressor beabstandet und/oder der Schalldämpfer ist ausserhalb des Kompressors angeordnet. Der Schalldämpfer ist somit nicht Bestandteil des Kompressors selbst, sondern er dämpft Geräusche ausserhalb des Kompressors. Dies realisiert die Idee, den Lärm nicht nur an seiner Quelle zu dämpfen, sondern auch an Stellen, an welchen Lärm übertragen wird.

[0011] Vorteilhaft ist die Wärmepumpe derart ausgestaltet, dass das Kältemittel vom Kompressor in eine erste Zirkulationsleitung des Kältemittelkreislaufs, von der ersten Zirkulationsleitung in den Schalldämpfer, vom Schalldämpfer in eine zweite Zirkulationsleitung des Kältemittelkreislaufs und von der zweiten Zirkulationsleitung in den Verflüssiger strömt. Der Schalldämpfer ist somit bevorzugt zwischen dem Kompressor und dem Verflüssiger angeordnet, aber zu beiden Bauteilen jeweils beabstandet. Zwischen dem Schalldämpfer und den Bauteilen ist jeweils ein Abschnitt der Zirkulationsleitung vorhanden. Um den Ölhaushalt vereinfacht zu gestalten wird der Schalldämpfer bevorzugt so ausgerichtet, dass flüssiges Öl sich nicht in einer Vertiefung oder einer taschenähnlichen Geometrie ansammeln kann.

[0012] Insbesondere ist der Schalldämpfer als Hohlkammer-Resonator oder als Interferenz-Dämpfer, insbesondere als Abzweig-Resonator, ausgestaltet. Vorteilhaft kann der Schalldämpfer als A/4-Resonator ausgestaltet sein. Solche Schalldämpfer können starken mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen dauerhaft standhalten und ohne spezielle Absorptions-Materialien auskommen. Ihre Wirkung verdanken sie überwiegend verschiedenen Interferenz-Mechanismen, die eine Reflexion der Schallenergie zur Quelle hervorrufen.

[0013] Insbesondere umfasst der Schalldämpfer mehrere Hohlkammern, insbesondere Hohlkammern unterschiedlicher Längen. Schalldämpfer der beschriebenen Art wirken relativ schmalbandig. Aus diesem Grund kann es von Vorteil sein, mehrere Hohlkammern unterschiedlicher Längen neben- oder hintereinander zu kombinieren. Sofern es die Platzverhältnisse nicht zulassen und die Dämpfung weniger ausgeprägt ausfallen darf, kann der Q-Faktor zugunsten der Bandbreite reduziert werden.

[0014] Mit Vorteil erfolgt die stärkste Dämpfung durch den Schalldämpfer im Bereich von 200 bis 300 Hz, oder 250 bis 350 Hz, oder 300 bis 400 Hz, oder 350 bis 500 Hz, oder 400 bis 600 Hz. Dadurch wird diejenige Frequenz gedämpft, welche bei im Kühlgerät vorhandenen Bauteilen, beispielsweise der Tauwasserschalen, Verflüssiger, oder anderweitigem Körperschall, die stärksten Lärmemissionen verursachen würden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0015] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kühlgeräts mit einer Wärmepumpe; Fig. 2 einen A/4-Resonator, welcher zwischen Kompressor und Verflüssiger eingebaut ist.

Weg zur Ausführung der Erfindung

[0016] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Haushaltskühlschranks mit einer Wärmepumpe. Die Wärmepumpe umfasst einen Kompressor 1, einen Verflüssiger 2, eine Drossel 3 und einen Verdampfer 4. Dieses sind die Hauptkomponenten 1-4 der Wärmepumpe. Ein Kältemittel strömt in gezeigter Pfeilrichtung im Gegenuhrzeigersinn zwischen den vier Hauptkomponenten 1-4. Dies stellt den Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe dar. Vom Verdampfer 4, über den Kompressor 1 bis zum Verflüssiger 2 strömt das Kältemittel in gasförmigen Zustand. Im Verflüssiger 2 kondensiert das Kältemittel und strömt in flüssigem Zustand durch die Drossel 3 und weiter bis zum Verdampfer 4. Im Verdampfer 4 wird das Kältemittel erwärmt und verdampft.

[0017] Dem Verflüssiger 2 ist ein Umgebungsluftventilator 5 und dem Verdampfer 4 ein Kühlluftventilator 6 zugeordnet. Der Kühlluftventilator 6 unterstützt durch erzwungene Konvektion den Wärmetransfer von einem Nutzraum 7 zum Verdampfer 4 und der Umgebungsluftventilator 5 unterstützt den Wärmetransfer vom Verflüssiger 2 zu einer Umgebung. Der durch die Ventilatoren 5 und 6 erzwungene Luftstrom vermischt sich dabei nicht mit dem Medium des Kältemittelkreislaufs, sondern überträgt die Wärme über Wärmetauscher. Beim Nutzraum 7 handelt es sich um einen beliebigen Raum, dessen Temperatur im Betriebszustand in einem durch die Ausgestaltung des Kühlgeräts spezifizierten Temperaturbereich liegen kann, wobei die Temperatur im Nutzraum 7 niedriger ist als in der Umgebung.

[0018] Erfindungsgemäss weist die Wärmepumpe einen Schalldämpfer 8 auf. Der Schalldämpfer 8 ist im Kältemittelkreislauf zwischen dem Kompressor 1 und dem Verflüssiger 2 angeordnet und wird von gasförmigem Kältemittel durchströmt. Der Schalldämpfer 8 ist vom Kompressor 1 und vom Verflüssiger 2 beabstandet, d.h. ausserhalb des Kompressors angeordnet. Zwischen dem Kompressor 1 und dem Verflüssiger 2 könnte der Schalldämpfer 8 auch jede andere beliebige Position einnehmen. Das Kältemittel strömt vom Kompressor 1 durch eine erste Zirkulationsleitung 9, durch den Schalldämpfer 8, durch eine zweite Zirkulationsleitung 10 und anschliessend in den Verflüssiger 2.

[0019] Die Anordnung des Schalldämpfers 8 zwischen dem Kompressor 1 und dem Verflüssiger 2 ermöglicht die Dämpfung derjenigen Schallwellen, welche über das Kältemittel vom Kompressor 1 zum Verflüssiger 2 übertragen werden. Am Verflüssiger 2 oder an anderen mit dem Verflüssiger 2 verbundenen Bauteilen treten deshalb nur reduzierte Lärmemissionen auf.

[0020] Die Fig. 2 zeigt den Schalldämpfer 8 in detaillierter Ansicht. Das gasförmige Kältemittel strömt von der ersten Zirkulationsleitung 9 in den Schalldämpfer 8 und verlässt den Schalldämpfer 8 in die zweite Zirkulationsleitung 10.

[0021] Die Hauptleitung 11 des Schalldämpfers 8 ist radial von einer abzweigenden Hohlkammer 12 umgeben. In dieser Hohlkammer 12 werden die Schallwellen reflektiert, was zu einer Dämpfung der von dem Kältemittel übertragenen Geräusche führt. Der dargestellte Schalldämpfer 8 ist ein sogenannter A/4-Resonator mit einer einzelnen Hohlkammer 12. Der Schalldämpfer dämpft Schallwellen optimal im Bereich von 300 Hz.

[0022] Falls Schallwellen in einem grösseren Frequenzspektrum gedämpft werden sollten, könnten mehrere solcher Hohlkammern 12 am Schalldämpfer 8 angeordnet werden oder der Q-Faktor zugunsten der Bandbreite reduziert werden, dies unter Reduktion der maximalen Attenuierungswerten.

[0023] Mögliche Dimensionen des Schalldämpfers 8 sind: L1= 10 mm; LSD = 80 mm; D11= 4.85 mm mit Wandstärke 0.7 mm; D12= 13 mm mit Wandstärke 1 mm; D13= 20 mm mit Wandstärke 1 mm.

[0024] Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

1. Kühlgerät, insbesondere ein Kühlschrank oder ein Tiefkühlschrank, umfassend – einen Nutzraum (7), – eine Wärmepumpe mit einem im Wärmepumpenkreislauf zirkulierenden Kältemittel, weiter umfassend einen Kompressor (1) und einen Verflüssiger (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe einen Schalldämpfer (8) aufweist.

2. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wärmepumpe derart ausgestaltet ist, dass der Schalldämpfer (8) vom Kältemittel, insbesondere in einem gasförmigen Zustand, durchströmt wird.

3. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer (8) im Wärmepumpenkreislauf zwischen Kompressor (1) und Verflüssiger (2) angeordnet ist.

4. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer (8) vom Kompressor (1) beabstandet ist und/oder ausserhalb des Kompressors (1) angeordnet ist.

5. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wärmepumpe derart ausgestaltet ist, dass das Kältemittel vom Kompressor (1) in eine erste Zirkulationsleitung (9), von der ersten Zirkulationsleitung (9) in den Schalldämpfer (8), vom Schalldämpfer (8) in eine zweite Zirkulationsleitung (10) und von der zweiten Zirkulationsleitung (10) in den Verflüssiger (2) strömt.

6. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer (8) als Hohlkammer-Resonator ausgestaltet ist.

7. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schalldämpfer (8) als Interferenz-Dämpfer, insbesondere als Abzweig-Resonator, ausgestaltet ist.

8. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer (8) als A/4-Resonator ausgestaltet ist.

9. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer (8) mehrere Hohlkammern (12), insbesondere Hohlkammern unterschiedlicher Längen, aufweist.

10. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die stärkste Dämpfung durch den Schalldämpfer (8) im Bereich von 200 bis 300 Hz, oder 250 bis 350 Hz, oder 300 bis 400 Hz, oder 350 bis 500 Hz, oder 400 bis 600 Hz erfolgt.

11. Kühlgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schalldämpfer keine Vertiefungen aufweist, in welchen sich Öl ansammeln könnte.