DD153914A1 - Kaeltekreislauf fuer kuehl-und gefriergeraete mit kaeltemittelgemisch - Google Patents

Abstract

Kaeltekreislauf fuer Kuehl- und Gefriergeraete mit Kaeltemittelgemisch,die sowohl im Haushalt als auch im Gewerbe Anwendung finden koennen. Mit dem erfindungsgemaessen Kaeltekreislauf sollen die Kennziffern fuer den Energieverbrauch, das Geraeusch und den Raumausnutzungsgrad verbessert werden. Erfindungsgemaess wird die technische Aufgabe der Erfindung dadurch geloest, dass ein Kaeltekreislauf mit Kaeltemittelgemisch aus der Kombination von Kompressor, Rahmenheizungsrohr, Regenerativ-Waermeuebertrager, Drosseleinrichtung, Verdampfer und Verbindungsleitungen besteht.

Description

Scharfenstein, den β. 11. 1980

Erfinder: Dr-, Meutzner, Klaus

Dr. Kraus, Wolf Eberhard

Bevollm. Vertreter: Pat·-Ing. Werner Linke und/oder Pat.-Ing, Siegfried Hipke

Titel der'Erfindung

Kältekreislauf für Kühl- und Gefriergeräte mit Kältemittelgemisch ·

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kältekreislauf für Kühl- und Gefriergeräte, die sowohl im Haushalt als auch im Gewerbe Anwendung finden können,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Pur Kühl- und Gefriergeräte genannten Anwendungsfalles sind Kaltdampf-Kompressionskältekreisläufe mit den Haupt-

bauteilen Kompressor, Kondensator, Drosseleinrichtung und Verdampfer bekannt. Dabei erfolgt die Wärmeaufnahme im Verdampfer bei niedrigem Temperaturniveau unterhalb der zu erreichenden Kühl- oder Gefrierfachtemperatur. Die Wärmeabgabe im Verflüssiger oberhalb der Umgebungstemperatur bedingt ein großes Druckverhältnis des Kreisprozesses, woraus ein schlechterer Liefergrad sowie höhere Energieverbrauchs- und Geräuschwerte des Verdichters gegenüber einem geringeren Druckverhältnis resultieren. 10

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Kennziffern für den Energieverbrauch, das Geräusch und den Raumausnutzungsgrad bei Kühl- und Gefriergeräten zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das hohe Druckverhältnis bei Kältekreisläufen für Kühl- und Gefriergeräte herabzusetzen,

- Merkmale der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung wird gelöst, indem für Kühl- und Gefriergeräte ein Kältekreislauf gefunden wurde j der in seiner Kombination und im Zusammenwirken neu ist.

Der Kiiltekreislauf besteht in der Reihenfolge des Kältemittelumlaufes aus den Hauptbauteilen Kompressor, Rahmenheizungsrohr, Regenerativwärmeübertrager, Drosselorgan

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(Kapillare) und Verdampfer. Das Rahmenheizungsrohr dient in bekannter Weise zur Beheizung der Gehäuseaußenseiten von Sternefächern in Kühlgeräten bzw. von Gefriergeräten, um Tauwasserniederschlag aus der Umgebungsluft zu verhindem. Durch die Wärmeabfuhr im Rahmenheizungsrohr wird der komprimierte Kältemitteldampf enthitzt und beginnt teilweise zu kondensieren. Die vollständige Kondensation erfolgt durch Wärmeabgabe an den den Verdampfer verlassenden Naßdampf in einem Regenerativv/ärmeÜbertrager, Durch diese Schaltung des Kältekreislaufes bleibt der Kondensationsdruck relativ niedrig, was zu dem angestrebten niedrigen Druckverhältnis und den damit verbundenen günstigen Kennziffern des Kreislaufes fuhrt. Ein gesonderter Kondensator kann entfallen.

Der Regenerativwärmeübertrager und die Kapillare können zur Vermeidung von Kälteverlusten in der thermischen Isolierung des Kältegerätes untergebracht werden. Durch Wegfall des üblicherweise an der Geräterückseite angeordneten Verflussigers verbessert sich der Raumausnutzungsgrad des Gerätes·

Als Kältemittel kommen im geschilderten Kältekreislauf Gemische aus mehreren Kältemitteln zur Anwendung,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend für das Beispiel eines Haushaltgefrierschrankes anhand der Zeichnung näher erläutert werden.

Der vom Kompressor 1 verdichtete Kaltemitteldampf wird zwecks Snthitzung und Teilkondensation zunächst dem Rahmenheizungsrohr 2 zugeführt, welches zur Vermeidung von Feuchtigkeitsniederschlag aus der Umgebungsluft in bekannter Weise entlang der Gehäusevorderseite verlegt ist. Die vollständige Kondensation erfolgt im nachgeschalteten Rege-

nerativ-Wärmeübertrager 3, der im einfachsten Falle als Doppel- oder Parallelrohr-Gegenstromwärmeübertrager ausgebildet werden kann. Zur Vermeidung von Kälteverlusten ist dieser in der Polyurethanschaumstoffisolierung des Gefrierschrankgehäuses eingebettet. IJach Entspannung in der Kapillare 4, die ebenfalls thermisch isoliert oder im Gefrierfach untergebracht sein muß, beginnt die Verdampfung des flüssigen Kältemittels im beispielsweise eingeschäumten, die Gehäuseinnenverkleidung bildenden Verdampfer 5» Das noch nicht vollständig verdampfte Kältemittel verläßt den Verdampfer durch die Leitung 6 und nimmt beim Passieren des Regenerativ-WärmeÜbertragers 3 " den Hauptanteil der Kondensationswärme auf, wodurch es restlos verdampft und überhitzt wird. Ss gelangt anschließend auf kürzestem Wege wieder zum Kompressor 1.

Der geschilderte Kältekreislauf soll mit Dreikomponentenkältemittel R 13/ R 12/ R 11 betrieben v/erden. Die Konzentration des Gemisches beträgt

25 - 30 Masse - % R 13 '

40 - .45 Masse - % R 12 25 - 30 Masse - % R 11

Für einen Verdampfungsdruck von 0,2 MPa liegt der Bereich der Verdampfungstemperatur etwa zwischen -40 und 15 C, so daß einerseits sehr gute Voraussetzungen für die Realisierung des Gefrier- und Lagerprozesses im Gefrierfach und andererseits für die Aufnahme der Kondensationswärme im Färmeübertrager gegeben sind. Mit einem Kondensationsdruck von 0,8 bis 1,0 MPa kommt die Kondensationsanfangstemperatur in die Größenordnung 55 bis oO°C, wodurch eine sehr v/irksame Beheizung der Gehäuseaußenseiten gewährleistet wird»

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Für das vorliegende Beispiel nimmt das Druckverhältnis den V/ert 4 bis 5 an, v/ährend der herkömmliche Kältekreislauf mit dem Kältemittel R 12 zur Lösung der gleichen Aufgabe bei einem Druckverhältnis um 13 arbeiten müßte. Im Ergebnis dessen kann mit einem Anheben des Iiiefergrades der eingesetzten kleinen Hermetikverdichter in der Größenordnung von 0,4 auf 0,6 gerechnet werden- Da die Aufteilung der Verdampfungsenthalpie auf Verdampfer und Wärmeübertrager in Richtung einer Zunahme des Kältemittelmassestromes tendiert, wirken bessere Liefergrade, größere Verdampfungswärmen und meist höhere Dichten der Gemische einer Hubvolumenvergrößerung entgegen.

Infolge der drastischen Senkung des Druckverhältnisses ist mit einer Verringerung des spezifischen Energieverbrauches um 30 % sowie mit einer Verminderung des Geräusches, der Verdichtungsendtemperatur und der Motorwicklungstemperatur zu rechnen,

Der kalte Abschnitt des Verdampfungstemperaturbandes läßt sich vorteilhaft für die Schaffung von Schnellgefrierfächern nutzen und garantiert insgesamt eine sichere kältetechnische Auslegung vor allem von Zweitemperatur- und Gefriergeräten.

Durch den Wegfall des üblicherweise an der Geräterückwand angebrachten Verflüssigers ist bei einem tischhohen Schrank ohne Veränderung der Außenabmessungen ein Eutzraumgewinn um 10 bis 15 1 möglich.

Claims (4)

Patentanspruch

1. Kältekreislauf für Kühl- und Gefriergeräte mit Kältemittelgemisch, bestehend aus der Kombination von Kompressor (1), Rahmenheizungsrohr (2), Regenerativ-Warme über trager (3), Drosseleinrichtung (4), Verdämpfer (5) und Verbindungsleitungen.,

2· Kältekreislauf nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation des Kältemittels im Rahinenheizungsrohr (2) und im Regenerativ-Wärmeübertra-S^er (3) erfolgt.

3» Kältekreislauf nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerativ-Wax'ineÜbertrager (3) und die Drosseleinrichtung (4) thermisch isoliert in der Polyurethanschaumstoffisolierung eines Kühloder Gefriergerätegehäuses eingebettet sind.

A* Kältekreislauf nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (4) im Gefrierfach angeordnet ist.

4 Seite Zeichnung _v