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Wärmeaustauscher, insbesondere Verdampfer für Kühlschränke u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher, insbesondere Verdampfer für Kühlschränke
u. dgl., bestehend aus einem stirnseitig offenen Blechgehäuse von U-förmigem oder
viereckigem Querschnitt mit einer die Gehäusewände überziehenden Leitung für das
umlaufende Kältemittel.
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Derartige Verdampfer sind in unterschiedlichen Awsführungen im Gebrauch.
Bei der einen Art, den sogenannten Rohrschlangenverdampfern, wird das Gehäuse von
einer rechteckigen Blechplatte gebildet, die über die längere Seite durch wiederholtes
Umbiegen zu einem rohrartigen Körper mit viereckigem Querschnitt verformt und an
den Enden miteinander verbunden ist, wobei die das Kältemittel führende Rohrleitung
quer zur Längsachse dieses Gehäuses und in schraubenförmigen Windungen außen um
die Gehäusewand herumgewickelt ist. Bei der anderen Art, den sogenannten Blechverdampfern,
handelt es sich dagegen um solche, bei denen das Gehäuse im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt hat, welches mit dem im Profil offenen Ende nach oben, z. B. an der
Kühlschrankdecke, hängend angeordnet ist. Die Kennzeichen dieser Verdampferart bestehen
bekanntlich darin, daß die zur U-Form gebogene Blechwand des Verdampfergehäuses
aus zwei sich gegenseitig deckenden Einzelblechen besteht, wobei die das Kältemittel
führende Leitung durch im außenliegenden Blech der Verdampferwand verschiedenartig
geführte, rinnenartige Ausbeulungen in der Blechwand gebildet wird, welche über
ihre gesamte Erstreckung durch das dicht aufgelötete oder durch Rollenschweißung
ebenso verbundene zweite Blech der Verdampferwand zwecks Bildung von Kanälen abgedeckt
sind.
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Die Rohrschlangenverdampfer haben zwar den Vorteil, daß sie infolge
ihres einfachen Aufbaus verhältnismäßig billig herzustellen sind, dem indessen aber
der Nachteil gegenübersteht, daß der Wirkungsgrad dieser Verdampfer zu wünschen
übrigläßt. Dies hat seine Ursache erklärlicherweise darin, daß beim Wärmeübergang
vom Innenraum des Verdampfers bis in den Rohrraum hinein zum Kältemittel eben zwei
Materialschichten, nämlich erst die Gehäusewand des Verdampfers und dann noch die
Rohrwand der Kältemittelleitung selbst, von den im Kühlraum herrschenden wärmeren
Luftmassen durchdrungen werden müssen, bevor deren Wärmeüberschuß vom dann verdampfenden
Kältemittel kontinuierlich abgeführt werden kann.
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Bei den Blechverdampfern hingegen ist dieser immerhin beachtliche
Mangel des Rohrschlangenverdampfers vermieden, da hierbei dem Wärmeaustausch nur
eine einzige Materialschicht als Trennwand gegenübersteht. Deshalb werden diese
Verdampfer bei Hochleistungskühlschränken od. dgl. auch in der Regel bevorzugt,
obgleich sie wegen ihrem erhöhten Materialaufwand und den zusätzlichen Arbeiten
für die Herstellung der das Kältemittel führenden Kanäle sowie die dichte Vereinigung
der beiden Gehäusebleche den Nachteil besitzen, daß dieselben viel teurer sind und
außerdem an den Nahtstellen der Lötungen oder Schweißungen im Betrieb leichter Undichtigkeiten
ausgesetzt sind als beim Rohrischlangenverdampfer die nur einstückige Rohrschlange.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, einen aus einem U-förmigen
oder viereckigen Blechgehäuse bestehenden und mit einer Leitung für das Kältemittel
ausgerüsteten Wärmeaustauscher, insbesondere einen Verdampfer für Kühlschränke u.
dgl., zu schaffen, der zwar die Vorteile der bekannten Bauarten gleichermaßen besitzt,
jedoch die geschilderten Nachteile vollständig vermeidet. Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erzielt, daß die das Verdampfergehäuse auf den Seiten überziehenden Leitungsabschnitte
für das Kältemittel jeweils auf der dem Verdampferinnenraum zugekehrten Fläche der
betreffenden Seitenwand, und bei viereckigem Gehäusequerschnitt, gegebenenfalls
auch auf der Innenfläche der Deckenwand des Gehäuses verlegt sind, währenddem der
dem Boden des Gehäuses jeweils zugeordnete Leitungsabschnitt stets auf der dem zu
kühlenden Raum zugekehrten Außenfläche desselben verläuft.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel
dargestellt.
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Wie man sieht, handelt es sich bei dieser Ausführung um einen Verdampfer
für Kühlschränke u. dgl., bei dem der Verdampferinnenraum 1 durch ein in U-Form
gebogenes, die beiden Seitenwände 311 und den Boden 3b des Verdampfers darstellendes
Stahlblech
3 gebildet ist, wobei die Seitenteile oben durch zwei
gelochte Querstreben 4 am vorderen und hinteren Ende miteinander verbunden sind,
die außer zur Stabilisierung vor allem zur Aufhängung des Verdampfers, z. B. an
der Decke im Kühlschrank, dienen.
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Ferner sind im Bereich der Vorderkante der Seitenwände 3a Bekannterweise
Langlöcher 5 für die Anbringung einer Verdampfertür vorgesehen, falls der Verdampfer
auch als Gefrierfach Verwendung finden soll.
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Die das Kältemittel führende, die Verdampferwände 3a, 3b, 3a überziehende
Leitung 6 ist erfindungsgemäß mit ihren äußeren, Bekannterweise mäanderartig ausgeführten
Abschnitten 6a jeweils auf der Innenfläche der Seitenwände 3a verlegt, während der
mittlere Abschnitt 6b auf der unteren Fläche des Bodens 311 vom Verdampfer
ausgebreitet ist, wozu der Boden zwecks Umführung der Leitung jeweils im Bereich
des Überganges zu der anschließenden Seitenwand 3a Ausschnitte 2 aufweist. Die Festlegung
der Rohrschlange erfolgt dabei in bekannter Weise mittels einer Reihe von Rohrschellen
7, die an den einzelnen Blechwänden 3a, 3b vorteilhaft durch Punktschweißungen angeheftet
sind. Eine noch innigere wärmeleitende Verbindung mit dem Verdampfergehäuse erhält
sie nachher noch durch das übliche Eintauchen des fertigen Verdampfers in ein Zinkbad,
was außerdem zu einer weiteren gegenseitigen Versteifung der zusammengefügten Teile
und deren Korrosionsschutz beiträgt.
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Als besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine erhöhte Kälteleistung
am Verdampferboden 3b erweist sich eine Linienführung des Mittelabschnittes 6b der
Kältemittelleitung etwa nach Art des griechischen Buchstabens Omega, da hierbei
die beiden langgestreckten parallelen mittleren Rohrschenkel den mittleren Bereich
des die Eisschale tragenden Bodens 3b intensivst mit Kälte versorgen, während die
ausgebauchte Schleife am vorderen Verdampferende sowie die etwa im gleichen Bogen
nach außen verlaufenden Übergangsstücke der Rohrleitung zu den Abschnitten 6a an
den Seitenwänden jeweils das stirnseitige Ende des Verdampferbodens in gleicher
Weise kühlen, ohne daß dazu ein Aufwand an Rohrlänge wie bei den bekannten Linienführungen
anderer Art benötigt wird.
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Der zwischen dem einen Ende der Rohrschlange und der Saugleitung 9
vom Kompressor zur kontinuierlichen Absaugung des verdampfenden Kältemittels üblicherweise
vorgesehene Sammler 8 i;st nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an der rückwärtigen
Verdampferseite, und zwar von der einen unteren Ecke bis zur gegenüberliegenden
oberen Ecke des U-förmigen Querschnittprofils diagonal verlaufend, angeordnet. Dadurch
wird erreicht, daß der Kompressor ausschließlich gasförmiges Kältemittel absaugen
kann, wogegen etwaige flüssige Teilchen im Sammler 8 zurückgehalten werden, so daß
diese infolge des herrschenden Unterdruckes beim fortwährenden Absaugen noch langsam
nachverdampfen können. Dadurch ist die Gefahr einer Abwanderung derselben in den
Kompressor, wo sie die gefürchteten, weil schädlichen Flüssigkeitsschläge vor allem
am Ventilmechanismus hervorrufen würden, ausgeschaltet. Außerdem baut diese Anordnung
sehr raumsparend und gewährleistet ferner einen gewissen Schutz des Sammlers gegen
etwaige Beschädigungen von außen her.
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Der erfindungsgemäße Verdampfer kann praktisch in verschiedener Weise
hergestellt werden. Man kann dabei so verfahren, daß man die in dem gewählten U-Profil
bereits vorgebogene Verdampferwandung 3111 31" 311 mit der im gleichen Profil
vorgeformten Rohrschlange 6a, 6b, 6a durch Ineinan.derschieben in der Längsrichtung
zunächst miteinander lose koppelt, dann die Rohrschellen 7 anpunktet und schließlich
das Ganze in das Zinkbad taucht. Man ist andererseits bei diesem gleichfalls als
Rohrverdampfer anzusprechenden Verdampfer nun aber auch erstmals in der Lage, die
bei der Herstellung in ebener Ausbreitung erzeugte Rohrschlange 6a, 6b, 6a nunmehr
flach auf dem zunächst ebenfalls noch flachen Verdampferblech 3 z. B. in der oben
beschriebenen Weise zu befestigen, um dann erst dem Ganzen durch Umbiegen der Seitenteile
3a die gewünschte U-förmige Profilierung zu geben, was um so leichter ist, als hierbei
nur an den zwei Bodenausschnitten 2 jeweils eine Rohrbiegung etwa um 90° stattfinden
muß, die technisch ohne weiteres durchführbar ist.
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Bei dem neuen Rohrschlangenverdampfer nach der Erfindung ist man selbstverständlich
nicht darauf beschränkt, die Rohrführung nur in der Form gemäß Fig. 1 auszuführen.
Man kann dieselbe vielmehr auch so vornehmen, wie es beispielsweise in der Prinzipskizze
der Fig. 2 dargestellt ist, wo die z. B. mäanderartigen Kühlschlangen 6a nun in
Richtung der Schmalseite der Verdampferwände 3a verlaufen und außerdem die gleiche
Windungsform und -anordnung auch am Verdampferboden 3b verwendet ist. Auch andere
Ausführungen und Kombinationen der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Rohrführungen
sind durchaus denkbar und im Gegensatz zu den eingepreßten Rinnen wie bei den eingangs
beschriebenen Blechverdampfern auf billigere Weise und ohne irgendwelche Schwierigkeiten
durchführbar. Auf die erfindungsgemäße Weise ist nunmehr eine neue Art von Rohrverdampfern
geschaffen, die zum mindesten die gleiche Leistung der bekannten Blechverdampfer
besitzen, aber im Materialaufwand sowie in der Sicherheit gegen Lecken und in den
Herstellungskosten diesen bei weitem überlegen sind.