DE102007011115A1 - Refrigeration unit with two-stage heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Bei einem Kältegerät mit einem Lagerraum (3) und einem Kältemittelkreis (4, 6, 11), in dem ein Kältemittel zwischen einem den Lagerraum kühlenden Verdampfer (4) und einem Verflüssiger (11) umgewälzt wird, ist der gesamte Verflüssiger (11) in Flüssigkeit eingetaucht.In a refrigerator with a storage space (3) and a refrigerant circuit (4, 6, 11), in which a refrigerant is circulated between a storage room cooling evaporator (4) and a condenser (11), the entire condenser (11) in Immersed liquid.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Lagerraum und einem Kältemittelkreis, in dem ein Kältemittel zwischen einem den Lagerraum kühlenden Verdampfer und einem Verflüssiger umgewälzt wird. Derartige Kältegeräte sind allgemein bekannt. Indem Kältemittel in dem Verdampfer unter niedrigem Druck verdampft wird, wird dem in thermischem Kontakt mit dem Verdampfer stehenden Lagerraum Wärme entzogen; diese Wärme wird wieder freigesetzt, indem das Kältemittel nach Verdichten in dem Verflüssiger bei einer höheren Temperatur als der des Lagerraumes zum Kondensieren gebracht wird.The The present invention relates to a refrigerator with a storage room and a refrigerant circuit in which a refrigerant between a storage room cooling Evaporator and a condenser is circulated. Such refrigerators are well known. By using refrigerant in the evaporator under low pressure is evaporated, in thermal contact with the evaporator standing storage room heat extracted; this heat is released again by the refrigerant after compression in the condenser at a higher temperature as the storage room is made to condense.
Die Leistungsfähigkeit des Kältemittelkreises hängt kritisch von den an Verdampfer und Verflüssiger realisierbaren Wärmeflüssen ab. Da diese proportional zur für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche sind, ist es schwierig, Verdampfer und Verflüssiger gleichzeitig kompakt und leistungsfähig zu machen. Einen Engpass stellt aber insbesondere die Übertragung der Abwärme auf die Umgebungsluft in den herkömmlichen Verflüssigern dar. Üblicherweise umfassen diese eine von dem Kältemittel durchströmte Rohrleitung und an den Rohrleitungen befestigte Strukturen wie etwa Drähte, Lamellen oder dergl., die Wärme von der Rohrleitung aufnehmen und diese über eine große Oberfläche an die Luft abgeben. Je höher das Verhältnis von Wärme abgebender Oberfläche zum Volumen des Verflüssigers ist, um so schwieriger ist es, eine ausreichende Durchlüftung des Verflüssigers zu gewährleisten, das heißt, es kommt zu einem Wärmestau im Verflüssiger, weil die darin erwärmte Luft nicht schnell genug abfließen kann.The Performance of the refrigerant circuit depends critical of the vaporizer and condenser realizable Heat flows from. Since these are proportional to for the heat exchange available surface It is difficult to evaporator and condenser at the same time compact and efficient. A bottleneck but especially the transmission of waste heat to the ambient air in the conventional condensers. Usually These include a flow through the refrigerant Piping and structures attached to pipelines such as Wires, slats or the like, the heat from the Take up pipeline and this over a large Release the surface to the air. The higher the ratio from heat releasing surface to the volume of Condenser is, the more difficult it is, a sufficient Ensure ventilation of the condenser, that is, there is a build-up of heat in the condenser, because the air heated in it does not drain off quickly enough can.
Eine Zwangsbelüftung des Verflüssigers kann hier zwar in gewissem Umfang Abhilfe schaffen. Da aber die Strömungsgeschwindigkeit auch der zwangsumgewälzten Luft in unmittelbarer Nähe der Wärme abgebenden Oberflächen immer geringer wird, sind diese von einer dünnen Warmluftschicht umgeben, die die diese Oberflächen isolieren und deren Aufrechterhaltung aufgrund der geringen Wärmekapazität der Luft nur wenig Leistung erfordert.A Forced ventilation of the condenser can indeed here to a certain extent remedy the situation. But because the flow velocity also the forced-circulation air in the immediate vicinity the heat-emitting surfaces gets smaller and smaller, These are surrounded by a thin layer of warm air, which which isolate these surfaces and their maintenance due to the low heat capacity of the air only little power required.
Die
nicht vorveröffentlichte
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät anzugeben, das eine hohe Wärmeaustauschleistung mit einem kompakten Verdampfer erzielt.task The present invention is a refrigerator indicate that a high heat exchange performance with a achieved compact evaporator.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit einem Lagerraum und einem Kältemittelkreis, in dem ein Kältemittel zwischen einem den Lagerraum kühlenden Verdampfer und einem Verflüssiger umgewälzt wird, der gesamte Verflüssiger in Flüssigkeit eingetaucht ist. Die Flüssigkeit hat im Allgemeinen eine wesentlich höhere Wärmekapazität als Luft, so dass ein kleines Flüssigkeitsvolumen eine große Menge an Wärmeenergie vom Verdampfer aufnehmen kann. Durch von der Erwärmung angetriebene Konvektion der Flüssigkeit wird die Wärme schnell und effizient von der warmen Oberfläche abtransportiert.The Task is solved by a refrigeration device with a storage room and a refrigerant circuit in which a refrigerant between a storage room cooling Evaporator and a condenser is circulated the entire condenser immersed in liquid is. The liquid is generally essential Higher heat capacity than air, so that a small volume of liquid a large amount can absorb heat energy from the evaporator. By by the heating driven convection of the liquid The heat is fast and efficient from the warm surface removed.
Verflüssiger und Flüssigkeit sind vorzugsweise in einem Tank aufgenommen.condenser and liquid are preferably received in a tank.
Dieser Tank enthält vorzugsweise nicht nur Flüssigkeit, sondern auch Dampf, da durch Verdunstung des vom Verflüssiger erwärmten Flüssigkeitsvolumens und Rekondensation des Dampfes an anderer Stelle die Wärme schnell und effizient verteilen lässt.This Tank preferably contains not only liquid, but also steam, as by evaporation of the condenser heated liquid volume and recondensation the heat elsewhere quickly and efficiently distribute.
Um Wärme an die Umgebung abzugeben, hat der Tank vorzugsweise wenigstens lokal eine strukturierte Oberfläche. Wenn der Tank Dampf enthält, ist die strukturierte Oberfläche vorzugsweise an einem den Dampf enthaltenden Bereich des Tanks gebildet, um eine schnelle Rekondensation und damit einen schnellen Abtransport der Wärme vom Verflüssigen zur Umgebung zu gewährleisten.Around To give off heat to the environment, the tank preferably at least locally a structured surface. If the Tank contains vapor is the textured surface preferably formed at a vapor-containing area of the tank, a fast recondensation and thus a fast removal to ensure the heat from liquefying to the environment.
Zweckmäßig ist auch, dass der Wärmetauscher von der Wasseroberfläche im Tank beabstandet angeordnet ist. Dies ermöglicht die Ausbildung einer Wärmeschichtung im Tank, bei der sich vom Verflüssigen erwärmte Flüssigkeit in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche sammelt und dort effizient verdunstet, während an der Oberfläche abgekühlte Flüssigkeit zum Verflüssiger zurückströmt und diesen auf einer niedrigeren Temperatur als derjenigen der Flüssigkeitsoberfläche hält.expedient is also that the heat exchanger from the water surface spaced apart in the tank. This allows the Formation of a thermal coating in the tank, at which liquefied liquid near the liquid surface collects and evaporates efficiently while cooled on the surface Liquid flows back to the condenser and this at a lower temperature than that of the liquid surface holds.
Die Flüssigkeit in dem Tank ist vorzugsweise Wasser.The Liquid in the tank is preferably water.
Der Tank kann durch eine Zulaufleitung mit dem Innenraum verbunden sein, so dass Wasser aus dem Tank, das durch Verdunstung an die Umgebung verloren geht, durch Kondenswasser aus dem Innenraum ersetzt werden kann.Of the Tank may be connected by a supply line to the interior, allowing water from the tank to be lost by evaporation to the environment goes, can be replaced by condensation from the interior.
Das Innere des Tanks kommuniziert vorzugsweise über eine Druckausgleichsöffnung mit der Umgebung, so dass der Tank nicht durch Überdruck bei starker Wärmezufuhr zum Verflüssiger bzw. Unterdruck bei geringer Wärmezufuhr mechanisch beansprucht ist.The The interior of the tank preferably communicates via a pressure equalization opening with the environment, so that the tank is not due to overpressure strong heat supply to the condenser or negative pressure is mechanically stressed at low heat input.
Bei Verwendung von Wasser, vor allem wenn dieses Wasser über die Zulaufleitung durch Kondenswasser ergänzt wird, ist es zweckmäßig, wenn der Tank mit einer das Wachstum von Keimen wenigstens hemmenden Ausrüstung versehen ist. Diese Ausrüstung kann zum Beispiel aus einer Metall-, insbesondere Silberionen abgebenden Oberflächenbeschichtung bestehen.at Use of water, especially if this water is over the supply line is supplemented by condensate is It is useful if the tank with a growth provided by germs at least inhibiting equipment. This equipment can be made of a metal, in particular Consist of silver ions donating surface coating.
Der Tank ist zweckmäßigerweise aus einer Schale und einem Deckel zusammengesetzt, wobei die Schale preiswert aus einem Kunststoff gefertigt sein kann und der Deckel aufgrund des guten Wärmeleitvermögens vorzugsweise aus Metall gefertigt ist.Of the Tank is expediently made of a shell and a lid assembled, the shell is inexpensive from a Plastic can be made and the lid due to the good Wärmeleitvermögens is preferably made of metal.
Eine Zu- und Ableitung des Verflüssigers sind zweckmäßigerweise zwischen Schale und Deckel durchgeführt.A Supply and discharge of the condenser are expediently performed between shell and lid.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of embodiments with reference on the attached figures.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Verflüssigerbaugruppe
Der
aus Aluminiumblech zum Beispiel durch Tiefziehen geformte Deckel
Eine
weitere Kerbe
Um
ein Überlaufen des Tanks durch über den Kondenswasserleitung
Der
Abstand zwischen dem Wasserspiegel und dem Verflüssiger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- 2007-03-07 DE DE200710011115 patent/DE102007011115A1/en not_active Withdrawn
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- 2008-02-26 WO PCT/EP2008/052281 patent/WO2008107340A2/en active Application Filing
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WO2008107340A3 (en) | 2008-11-27 |
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