DE102008019361A1

DE102008019361A1 - Kühl-Gefrierkombination mit einem in einer Trennwand angeordneten Verdampfer

Info

Publication number: DE102008019361A1
Application number: DE200810019361
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr. Feinauer; Hans Ihle
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-10-22
Also published as: EP2281158A1; WO2009127563A1; CN102007351A; RU2010144020A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühl-Gefrierkombination (1), welche mindestens ein Kühlfach (2), mindestens ein Gefrierfach (3), eine Trennwand (4) und einen Verdampfer (5) umfasst, wobei die Trennwand (4) das Kühlfach (2) und das Gefrierfach (3) voneinander trennt, wobei der Verdampfer (5) ein Lamellenverdampfer ist und in der Trennwand (4) zwischen dem Kühlfach (2) und dem Gefrierfach (3) angeordnet ist, und zeichnet sich durch eine besonders hohe Kühleffizienz bei einem besonders gleichmäßigen Kühlungsverhalten und einem besonders hohen Raumausnutzungsgrad aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühl-Gefrierkombination umfassend mindestens ein Kühlfach, mindestens ein Gefrierfach, eine Trennwand und einen Verdampfer, wobei die Trennwand das Kühlfach und das Gefrierfach voneinander trennt.
Ein Kühlschrank ist ein elektrisches oder gasbetriebenes Gerät, welches einen gekühlten Innenraum zur Aufbewahrung von Kühlgut bereitstellt. Die Temperaturen im Innenraum liegen in der Regel über 0°C, beispielsweise zwischen +2°C und +12°C. Ein Gefrierschrank ist ein entsprechendes Gerät zur Aufbewahrung von Gefriergut und weist einen Innenraum mit Temperaturen unter 0°C, beispielsweise zwischen –25°C und –4°C, auf. Kühl-Gefrierkombinationen besitzen mindestens zwei Innenräume bzw. zwei voneinander abgetrennte Bereiche für die unterschiedlichen Temperaturbereiche.
Kühl- Gefriergeräte verfügen in der Regel über einen Kühlkreislauf zur Kühlung der jeweiligen Innenräume bzw. Kühl- und Gefrierfächer. Der Kühlkreislauf nimmt die im Innenraum befindliche Wärme über einen damit thermisch gekoppelten Wärmetauscher auf und gibt diese mittels eines zweiten Wärmetauschers an die Umgebung ab.
Es existieren verschiedene Möglichkeiten der Raumaufteilung einer Kühl-Gefrierkombination.
In einer ersten Variante weist die Kühl-Gefrierkombination eine große Außentür für das Kühlfach und das Gefrierfach und eine innere Klappe zum Gefrierfach auf.
In einer weiteren Variante sind getrennte Türen für Kühlfach und Gefrierfach vorgesehen.
Das Kühlfach und das Gefrierfach können übereinander oder auch nebeneinander angeordnet liegen.
Letztere Version ist vor allem in den USA populär und verfügt meist über einen integrierten Eiswürfelbereiter und optional über eine zusätzliche Getränkeklappe in der großen Tür des Türsegments. Ein solcher ”Side-by-Side”-Aufbau kann mehr über als 500 Liter Fassungsvermögen (Kühlfach etwa 350 Liter, Gefrierfach etwa 150 Liter) verfügen. Größere Varianten können auch über eine Doppeltür verfügen, wobei beispielsweise ein Kühlsegment oberhalb eines Gefriersegments angeordnet ist.
Das Kühlaggregat der Kühl-Gefrierkombination weist in der Regel zwei Wärmetauscher auf, wobei mit Hilfe eines ersten Wärmetauschers die Wärme aus den Kühl- bzw. Gefrierfächern entzogen wird und diese mit Hilfe eines zweiten Wärmetauschers, der außerhalb des Kühlfachs bzw. Gefrierfachs angeordnet ist, an die Umgebung abgegeben wird.
Üblicherweise sind die beiden Wärmetauscher in einen Kühlkreislauf integriert, in welchem Kühlmittel zirkuliert. Dabei wird insbesondere in einem ersten Wärmetauscher das Kühlmittel verdampft, wodurch es sich abkühlt und Wärme aufnehmen kann. Anschließend wird das so erwärmte Kühlmittel mit Hilfe eines Kompressors komprimiert und mit Hilfe eines zweiten Wärmetauschers unter Wärmeabgabe verflüssigt.
Ist der Verdampfer als Lamellenverdampfer ausgestaltet, wird dieser von einem Kühlluftstrom beaufschlagt, welcher anschließend dem Kühlfach und/oder Gefrierfach zugeführt wird. Üblicherweise wird der Lamellenverdampfer in einem vom Kühlfach und vom Gefrierfach abgetrennten Abteil angeordnet. Das Kühlfach wird von dem Gefrierfach durch eine Wärme isolierende Trennwand getrennt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühl-Gefrierkombination bereitzustellen, welche besonders kompakt ist und energieeffizient arbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kühl-Gefrierkombination wie im unabhängigen Anspruch angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche jeweils einzeln angewandt oder in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden in der folgenden Beschreibung beschrieben.
Die erfindungsgemäße Kühl-Gefrierkombination umfasst mindestens ein Kühlfach, mindestens ein Gefrierfach, eine Trennwand und einen Verdampfer, wobei die Trennwand das Kühlfach und das Gefrierfach voneinander trennt, der Verdampfer ein Lamellenverdampfer ist und in der Trennwand zwischen dem Kühlfach und dem Gefrierfach angeordnet ist.
Die Verwendung eines Lamellenverdampfers ermöglicht eine besondere Homogenisierung der Temperaturverteilung im Kühl- und/oder Gefrierfach. Die Homogenisierung der Temperaturverteilung wird insbesondere durch einen Ventilator unterstützt, welcher den Lamellenverdampfer mit einem Kühlluftstrom aus dem Kühl- bzw.
Gefrierfach beaufschlagt und den Kühlluftstrom wieder in das Kühl- bzw. Gefrierfach zurückführt. Durch die Umwälzung des Kühlluftstroms kann eine vorgebare Temperatur bzw. Temperaturverteilung im Kühl- bzw. Gefrierfach präzise eingestellt werden.
Durch die Beaufschlagung mit einem Kühlluftstrom und der großen Wärme übertragenden Oberfläche des Lamellenverdampfers ist mit Hilfe des Lamellenverdampfers ein besonders energieeffizienter Betrieb der Kühl-Gefrierkombination möglich.
Dies kann weiterhin durch eine Abtauautomatik unterstützt werden, mit welcher am Lamellenverdampfer gebildetes Eis in regelmäßigen Zeitabständen oder bei Bedarf abgetaut und entfernt werden kann. Die Abtauautomatik kann über entsprechende Vereisungssensoren, wie z. B. Temperaturgradientenfühler, verfügen.
Durch die besondere Anordnung des Lamellenverdampfers in der Trennwand zwischen dem Kühlfach und dem Gefrierfach wird eine besonders gute Raumausnutzung der Kühl-Gefrierkombination erreicht und somit ein hohes Maß an Kompaktheit erzielt. Die besondere Anordnung spart Platz für den Lamellenverdampfer an einer anderen Stelle und vergrößert somit das effektiv nutzbar Volumen der Kühl- bzw. Gefrierfächer.
Das Kühlfach dient zur gekühlten Aufbewahrung von Kühlgut über 0°C, insbesondere in einem Temperaturbereich von +2°C bis +10°C.
Das Gefrierfach dient zur gekühlten Aufbewahrung von Gefriergut unter 0°C, beispielsweise in einem Temperaturbereich von –25°C bis –4°C.
Das Kühlfach und das Gefrierfach sind in einem Wärmeisolierenden Gehäuse untergebracht und durch eine als Zwischenwand vorgesehene thermisch isolierende Trennwand voneinander getrennt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kühl-Gefrierkombination weiterhin eine Wärmeleitplatte, insbesondere eine metallische Wärmeleitplatte, wobei die Wärmeleitplatte mit dem Kühlfach und dem Verdampfer in Wärme leitender Verbindung steht und in der Trennwand angeordnet ist.
Die Wärmeleitplatte ist beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und überträgt einen Teil der vom Verdampfer abgegebenen Kälte an das Kühlfach. Die Wärmeleitplatte kann einen Teil der Rückwand des Kühlfachs bilden, kann jedoch auch von einem Kühlluftstrom hinterströmt werden.
Die Stärke der metallischen Wärmeleitplatte liegt insbesondere in einem Bereich von 2 mm bis 10 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 3 mm bis 8 mm. Mit Hilfe der metallischen Wärmeleitplatte wird die Kälte weitergeleitet und großflächig im Kühlfach abgegeben. Hierdurch wird die Temperaturverteilung im Kühlfach homogenisiert.
Die Wärmeleitplatte steht im thermisch direkten Kontakt mit dem Kühlfach und kann insbesondere von im Kühlfach befindlicher Kühlluft angeströmt werden bzw. wird von dieser umströmt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gefrierfach oberhalb des Kühlfachs angeordnet. Durch eine derartige Anordnung wird sichergestellt, dass sich im Kühlfach kein Kältesee am Boden des Kühlfachs bildet. Ist im Kühlfach ein Ventilator vorgesehen, ist es jedoch auch möglich, das Gefrierfach unterhalb des Kühlfachs anzuordnen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Gefrierfach neben dem Kühlfach angeordnet. Dieses entspricht einer ”Side-by-Side”-Anordnung.
Durch Anordnung des Verdampfers in der Trennwand zwischen dem Gefrierfach und dem Kühlfach wird das von dem Verdampfer in der Trennwand eingenommene Volumen eingespart und somit eine höhere Raumausnutzung realisiert. Dieses ist besonders vorteilhaft in Hinblick auf die vergleichsweise dicken Wandstärken der thermisch isolierenden Trennwände.
Vorteilhafterweise umfasst die Kühl-Gefrierkombination weiterhin mindestens einen ersten Ventilator zur Erzeugung eines ersten Kühlluftstroms im Gefrierfach. Dieser erste Kühlluftstrom beaufschlagt vorteilhafterweise den Verdampfer. Hierdurch wird die Effizienz der Kälteabgabe vom Verdampfer an das Gefrierfach verbessert und die Temperaturverteilung im Gefrierfach homogenisiert. Hierdurch kann die Temperatur bzw. die Temperaturverteilung im Gefrierfach präzise eingestellt und geregelt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kühl-Gefrierkombination weiterhin mindestens einen zweiten Ventilator zur Erzeugung eines zweiten Kühlluftstroms im Kühlfach. Mit Hilfe des zweiten Kühlluftstroms wird die Temperaturverteilung im Kühlfach homogenisiert und auch die Kälteabgabe der vom Verdampfer generierten Kälte an das Kühlfach verbessert. Hierdurch kann die Temperatur bzw. die Temperaturverteilung im Kühlfach präzise eingestellt und geregelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kühl-Gefrierkombination eine Auftauvorrichtung zum Enteisen des Verdampfers. Mit Hilfe der Auftauvorrichtung wird am Verdampfer gebildetes Eis in regelmäßigen Abständen oder bei Bedarf, gegebenenfalls mit Unterstützung geeigneter Sensorik zur Ermittlung eines Vereisungsgrades, aufgetaut und beseitigt.
Es können auch mehrere Kühlfächer und/oder mehrere Gefrierfächer vorgesehen sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Besonderheiten, welche jeweils einzeln angewandt oder in geeigneter Weise beliebig miteinander kombiniert werden können, werden anhand der folgenden Zeichnung, welche die Erfindung beispielhaft illustrieren soll, erläutert.
Die Figur zeigt schematisch eine Kühl-Gefrierkombination 1 im Querschnitt mit einem Wärme isolierenden Gehäuse 8, einem Kühlfach 2 und einem Gefrierfach 3. Das Kühlfach 2 ist von dem Gefrierfach 3 durch eine Wärme isolierende Trennwand 4 abgetrennt. Die Trennwand 4 ist durch zwei miteinander verschäumte Außenschichten gebildet.
Die hier exemplarisch dargestellte Kühl-Gefrierkombination 1 entspricht einer ”Side-by-Side” Anordnung, bei der das Kühlfach 2 neben dem Gefrierfach 3 angeordnet ist.
In dem Gefrierfach 3 ist Gefriergut 15 bei einer Temperatur unter 0°C, beispielsweise in einem Bereich von –18°C bis –8°C gelagert. In dem Kühlfach 2 ist Kühlgut 7 bei einer Temperatur oberhalb von 0°C, zum Beispiel in einem Bereich von +2°C bis +8°C gelagert.
Die Kälte für das Kühlfach 2 und das Gefrierfach 3 wird von einem Verdampfer 5 bereitgestellt, welcher an einen Kühlkreislauf (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Mit Hilfe des Kühlkreislaufs wird die aus dem Kühlfach 2 bzw. dem Gefrierfach 3 entzogene Kälte an die Umgebung abgegeben.
Ein erster Ventilator 9 erzeugt einen ersten Kühlluftstrom 11 im Gefrierfach 3. Hierfür bläst der erste Ventilator 9 den Verdampfer 5 an. Der erste Kühlluftstrom 11 wird über einen Kühlluftkanal 13 über den Verdampfer 5 in das Innere des Gefrierfachs 3 geführt.
Der Verdampfer weist Lamellen 16 auf, welche die Oberfläche des Verdampfers 5 vergrößern und somit den Wärmeübergangswiderstand am Verdampfer 5 verringern. In der Folge wird die Kälteabgabe des Verdampfers 5 verbessert.
Der Verdampfer 5 ist in der Trennwand 4 zwischen dem Kühlfach 2 und dem Gefrierfach 3 angeordnet. Dieses spart jenes Volumen der Wärme isolierenden Trennwand 4 ein, welches der Verdampfer 5 hiervon in Anspruch nimmt. In der Folge wird die Raumausnutzung der Kühl-Gefrierkombination verbessert.
Der Verdampfer 5 weist eine Auftauvorrichtung 17 auf, mit welcher an dem Verdampfer 5 gebildetes Eis in regelmäßigen zeitlichen Abständen mit Hilfe einer Zeitschaltung (nicht dargestellt) oder bei Bedarf mit Hilfe entsprechender Sensorik (nicht dargestellt) zur Ermittlung des Vereisungsgrades, beispielsweise mittels Temperaturgradientenfühler, aufgetaut und damit beseitigt werden kann.
An der dem Kühlfach 2 zugewandten Seite des Verdampfers 5 ist eine Wärmeleitplatte 6 aus gut Wärme leitendem Material, wie zum Beispiel einem Metall angeordnet. Die Wärmeleitplatte 6 ist beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und weist eine Stärke von 6 mm auf.
Der durch den ersten Ventilator 9 gebildete erste Kühlluftstrom 11 beaufschlagt die Wärmeleitplatte 6, wodurch diese die vom Lamellenverdampfer 5 abgegebene Kälte aufnimmt, zum Kühlraum 2 weiterleitet und dort abgibt.
In dem Kühlfach 2 ist ein zweiter Ventilator 10 zur Generierung eines zweiten Kühlluftstroms 12 vorgesehen. Mit Hilfe des zweiten Kühlluftstroms 12 wird die Kälteabgabe der Wärmeleitplatte 6 an das Kühlfach 2 verbessert und die Temperatur innerhalb des Kühlfachs 2 homogenisiert. Der zweite Kühlluftstrom 12 wird von einer Luftführung 14 geführt und gleichmäßig in das Kühlfach 2 eingeleitet.
Durch eine geeignete Steuerung des ersten Kühlluftstroms 11 und des zweiten Kühlluftstroms 12 mit Hilfe des ersten Ventilators 9 und/oder dem zweiten Ventilator 10 kann die Temperatur bzw. die Temperaturverteilung im Kühlfach 2 bzw. im Gefrierfach 3 präzise eingestellt und geregelt werden.
Die Erfindung betrifft eine Kühl-Gefrierkombination 1, welche mindestens ein Kühlfach 2, mindestens ein Gefrierfach 3, eine Trennwand 4 und einen Verdampfer 5 umfasst, wobei die Trennwand 4 das Kühlfach 2 und das Gefrierfach 3 voneinander trennt, wobei der Verdampfer 5 ein Lamellenverdampfer ist und in der Trennwand 4 zwischen dem Kühlfach 2 und dem Gefrierfach 3 angeordnet ist, und zeichnet sich durch eine besonders hohe Kühleffizienz bei einem besonders gleichmäßigen Kühlungsverhalten und einem besonders hohen Raumausnutzungsgrad aus.

1: Kühl-Gefrierkombination
2: Kühlfach
3: Gefrierfach
4: Trennwand
5: Verdampfer
6: Wärmeleitplatte
7: Kühlgut
8: Gehäuse
9: erster Ventilator
10: zweiter Ventilator
11: erster Kühlluftstrom
12: zweiter Kühlluftstrom
13: Kühlluftkanal
14: Luftführung
15: Gefriergut
16: Lamellen
17: Auftauvorrichtung

Claims

Kühl-Gefrierkombination (1) umfassend mindestens ein Kühlfach (2), mindestens ein Gefrierfach (3), eine Trennwand (4), einen Verdampfer (5), und wobei die Trennwand (4) das Kühlfach (2) und das Gefrierfach (3) voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (5) ein Lamellenverdampfer ist und in der Trennwand (4) zwischen dem Kühlfach (2) und dem Gefrierfach (3) angeordnet ist.
Kühl-Gefrierkombination (1) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Wärmeleitplatte (6), insbesondere eine metallische Wärmeleitplatte (6), wobei die Wärmleitplatte mit dem Kühlfach (2) und dem Verdampfer (5) in wärmeleitender Verbindung steht und in der Trennwand (4) angeordnet ist.
Kühl-Gefrierkombination (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, wobei das Gefrierfach (3) oberhalb des Kühlfachs (2) angeordnet ist.
Kühl-Gefrierkombination (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, wobei das Gefrierfach (3) neben dem Kühlfach (2) angeordnet ist.
Kühl-Gefrierkombination (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens einen ersten Ventilator (9) zur Erzeugung eines ersten Kühlluftstroms (11) im Gefrierfach (3), insbesondere zur Beaufschlagung des Verdampfers (5) mit dem ersten Kühlluftstrom (11).
Kühl-Gefrierkombination (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens einen zweiten Ventilator (10) zur Erzeugung eines zweiten Kühlluftstroms im Kühlfach (2).
Kühl-Gefrierkombination (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend eine Auftauvorrichtung (17) zum Enteisen des Verdampfers (5).