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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere einen Haushaltskühlschrank oder
-gefrierschrank, mit einem integrierten Wassertank. Ein solcher
Wassertank ist im allgemeinen fest an eine Gebäudewasserleitung angeschlossen
und speist eine Zapfstelle an einer Außenfläche des Kältegeräts.
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Im
Falle eines Kühlschranks
kann ein solcher Tank herkömmlicherweise
als kompakter Behälter oder
als ein zu einer kompakten Form gewickeltes Rohr im Innenraum des
Kühlschranks
angeordnet sein. Eine solche Anbringung ermöglicht zwar eine zügige Abkühlung von
in den Tank nachströmendem Wasser
durch unmittelbaren thermischen Kontakt mit dem gekühlten Innenraum,
er blockiert aber auch einen Teil des Innenraums, der somit nicht
zur Unterbringung von anderem Kühlgut
zur Verfügung
steht. Außerdem
führt die
Zufuhr von Frischwasser zum Tank zu einem stark örtlich begrenzten Wärmeeintrag
in den Innenraum, durch den sich benachbart zu dem Tank gelagertes
Kühlgut
unerwünscht
erwärmt. Dies
ist vor allem dann problematisch, wenn das Kühlgut in der Umgebung des Wassertanks
so dicht gepackt ist, dass es selber als eine Isolationsschicht wirkt.
So kann häufige
Entnahme aus dem Wassertank zu einer merklichen, lang anhaltenden
Erwärmung
des benachbarten Kühlgutes
führen
und dessen Lagerfähigkeit
verringern.
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Eine
andere bekannte Variante ist, den Wassertank in eine Isolationsschicht
einer Tür
des Kältegeräts einzubetten.
Diese Lösung
ist sowohl für
Kühlschränke als
auch für
Gefrierschränke
geeignet, da durch geeignete Bemessung der Isolationsschichtdicken
zwischen Wassertank und Innenraum beziehungsweise zwischen Wassertank
und Umgebung sichergestellt werden kann, dass der Inhalt des Wassertanks
nicht gefriert, auch wenn in dem Innenraum Temperaturen unter Null
Grad Celsius auftreten können.
Die Isolationsschicht verlangsamt jedoch den Wärmeaustausch zwischen dem Wassertank
und dem Innenraum, so dass nachströmendes Frischwasser nur langsam
abkühlt.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät zu schaffen, das sowohl eine
zügige
Abkühlung von
in den Tank nachströmendem
Frischwasser ermöglicht
als auch einen lokal übermäßigen Wärmeeintrag
in den Innenraum verhindert.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem bei einem Kältegerät mit einem
von wärmeisolierenden
Wänden
umgebenen Innenraum und einem Wassertank der Wassertank durch eine über wenigstens
eine der Wände
verteilt verlegte Rohrleitung gebildet ist. Durch die verteilte
Verlegung verteilt sich auch der Wärmeeintrag des Frischwassers
in den Innenraum über
die gesamte Wandfläche.
Auch wenn ein Teil der Wandfläche
dicht mit Kühlgut
zugestellt ist, wird eine übermäßige Erwärmung dieses
Kühlguts
verhindert, da in Folge der Verteilung der zu kühlenden Frischwassermenge über die
Wandfläche
nur ein kleiner Teil der durch das Frischwasser eingetragenen Wärme dieses
Kühlgut
erreicht. Der Hauptwärmeaustausch
findet zwangsläufig
an denjenigen Stellen der Wand statt, an denen ein ungestörter Wärmeaustausch
möglich
ist. So wird eine übermäßige Wärmebelastung
von ungünstig
platziertem Kühlgut
vermieden.
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Wenn
der Innenraum ein Kühlfach
ist, dann kann die Rohrleitung auf der Innenseite einer Isolationsschicht
der Wand verlegt sein, und zwar sowohl innerhalb als auch außerhalb
einer die Isolationsschicht begrenzenden festen Wandinnenhaut.
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Wenn
die Rohrleitung in eine Isolationsschicht der Wand eingebettet ist,
kann hingegen der Innenraum sowohl ein Kühlfach als auch ein Gefrierfach
sein.
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Einer
ersten Ausgestaltung zufolge ist die Rohrleitung an der wenigstens
einen Wand mäanderartig
verlegt.
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Einer
anderen Ausgestaltung zufolge kann sie auch in Schraubenlinien um
den Innenraum herum verlegt sein.
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Die
wenigstens eine Wand, über
die sich die Rohrleitung verteilt, ist vorzugsweise eine Seitenwand
des Innenraums, da die Rückwand
häufig
mit einem Verdampfer belegt ist und an Boden und Decke des Innenraums
der Wärmeaustausch
mit dem Innenraum durch Einbauten behindert sein kann.
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Besonders
bevorzugt ist, dass die wenigstens eine Wand eine Trennwand zwischen
zwei Innenräumen
des Geräts
ist, da ein in einer solcher Trennwand verteilt angebrachter Tank
Wärme in
zwei entgegengesetzte Richtungen, zu den beiden Innenräumen, abgeben
kann.
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Um
im Bedarfsfall den Inhalt des Tanks bequem ablassen zu können, ist
es wünschenswert, dass
die Querschnittsabmessung der Rohrleitung auf ihrer gesamten Länge von
einem Einlass bis zu einem Auslass begrenzt ist, zweckmäßigerweise
auf nicht mehr als 15 Millimeter, um darin enthaltenes Wasser insbesondere
auch ausblasen zu können.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht des Korpus eines Haushaltskältegeräts gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung;
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2 eine
zu 1 analoge Ansicht gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
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3 einen
Schnitt durch eine Seitenwand des Kältegeräts der 1 oder 2;
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4 einen
Schnitt durch eine Rückwand
eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
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5 eine
erste Variante des Wandquerschnitts;
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6 eine
zweite Variante des Wandquerschnitts; und
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7 einen
schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Side by Side-Haushaltskältegerät.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht des Korpus 1 eines Kältegeräts. Der
Korpus 1 ist in an sich bekannter Weise gebildet, indem
um einen tiefgezogenen Innenbehälter,
der einen Innenraum 2 des Geräts begrenzt, Außenwandplatten
montiert sind und der zwischen dem Innenbehälter und den Außenwandplatten
erhaltene Hohlraum mit Isoliermaterial ausgeschäumt ist. Der Korpus 1 ist
hier transparent dargestellt, um ein mäanderndes Rohr 3 zeigen
zu können,
das in die Isolationsmaterialschicht einer Seitenwand 4 eingebettet
ist und einen Eingangsanschluss 5 für eine Gebäude-Trinkwasserleitung mit einem Übergangsanschluss 6 an
der Vorderseite des Korpus 1 verbindet. Der Übergangsanschluss 6 ist
in der Nähe
eines Scharniers der in der Figur nicht dargestellten Tür des Kältegeräts angeordnet,
um eine in der Tür
zu einer an deren Außenseite
gebildeten Zapfstelle führende
Leitung daran anzuschließen.
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Da
sich das Rohr 3 über
die gesamte Höhe der
Seitenwand 4 verteilt, verteilt sich auch die durch bei
Gebrauch der Zapfstelle nachströmendes
Frischwasser eingetragene Wärme
je nach Wassermenge über
einen großen
Teil oder die gesamte Höhe
der Seitenwand 4. Der Wärmeeintrag
pro Flächeneinheit wird
durch die verteilte Verlegung des Rohrs gering gehalten, und eine
unerwünschte
Erwärmung
von Kühlgut
im Innenraum 2 kann vermieden werden.
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Selbstverständlich braucht
sich die Rohrleitung 3 nicht auf die eine Seitenwand 4 zu
beschränken,
sondern kann sich auch über
die Decke 7, die gegenüberliegende
Seitenwand 8 oder den Boden des Korpus 1 erstrecken.
Die Stücke
der Leitung 3 in den verschiedenen Wänden können strömungstechnisch hintereinander
angeordnet sein, was eine einfache Anbringung der Rohrleitung durch
einstückiges Verlegen
an einer Wand nach der anderen ermöglicht. Die Leitungsstücke können auch
parallel angeschlossen sein, so dass im Zapfbetrieb das Wasser in jeder
Wand an keiner Stelle abwärts
fließt.
Dies erleichtert im Bedarfsfall eine vollständige Entleerung der Rohrleitung,
da das Wasser nach öffnen
der Anschlüsse 5, 6 allein
durch sein Gewicht angetrieben vollständig über den Anschluss 5 abfließen kann.
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Eine
Anbringung der Rohrleitung 3 an einer Rückwand des Korpus 1 kommt
ebenfalls in Betracht, sofern zwischen einem an dieser Rückwand angrenzend
an den Innenraum 2 angebrachten Verdampfer und der Rohrleitung 3 eine
Isolationsschicht von ausreichender Dicke vorhanden ist, um zu gewährleisten,
dass die Rohrleitung 3 nicht einfriert, wenn der Verdampfer
auf Temperaturen unter 0°C
abkühlt.
In einem solchen Fall kann die Anbringung der Rohrleitung 3 an
der Rückwand
sogar den Vorteil haben, dass durch die Rohrleitung eingetragene
Wärme,
da sie den Innenraum 2 nur durch den Rückwandverdampfer hindurch erreichen
kann, von dem Verdampfer unmittelbar abgeführt wird, ohne überhaupt zu
einer Erwärmung
des Innenraums 2 zu führen.
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Die 3, 4 verdeutlichen
dies anhand von Querschnitten, einmal durch die Seitenwand 4 der 1 und
einmal durch eine Rückwand
eines Kältegerätekorpus
mit darin eingebetteter Rohrleitung.
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In 3 erkennt
man mehrere Schnitte durch das Rohr 3, das vom Innenbehälter 10 durch eine
Isoliermateriallage der Dicke d1 und von einer Außenwandplatte 11 durch
eine Isoliermateriallage der Dicke d2 getrennt ist. Die Dicken d1,
d2 sind in Abhängigkeit
der erwarteten Betriebstemperatur des Innenraums 2 und
der Umgebungstemperatur so gewählt,
dass im Betrieb des Kältegerätes, wenn
kein Wasser durch die Rohrleitung 3 strömt, sich in dieser eine knapp
positive Temperatur einstellt.
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In 4 ist
auf Seiten der Isolationsmaterialschicht am Innenbehälter 10 ein
Rückwandverdampfer 12 in
Form einer Metallplatte mit einer darauf verlegten Kältemittelleitung
angebracht. Wie man leicht sieht, erwärmt über die Rohrleitung 3 eingetragene Wärme zunächst den
Verdampfer 12. Wenn ein daran angebrachter Temperatursensor
eine Überschreitung
der Solltemperatur feststellt, wird ein Verdichter in Gang gesetzt,
der den Verdampfer 12 mit Kältemittel versorgt. So wird
die Wärme
aus der Rohrleitung 3 abgeführt, bevor sie den Innenraum 2 erreicht.
Eine unerwünschte übermäßige Erwärmung von
Kühlgut im
Innenraum 2 ist dadurch ausgeschlossen.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausgestaltung eines Kältegerätekorpus in
einer zu 1 analogen Ansicht. Anstatt mäanderartig über eine Seitenwand geführt zu sein,
verläuft die
Rohrleitung 3 hier in Schraubenlinien über Seitenwände 4, 8,
Decke 7 und Boden 9 des Korpus 1, rings um
den Innenbehälter
herum. Die Wirkung ist mit derjenigen der Rohrleitung gemäß 1 vergleichbar, ein
Unterschied liegt allenfalls in der Verteilung des Wärmeeintrags,
wenn eine kleine Menge an Frischwasser zugeströmt ist. Während bei der Ausgestaltung
der 1 der Wärmeeintrag
am unteren Rand der Seitenwand 4 beginnt und sich mit zunehmender Zustrommenge
immer weiter nach oben über
die Wand 4 ausbreitet, führt bei 2 bereits
eine kleine Zustrommenge zu einer Erwärmung aller Wände 4, 7, 8, 9,
jedoch zunächst
nur in der Nähe
der Rückwand,
und die erwärmte
Zone breitet sich mit zunehmender Zustrommenge an allen Wänden gleichmäßig nach
vorn aus.
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Die
schraubenlinienförmige
Rohrleitung 3 der Ausgestaltung von 2 ist besonders
einfach zu montieren, wenn sie in direktem Kontakt mit dem Innenbehälter 10 angebracht
werden kann. Dies ist allerdings nur bei einem Kühlgerät mit einer Innenraumtemperatur über Null
Grad Celsius zweckmäßig, da
bei niedrigeren Temperaturen die Gefahr des Einfrierens des Wassers
in der Rohrleitung 3 besteht. Die Rohrleitung kann am Innenbehälter 10 auf
Seiten des Innenraums 2, wie in 5 gezeigt,
oder auch auf Seiten der Isolationsmaterialschicht, wie in 6 dargestellt,
angebracht sein. Die letztere Variante ist besonders einfach realisierbar,
weil die Rohrleitung 3 einfach um den Innenbehälter 10 herum
gewickelt werden kann und nach Anbringung des Isoliermaterials keinerlei
Gefahr einer Ablösung
der Rohrleitung 3 vom Innenbehälter 10 mehr besteht.
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Da
in beiden Fällen
keine wirksame Isolationsschicht zwischen der Rohrleitung und dem
Innenraum 2 vorhanden ist, kann die Wärme des zugeströmten Frischwassers
schnell abgegeben werden, und es kann kaltes Wasser mit hoher Durchflussmenge
gezapft werden.
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Im
Falle eines Side by Side-Kältegerätes mit zwei
Innenräumen,
einem Kühlraum 2 und
einem Gefrierraum 13, wie in 7 im Schnitt
gezeigt, verläuft zweckmäßigerweise
wenigstens ein Teil der Rohrleitung 3 im Innern einer Trennwand 14 zwischen
den Räumen 2, 13.
Da die Zwischenwand 14 auf beiden Seiten von gekühlten Räumen umgeben
ist und an die Isolationsmaterialschicht der Trennwand 14 aufgrund
der relativ geringen Temperaturdifferenz zwischen den Räumen 2, 13 geringer
sein kann als bei jeder Außenwand,
kann die Wärme
des zugeströmten
Frischwassers besonders schnell abgeführt werden.
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Länge und
Durchmesser der Rohrleitung 3 sind so aufeinander abgestimmt,
dass das Volumen der in oder an den Wänden des Korpus 1 verlegten Leitung
dem eines herkömmlichen
Wassertanks, typischerweise in der Größenordnung von 0,5 bis 2 l, entspricht.
Ein geringer Durchmesser der Rohrleitung von maximal 15 mm, vorzugsweise
darunter, ist bevorzugt, weil er eine vollständige Entleerung der Leitung 3 bei
geöffneten
Anschlüssen 5, 6 durch
Siphon-Effekt auch dann begünstigt,
wenn die Leitung 3 vom Eingangsanschluss 5 zum Übergangsanschluss 6 nicht überall ansteigend
verläuft.