DE102008041556A1

DE102008041556A1 - Kältegerät mit Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102008041556A1
Application number: DE200810041556
Authority: DE
Inventors: Gerd Reith
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-03-04
Also published as: WO2010026017A1; CN102138047A; EP2318787A1

Abstract

Ein Wärmetauscher eines Haushaltskältegeräts umfasst eine von einem Wärmeträgermedium durchströmte Rohrleitung (3) und an die Rohrleitung (3) angeformten offenporigen Metallschaum (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Wärmetauscher, der eine von einem Wärmeträgermedium durchströmte Rohrleitung umfasst. Derartige Wärmetauscher kommen in Kältegeräten als Verflüssiger, zum Abgeben von Wärme des verdichteten Kältemittels an die Umgebung, oder als Verdampfer, zur Aufnahme von Wärme aus einem Kühlraum des Kältegeräts durch das entspannte Kältemittel, zum Einsatz. Insbesondere bei Verflüssigern ist eine sogenannte Drahtrohrstruktur verbreitet, bei der ein Kältemittel führendes Rohr in einer Ebene zu Mäandern oder Schlaufen gebogen ist und durch an die Schlaufen kreuzend angelötete Drähte die Gestalt der Schlaufen stabilisiert und die Wärmeaustauschoberfläche vergrößert ist.
Die Herstellung eines solchen Verflüssigers ist recht arbeitsaufwändig, da die Drähte einzeln Schritt für Schritt an den Rohrleitungen verlötet werden müssen.
Aus DE 101 23 456 A1 ist ein Wärmetauscher mit einem Rohr bekannt, das sich durch einen offenporigen Metallschaum erstreckt. Das Rohr ist in den Metallschaum eingegossen. Auch bei einem solchen Wärmetauscher ist die Fertigung extrem aufwändig, da bei der Herstellung des Metallschaumkörpers Hohlräume für die Rohre vorgehalten oder nachträglich erzeugt werden müssen und das Eingießen der Rohre aufwändige Formwerkzeuge erfordert. Wenn mehrere Rohrabschnitte von einem Wärmeträgerfluid in Reihe durchflossen werden sollen, müssen sie aufwändig außerhalb des Metallschaumkörpers miteinander verbunden werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kältegeräts, dessen Wärmetauscher hohe Effektivität mit geringem Fertigungsaufwand verbindet.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit einem Wärmetauscher, der eine von einem Wärmeträgermedium durchströmte Rohrleitung umfasst, ein offenporiger Metallschaum an die Rohrleitung angeformt ist.
Vorzugsweise bildet der Metallschaum einen plattenförmigen Körper, durch den die Rohrleitung mäanderartig geführt ist.
Für die Montage des Wärmetauschers am Kältegerät ist es zweckmäßig, wenn die Rohrleitung zwischen zwei in den Körper eingebetteten Abschnitten einen nicht eingebetteten Abschnitt umfasst, an dem bei Bedarf Befestigungsmittel angebracht werden können, ohne die Struktur des Metallschaums zu beeinträchtigen.
Vorzugsweise umfasst die Rohrleitung eine Mehrzahl von geraden, eingebetteten Abschnitten, die jeweils durch nicht eingebettete bogenförmige Abschnitte verbunden sind.
Um die Handhabbarkeit des Wärmetauschers vor seinem Einbau in dem Kältegerät zu verbessern, ist es hilfreich, wenn zwei endnahe Schlaufen der Rohrleitung sich im Inneren des Körpers gegenüberliegen.
Vorzugsweise ist der oben beschriebene Wärmetauscher in dem Kältegerät als Verflüssiger verwendet.
Als Metallschaum kommt insbesondere eine Aluminiumlegierung in Betracht.
Die Rohrleitung besteht zweckmäßigerweise aus einem Metall mit höherem Schmelzpunkt als dem der Aluminiumlegierung. Da das Metall der Rohrleitung zweckmäßigerweise auch gut wärmeleitend sein sollte, kommt insbesondere Kupfer in Betracht.
Der Wärmetauscher kann insbesondere durch Umgießen der Rohrleitung mit dem Metallschaum erhalten sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Rohrleitung und ein Vorläufermaterial des Metallschaums in einer Form zu platzieren und das Vorläufermaterial in der Form aufzuschäumen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 ein perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers zur Verdeutlichung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung; und
2 eine Rückansicht eines Kältegeräts mit einem als Verflüssiger verwendeten Wärmetauscher gemäß der Erfindung.
Der in 1 in perspektivischer Ansicht gezeigte Wärmetauscher umfasst einen flach quaderförmigen Block 1 aus Metallschaum, insbesondere einer Aluminiumlegierung, durch den sich mehrere Rohrleitungsabschnitte 2 parallel erstrecken. Die untereinander unverbunden dargestellten Rohrabschnitte 2 können außerhalb des Blocks 1 einstückig untereinander in Reihe verbunden sein; denkbar ist auch, dass alle parallel zueinander mit einem Eingangs- und einem Ausgangsverteiler verbunden sind.
Der offenporige Metallschaum des Blocks 1 hat eine sehr große spezifische Oberfläche und kann eine innige Verbindung mit dem Metall der Rohrleitungsabschnitte 2 eingehen. Da er Luft nur einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzt, ist ein hoch effizienter Wärmeaustausch zwischen den Rohrleitungsabschnitten 2 und der den Block 1 um- und durchspülenden Luft möglich.
2 zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite eines Kältegeräts, das als Verflüssiger einen Wärmetauscher des mit Bezug auf 1 erläuterten Typs trägt. Der flach plattenförmige Block 1 aus Metallschaum dieses Verflüssigers hat etwas geringere Kantenlägen als die Rückwand des Kältegeräts, an dem der Verflüssiger aufgehängt ist. Ein Wärmetauscherrohr 3 erstreckt sich einstückig durchgehend von einem Verdichter 4 in Mäandern durch den Metallschaumblock 1 und über eine Drosselstelle zu einem (nicht dargestellten) Verdampfer im Inneren des Kältegeräts.
Im Innern des Blocks 1 verläuft das Rohr 3 überwiegend in Form von geradlinigen, zueinander parallelen Rohrabschnitten 5: Die Rohrabschnitte 5 sind in der schematischen Draufsicht der 2 als durchgezogene Linien eingezeichnet, um den Verlauf der Rohrleitung zu verdeutlichen; in der Praxis sind die Rohrabschnitte 5 auf ihrem gesamten Umfang in den Block 1 eingebettet und von Außen nicht zu sehen. Zwei benachbarte Rohrabschnitte 5 sind jeweils durch einen aus dem Block 1 überstehenden Rohrbogen 6 miteinander verbunden. An der Rückwand des Kältegeräts verankerte Schellen 7, die einzelne dieser Rohrbögen 6 umgreifen, verankern den Verflüssiger am Kältegerätegehäuse.
In einem unteren Bereich des Blocks 1 gibt es zwei Paare von Rohrabschnitten 8, 9, die sich nicht von einer Seite des Blocks 1 zur anderen erstrecken, sondern im Inneren des Blocks durch Rohrbögen 10 bzw. 11 untereinander verbunden sind. Die von den Rohrabschnitten 8 und dem Bogen 10 gebildete Schlaufe dient im Wesentlichen der Zwischenbefestigung eines langen Rohrstücks 12, das sich von einem am Verdichter 4 zu montierenden Ende im Wesentlichen außerhalb des Blocks 1 bis zu einem Eingang 13 an der oberen linken Ecke des Blocks 1 erstreckt, und sichert so das Rohrstück 12 gegen Verbiegen oder Abknicken während der Handhabung des Verflüssigers vor seinem Einbau in dem Kältegerät.
Wenn gewünscht, könnte die Durchflussrichtung des Kältemittels durch den Verflüssiger auch entgegengesetzt zu derjenigen der in 2 gezeigten Anordnung sein, indem ein an der unteren rechten Ecke des Blocks 1 austretendes Rohrstück 14 mit dem Druckausgang des Verdichters 4 und das Rohrstück 12 über eine Drosselstelle mit dem Verdampfer im Inneren des Kältegeräts verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10123456 A1 [0003]

Claims

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Wärmetauscher, der eine von einem Wärmeträgermedium durchströmte Rohrleitung (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein offenporiger Metallschaum an die Rohrleitung (3) angeformt ist.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaum einen plattenförmigen Körper (1) bildet und dass die Rohrleitung (3) mäanderartig durch den Körper (1) geführt ist.
Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (3) zwischen zwei in den Körper (1) eingebetteten Abschnitten (5) einen nicht eingebetteten Abschnitt (6) umfasst.
Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (3) eine Mehrzahl von geraden, eingebetten Abschnitten (5) umfasst, die jeweils durch nicht eingebettete bogenförmige Abschnitte (6) verbunden sind.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei endnahe Schlaufen (8, 10; 9, 11) der Rohrleitung (3) sich im Inneren des Körpers (1) gegenüber liegen.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Verflüssiger ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaum eine Aluminiumlegierung ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (3) im Wesentlichen aus Kupfer besteht.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher durch Umgießen der Rohrleitung (3) mit dem Metallschaum erhalten ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher durch Platzieren der Rohrleitung (3) und eines Vorläufermaterials des Metallschaums in einer Form und Aufschäumen des Vorläufermaterials in der Form erhalten ist.