DE102008052290B4 - Kondensatabführung mittels Kondensatverdunstung bei einem Kühlgerät - Google Patents
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Abstract
Kondensatverdunster für ein Kühlgerät. das zumindest einen Verdampfer und einen Verdichter (10) aufweist, mit einem Aufnahmeraum (12) für das in dem Kühlgerät anfallende, zu verdampfende Kondenswasser, der in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10) angeordnet ist und zur Erzeugung von Wasserdampf aus dem Kondenswasser durch die Abwärme des Verdichters (10) beheizt wird, wobei der Aufnahmeraum (12) die Mantelfläche (14) des Verdichters (10) etwa C-förmig teilweise umgreift und die freien Enden (36a, 36b) des Aufnahmeraumes (12) durch Abschlusswände (38a, 38b) verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (36a, 36b) des Aufnahmeraumes (12) mittels eines Spannelements (40) gegenüber der Mantelfläche (14) des Verdichters (10) umfangsmäßig verspannbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter aufweist, wobei das anfallende Kondenswasser in einem Kondensatverdunster mit einem Kondenswasser-Aufnahmeraum verdampft wird. Dabei ist der Aufnahmeraum in thermischem Kontakt mit dem Verdichter angeordnet und zur Erzeugung von Wasserdampf wird das Kondensat durch die Abwärme des Verdichters beheizt. Es wird also die Abwärme des Verdichters dazu genutzt, das im Aufnahmeraum befindliche Kondenswasser zu erhitzen und zu verdampfen. Der Einsatz von Zusatzenergie, beispielsweise für eine elektrisch betriebene Heizung entfällt. Vielmehr wird die ohnehin durch den Verdichter des Kühlgerätes anfallende Abwärme zur Verdunstung genutzt. Ein solches Kühlgerät beziehungsweise Kondensatverdunster ist aus der
US 5,699,677 A bekannt. Der Aufnahmeraum umgreift die Mantelfläche des Verdichters etwa C-förmig, zumindest teilweise. Dabei sind die freien Enden des Aufnahmeraumes durch Abschlusswände verschlossen. - Derartige Kühlgeräte werden beispielsweise zur Klimatisierung von Schaltschränken eingesetzt, in denen eine Reihe elektronischer Komponenten untergebracht sind, die eine erhebliche Verlustleistung in Form von Wärme abgeben. Das am Verdampfer anfallende Kondenswasser tropft ab und wird in einem darunter angeordneten Kondensatsammelbehälter aufgefangen. Es ist auch bekannt, mit einer Pumpeinrichtung das Kondenswasser aus dem Kondensatsammelbehälter einem elektrischen beheizten Kondensatverdunster zuzuführen, in welchem das Kondensat verdampft und als Wasserdampf an die Umgebung abgegeben wird.
- Das Erreichen der Füllgrenze des Kondenswassers im Kondensatsammelbehälter wird durch eine Sensoreinrichtung bzw. einen Schwimmschalter ermittelt, welcher zum einen die Pumpeinrichtung und zum anderen die Heizung im Kondensatverdunster anschaltet. Sobald der Kondensatstand im Kondensatsammelbehälter unter einen vorbestimmten Füllstand absinkt, werden sowohl die Pumpeinrichtung als auch die Heizung im Kondensatverdunster abgeschaltet. Diese Lösung ist technisch sehr aufwendig und somit teuer in der Realisierung und erfordert darüber hinaus Zusatzenergie für die elektrische Heizung des Kondensatverdunsters.
- Neben der Kondensatverdunstung durch elektrische Heizung, ist auch der Einsatz von Heißgaswärme bekannt. (Hochdruckleitung des Kältemittelkreislaufes).
- Weitere Kondensatverdampfer sind aus der
DE 298 20 730 U1 , derDE 78 37 278 U1 und derDE 73 25 374 U bekannt. Die Verwendung eines Kondensatverdunsters bei einem Kühlgerät, insbesondere für einen Schaltschrank, ist derDE 10 2006 013 271 A1 zu entnehmen. - Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Form der Kondensatabführung mittels Kondensatverdampfung insbesondere bei einem Kühlgerät anzugeben, bei der anfallendes Kondensat bei möglichst geringem technischem Aufwand ohne Zusatzenergie verdampft wird, wobei der hierfür eingesetzte Kondensatverdunster möglichst einfach aufgebaut sein soll.
- Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Kondensatverdunster mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Kühlgerät mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die freien Enden des Aufnahmeraumes mittels eines Spannelements gegenüber der Mantelfläche des Verdichters umfangsmäßig verspannt werden. Das Spannelement, das insbesondere eine Federspange sein kann, kann an Ansätzen angreifen, die an den freien Enden des Aufnahmeraumes angeformt sind.
- Somit können durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kondensatverdunsters die Betriebskosten weiterhin verringert werden. Zudem ist eine aufwändige Konstruktion einer mit Zusatzenergie betriebenen Heizung nicht notwendig. Insgesamt ist somit der erfindungsgemäße Kondensatverdunster kostengünstig in der Herstellung und im Betrieb.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Aufnahmeraum an der Mantelfläche des Verdichters anliegen. Dadurch wird zum einen sichergestellt, dass ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Verdichter und dem Aufnahmeraum gegeben ist. Zum anderen wird ein besonders kompakter Aufbau realisiert.
- In besonders einfacher Weise kann der Aufnahmeraum als eine Auffangrinne ausgebildet sein. Die Auffangrinne kann dabei einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine an der Mantelfläche des Verdichters anliegende, dünne Innenwand, einen Boden und eine Außenwand aufweisen. Ein derartiger Aufbau lasst sich beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil sehr einfach herstellen. Je dünner dabei die an der Mantelfläche des Verdichters anliegende Innenwand ausgebildet wird, desto besser ist der Wärmeübertrag vom Verdichter auf das im Aufnahmeraum befindliche, zu verdampfende Kondenswasser.
- Um den Wärmeübertrag vom Verdichter auf das in dem Aufnahmeraum befindliche Kondenswasser noch weiter zu verbessern, kann zwischen der Innenwand des Aufnahmeraumes und der Mantelfläche des Verdichters eine Wärmeleitpaste eingebracht sein.
- Das beispielsweise durch Taupunktunterschreitung am Verdampfer des Kühlgerätes anfallende Kondensat kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform über einen Zusatzschlauch in den Aufnahmeraum des Kondensatverdunsters eingeleitet werden. Das am Verdampfer in einem geeigneten Behältnis aufgefangene Kondensat kann dabei durch Schwerkraft, d. h. ohne den Einsatz einer elektrisch betriebenen Pumpe in den Aufnahmeraum des Kondensatverdunsters einströmen.
- Um ein optimiertes Einströmen zu ermöglichen, kann der Zusatzschlauch im Wesentlichen senkrecht zum Boden des Aufnahmeraumes gerichtet durch ein Halteelement gehalten sein. Das Halteelement kann dabei insbesondere ein Kreuzstutzen oder eine geeignete am Boden des Aufnahmeraumes angeformte Rippenanordnung sein.
- Um zu verhindern, dass bei übermäßigem Anfall von Kondenswasser im Aufnahmeraum dieser unkontrolliert überläuft, kann am Boden des Aufnahmeraumes ein Durchgangsloch ausgebildet sein, an welchem ein in den Aufnahmeraum hineinragendes Überlaufrohr angeformt ist. Dabei ist die Höhe des Überlaufrohres über dem Boden des Aufnahmeraumes geringer als die Höhe der Innen- bzw. Außenwand des Aufnahmeraumes.
- Damit das über das Überlaufrohr abströmende Kondenswasser nicht unkontrolliert abläuft, kann an der dem Aufnahmeraum abgewandten Unterseite des Bodens an dem Durchgangsloch ein rohrförmiger Stutzen angeformt sein, an welchem ein geeigneter Ablaufschlauch aufgesteckt werden kann.
- Der Aufnahmeraum kann zumindest einen Bereich mit einer Querschnittsverbreiterung aufweisen, in welchem das Halteelement des Zusatzschlauches und/oder das Überlaufrohr angeformt sind. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass ein im Wesentlichen kontinuierlicher Wärmeübertrag auf das die Mantelfläche des Verdichters umgebende Kondenswasser erreicht wird, ohne dass Zusatzeinrichtungen in diesem Bereich einen störenden Einfluss auf die Verdunstung ausüben. Zudem bietet der verbreiterte Bereich eine komfortable Handhabung beim Aufstecken des Zusatzschlauches am Halteelement und/oder beim Aufstecken des Ablaufschlauches am rohrförmigen Stutzen des Oberlaufrohres.
- Um die Biegefähigkeit des Aufnahmeraumes zur Anbringung an der Mantelfläche eines Verdunsters zu erleichtern, kann der Aufnahmeraum zumindest einen Bereich mit einer Querschnittsverengung aufweisen.
- Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Kühlgerät angegeben, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter aufweist, wobei das Kondenswasser in den erfindungsgemäßen Kondensatverdunster eingeleitet wird, der in thermischem Kontakt mit dem Verdichter angeordnet ist,
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 in schematischer und perspektivischer Ansicht einen Kondensatverdunster; -
2 in schematischer Draufsicht den Kondensatverdunster gemäß1 , wobei eine Federspange an den freien Enden angebracht ist; -
3 in schematischer Seitenansicht den Kondensatverdunster gemäß den1 und2 ; -
4 in schematischer Seitenansicht einen Verdichter, an welchem der Kondensatverdunster gemäß den1 bis3 angebracht ist; -
5 in schematischer Frontalansicht den Verdichter gemäß5 , an welchem der Kondensatverdunster gemäß den1 bis3 angebracht ist; und -
6 in schematischer Draufsicht den Verdichter gemäß den4 und5 , an welchem der Kondensatverdunster gemäß den1 bis3 angebracht ist. - Die
1 zeigt einen Kondensatverdunster als einteilig ausgebildetes Kunststoff-Spritzgussteil. Der Kondensatverdunster weist einen Aufnahmeraum12 auf, der als eine im Wesentlichen C-förmig gebogene Auffangrinne ausgebildet ist. Der Aufnahmeraum12 weist einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine dünne Innenwand16 , einen Boden18 und eine Außenwand20 auf. Der Aufnahmeraum12 lässt sich mit einem (nicht gezeigten) Zulaufschlauch verbinden, der an einem (nicht gezeigten) Verdampfer anfallendes Kondenswasser in den Aufnahmeraum12 einleitet. Zu diesem Zweck ist am Boden18 des Auffangraumes12 ein Halteelement22 angeformt. Das Halteelement22 ist als Kreuzstutzen ausgebildet, so dass bei aufgestecktem Zulaufschlauch das Kondenswasser zwischen den sich kreuzförmig schneidenden Rippen des Kreuzstutzens in den Aufnahmeraum12 einströmen kann. -
2 zeigt in schematischer Draufsicht den Kondensatverdunster gemäß1 . Der Boden18 des Aufnahmeraumes12 weist ein Durchgangsloch24 auf, an welchem ein in den Aufnahmeraum12 hineinragendes Überlaufrohr26 angeformt ist. - Die Höhe des Überlaufrohres
26 über dem Boden18 des Aufnahmeraumes12 ist geringer als die Höhe der Innenwand16 bzw. der Außenwand20 des Aufnahmeraumes12 über dem Boden18 . - Der Aufnahmeraum
12 weist einen Bereich32 mit einer Querschnittsverbreiterung auf. Der Bereich32 wird durch eine Ausstülpung der Außenwand20 gebildet. In dem Bereich32 ist zum einen das Halteelement22 für das Aufstecken des Zulaufschlauches und zum anderen das an dem Durchgangsloch24 angeformte Überlaufrohr26 angeordnet. - Der Aufnahmeraum
12 weist weiterhin einen Bereich34 mit einer Querschnittsverengung auf. Diese Querschnittsverengung dient dazu, den C-förmigen Aufnahmeraum12 für die Montage an einem (in2 nicht gezeigten) Verdichter flexibel aufzubiegen. - Der C-förmige Aufnahmeraum
12 bildet zwei freie Enden36a und36b . Das freie Ende36a wird durch eine Abschlusswand38a und das freie Ende36b durch eine Abschlusswand38b verschlossen. - An den freien Enden
36a und36b des Aufnahmeraumes12 sind in Verlängerung der Abschlusswände38a und38b jeweils Ansätze42a und42b angeformt, an denen ein als Federspange ausgebildetes Spannelement40 angreift. Das spangenförmige Spannelement40 ist aus einem Federblech geformt und weist zwei Enden44a und44b auf, die S- bzw. Z-förmig abgebogen sind. Das Ende44a des Spannelements40 hintergreift den Ansatz42a am freien Ende36a des Aufnahmeraumes12 , wohingegen das Ende44b des Spannelements40 den Ansatz42b am freien Ende36b des Aufnahmeraumes12 hintergreift. - Die
3 zeigt in schematischer Seitenansicht den Kondensatverdunster gemäß den1 und2 . - Anhand der
3 wird deutlich, dass der Bereich32 mit der Querschnittsverbreiterung seitlich an dem Aufnahmeraum12 angebracht ist. Der Boden des Aufnahmeraumes32 ist gegenüber dem Boden18 des Aufnahmeraumes12 stufenförmig nach oben versetzt. - An der dem Aufnahmeraum
12 bzw. dem Bereich32 abgewandten Unterseite28 des Bodens des Bereiches32 bzw. des Bodens18 des Aufnahmeraumes ist an dem Durchgangsloch24 ein rohrförmiger Stutzen30 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Ablaufschlauches angeformt. - Die
4 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Verdichter10 , an welchem der Kondensatverdunster gemäß den1 bis3 angebracht ist. Die5 zeigt den in4 gezeigten Verdichter10 in Frontalansicht. - Der Verdichter
10 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche14 auf. An der Vorderseite des Verdichters10 ist ein Tropfenabscheider46 angebracht. Der Tropfenabscheider46 ist über einen Rohrbogen48 mit dem Verdichter10 verbunden. - Die
6 zeigt in schematischer Draufsicht den Verdichter10 gemäß den4 und5 . - Der Aufnahmeraum
12 des Kondensatverdunsters ist in thermischem Kontakt mit dem Verdichter10 angeordnet. Dabei liegt der Aufnahmeraum12 an der Mantelfläche14 des Verdichters an. Der als Auffangrinne ausgebildete Aufnahmeraum12 liegt mit seiner dünnen Innenwand16 direkt an der Mantelfläche14 des Verdichters10 an. Zusätzlich kann zwischen der Mantelfläche14 des Verdichters10 und der Innenwand16 des Aufnahmeraumes12 eine (nicht gezeigte) Wärmeleitpaste eingebracht sein. - Der Aufnahmeraum
12 umgreift die Mantelfläche14 des Verdichters10 etwa C-förmig, wobei die freien Enden36a und36b des Aufnahmeraumes12 mittels des Spannelementes40 gegenüber der Mantelfläche14 des Verdichters verspannt sind. - Das Spannelement
40 weist im Bereich des Rohrbogens48 eine Aussparung50 auf, durch die hindurch sich der Rohrbogen48 vom Verdichter10 zum Tropfenabscheider46 erstreckt. - Der in den
4 bis6 gezeigte Verdichter10 ist Teil eines (nicht gezeigten) Kühlgerätes, insbesondere für einen Schaltschrank. Der Kältekreislauf eines derartigen Kühlgeräts weist neben dem Verdichter10 zumindest noch einen Verdampfer und einen Verflüssiger auf. Das an dem Verdampfer anfallende Kondenswasser wird in den in den1 bis6 gezeigten Kondensatverdunster eingeleitet, dort durch die Abwärme des Verdichters10 erwärmt und dadurch verdampft.
Claims (12)
- Kondensatverdunster für ein Kühlgerät. das zumindest einen Verdampfer und einen Verdichter (
10 ) aufweist, mit einem Aufnahmeraum (12 ) für das in dem Kühlgerät anfallende, zu verdampfende Kondenswasser, der in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10 ) angeordnet ist und zur Erzeugung von Wasserdampf aus dem Kondenswasser durch die Abwärme des Verdichters (10 ) beheizt wird, wobei der Aufnahmeraum (12 ) die Mantelfläche (14 ) des Verdichters (10 ) etwa C-förmig teilweise umgreift und die freien Enden (36a ,36b ) des Aufnahmeraumes (12 ) durch Abschlusswände (38a ,38b ) verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (36a ,36b ) des Aufnahmeraumes (12 ) mittels eines Spannelements (40 ) gegenüber der Mantelfläche (14 ) des Verdichters (10 ) umfangsmäßig verspannbar sind. - Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden (
36a ,36b ) des Aufnahmeraumes (12 ) Ansätze (42a ,42b ) angeformt sind, an denen das Spannelement (40 ), insbesondere eine Federspange, in Eingriff bringbar ist. - Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (
12 ) an der Mantelfläche (14 ) des Verdichters (10 ) anliegt. - Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (
12 ) als eine Auffangrinne ausgebildet ist, die einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine an der Mantelfläche (14 ) des Verdichters (10 ) anliegende, dünne Innenwand (16 ), einen Boden (18 ) und eine Außenwand (20 ) aufweist, - Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand (
16 ) des Aufnahmeraumes (12 ) und der Mantelfläche (14 ) des Verdichters (10 ) eine Wärmeleitpaste einbringbar ist, - Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (
12 ) mit einem Zulaufschlauch verbindbar ist, der das Kondenswasser in den Aufnahmeraum (12 ) einleitet. - Kondensatverdunster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufschlauch im Wesentlichen senkrecht zum Boden (
18 ) des Aufnahmeraumes (12 ) gerichtet, durch ein Halteelement (22 ), insbesondere einen Kreuzstutzen, gehalten ist. - Kondensatverdunster nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (
18 ) des Aufnahmeraumes (12 ) ein Durchgangsloch (24 ) aufweist, an welchem ein in den Aufnahmeraum (12 ) hineinragendes Überlaufrohr (26 ) angeformt ist, wobei die Höhe des Überlaufrohres über dem Boden (18 ) des Aufnahmeraumes (12 ) geringer als die Höhe der Innen- bzw. Außenwand (20 ) des Aufnahmeraumes (12 ) ist. - Kondensatverdunster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Aufnahmeraum (
12 ) abgewandten Unterseite (28 ) des Bodens (18 ) an dem Durchgangsloch (24 ) ein rohrförmiger Stutzen (30 ) zur Aufnahme eines Ablaufschlauches angeformt ist. - Kondensatverdunster nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (
12 ) zumindest einen Bereich (32 ) mit einer Querschnittsverbreiterung aufweist, in welchem das Halteelement (22 ) des Zulaufschlauches und/oder das Überlaufrohr (26 ) angeformt sind. - Kondensatverdunster nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (
12 ) zumindest einen Bereich (34 ) mit einer Querschnittsverengung zur Erhöhung der Biegefähigkeit aufweist. - Kühlgerät, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter (
10 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondenswasser in einen Kondensatverdunster nach einem der Ansprüche 1 bis 11 einleitbar ist, wobei der Kondensatverdunster in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10 ) angeordnet ist.
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