-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät bzw. ein Kühlgerät mit einem
Gehäuse,
das einen gegenüber
der Umgebung gekühlten
Innenraum einschließt.
Dieses Gehäuse
weist wenigstens ein Sichtfenster auf, durch welches Einblick in
den gekühlten
Innenraum ermöglicht
ist. Ein Kältegerät der betreffenden
Art ist insbesondere ein Kühlschrank und/oder
ein Gefrierschrank.
-
Kältegeräte mit Sichtfenstern
finden z. B. in privaten Haushalten, insbesondere als Weinlagerschrank
im Einzel- und Großhandel,
in der Gastronomie und in Arztpraxen sowie Krankenhäusern Verwendung.
Durch das Sichtfenster hindurch können die im Innenraum befindlichen
und gekühlten
Gegenstände
oder Produkte betrachtet oder inspiziert werden, ohne dass hierzu
das Kältegerät geöffnet werden
muss. Kältegeräte mit Sichtfenstern
eignen sich somit optimal zur Bestandskontrolle oder auch zur Warenpräsentation.
Des Weiteren erfüllen
Sichtfenster in Kältegeräten auch
eine Designfunktion.
-
Problematisch
an Sichtfenstern in Kältegeräten ist,
dass diese beschlagen können.
So sammelt sich z. B. an der der Umgebung ausgesetzten Außenseite
Kondenswasser bzw. Tauwasser aus der Umgebungsluft an, da das Sichtfenster
quasi von innen gekühlt
wird und somit eine niedrigere Temperatur als die Umgebung aufweist.
Insbesondere im Bereich eines das Sichtfenster aufnehmenden Rahmenelements
des Gehäuses
bestehen Kältebrücken aus
dem gekühlten
Innenraum, so dass sich bevorzugt in diesen Übergangsbereichen Kondenswasser ansammelt.
Dies wird fälschlicherweise
als Qualitätsmangel
des Kältegeräts wahrgenommen.
-
Abhilfe
erzielt man derzeit durch Limitierung der Innentemperatur, um die
Temperaturdifferenz zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kältegeräts möglichst
gering zu halten. Darüber
hinaus kommen aufwändige
Rahmenkonstruktionen zum Einsatz, um das Sichtfenster thermisch
vom gekühlten
Innenraum zu entkoppeln. Ferner werden Dreifachverglasungen verwendet,
um die Temperatur der äußersten
Scheibe gleich der Umgebungstemperatur zu halten. Dies ist jedoch
aufwändig
und führt nur
bedingt zum Erfolg.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Möglichkeit
aufzuzeigen, an einem Kältegerät das Beschlagen
eines Sichtfensters und/oder der angrenzenden Bereiche zuverlässig zu
verhindern.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein Kältegerät gemäß Anspruch
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung löst
die Aufgabe ferner durch die im nebengeordneten Anspruch angegebene
Verwendung.
-
Erfindungsgemäß wird ein
Kältegerät vorgeschlagen,
mit einem Gehäuse,
das einen gegenüber der
Umgebung gekühlten
Innenraum einschließt
und das wenigstens ein Sichtfenster aufweist, wobei wenigstens ein
Sichtfenster und/oder ein dieses Sichtfenster aufnehmendes Rahmenelement
des Gehäuses
zumindest bereichsweise mit einer Flächenheizung versehen ist, die
ein lokales, homogenes Erwärmen
des Sichtfensters und/oder des Rahmenelements ermöglicht.
-
Die
insbesondere elektrisch betriebene Flächenheizung ermöglicht innerhalb
der beheizten Fläche
eine einheitliche Wärmeverteilung,
indem die beheizte Fläche
homogen erwärmt
wird. Dadurch kann ein hinsichtlich Kondenswasseransammlung gefährdeter
lokaler Bereich gleichmäßig erwärmt werden, so
dass dieser zumindest die Umgebungstemperatur aufweist, was die
Kondensation von Wasser aus der Umgebungsluft unterbindet. Vorteilhaft
reduziert die homogene Erwärmung
mögliche
Materialspannungen im Sichtfenster und/oder Rahmenelement. Das erfindungsgemäße Kältegerät kann für Klimaklassen bereit
gestellt werden, für
welche die bisherigen Kältegeräte mit Sichtfenster
nur eingeschränkt
tauglich waren. Dies sind insbesondere die Klimaklassen ST (Subtropen)
und T (Tropen). Ferner kann auf die eingangs genannten Abhilfemaßnahmen
verzichtet werden. An dem erfindungsgemäßen Kältegerät ist z. B. möglicherweise
eine einfache Doppelverglasung anstelle der o. g. Dreifachverglasung
ausreichend. Damit werden Materialkosten, Fertigungsaufwand und Gewicht
eingespart.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Flächenheizung
aus einer elektrisch leitfähigen
Heizlackschicht gebildet ist. Bei einer derartigen Heizlackschicht
fließt
der Strom über die
gesamte Fläche,
was den Vorteil hat, dass die Heizung auch dann noch funktioniert,
wenn die Lackschicht teilweise beschädigt ist. Die Heizlackschicht kann
z. B. aus einem leitfähigen
Kunststoff bestehen.
-
Besonders
bevorzugt ist die elektrisch leitfähige Heizlackschicht auf Basis
von Kohlenstoffnanoröhren
bzw. Nanokohlenstoffröhren
(Carbon Nano Tubes, CNT) gebildet. Kohlenstoffnanoröhren sind mikroskopisch
kleine röhrenförmige Gebilde
aus Kohlenstoff, die in den Heizlack eingebunden sind und welche
bei Anlegen einer elektrischen Spannung Wärme erzeugen können. Der
Durchmesser der Kohlenstoffnanoröhren
liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 nm, die Länge einzelner
Röhren
kann bis zu mehrere mm betragen. Die Kohlenstoffnanoröhren bilden
bevorzugt ein netzartiges Muster über die Fläche der Heizlackschicht, durch
die in alle Richtungen Strom fließen kann. Die Wärmeerzeugung
basiert z. B. auf einem Widerstandseffekt und/oder auf einem Schwingungseffekt
der Kohlenstoffnanoröhren.
Die Kohlenstoffnanoröhren
können
in ein geeignetes Trägermaterial
z. B. aus Kunststoff eingebettet sein.
-
In
vorteilhafter Weise kann ein derartiger Heizlack exakt auf einen
hinsichtlich von Kondenswasseransammlung kritischen Bereich des
Sichtfensters oder Rahmenelements als Heizlackschicht aufgebracht
werden. Das Aufbringen kann z. B. mittels eines Sprayverfahrens
oder Tauchverfahrens erfolgen. Angeschlossen an eine Spannungsquelle verwandelt
sich die Heizlackschicht in eine passgenaue Flächenheizung, die selbst dann
noch problemlos funktioniert, wenn die Heizlackschicht stellenweise
beschädigt
sein sollte. Da der Strom über
die gesamte Fläche
der Heizlackschicht fließt,
kommt es zu einer homogenen Erwärmung
dieser Fläche,
so dass die Heizlackschicht quasi in jedem Punkt gleich erwärmt wird.
Die Heizlackschicht speichert keine Wärme, so dass die elektrische
Energie fast vollständig
in nutzbare Wärme
umgewandelt wird, bei einer relativ geringen Leistungsaufnahme.
Zudem ermöglicht eine
derartige Heizlackschicht ein Beheizen bzw. Erwärmen in kürzester Zeit. In vorteilhafter
Weise kann die Heizlackschicht auch als mechanischer Korrosionsschutz
oder Feuchteschutz dienen, insbesondere beim Transport und der Zwischenlagerung
eines erfindungsgemäßen Kältegeräts.
-
Die
nachfolgenden Ausgestaltungen sind im Zusammenhang mit der oben
erläuterten
Heizlackschicht beschrieben. Diese treffen sinngemäß aber auch
auf eine erfindungsgemäße Flächenheizung ohne
eine solche Heizlackschicht oder einer andersartigen Heizlackschicht
zu.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Flächenheizung
bzw. Heizlackschicht transparent ist. Somit kann die Heizlackschicht
ohne Beeinträchtigung
auch in sichtbaren und sogar durchsichtigen Bereichen aufgebracht werden,
z. B. auf der Glasscheibe eines Sichtfensters. Der Heizlack kann
jedoch auch intransparent oder farbig ausgebildet und z. B. in nicht
durchsichtigen Bereichen wie dem Rahmenelement aufgebracht sein.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht
auf einer unmittelbar der Umgebung ausgesetzten Außenseite des
Sichtfensters und/oder des Rahmenelements aufgebracht ist. Hierzu
eignet sich insbesondere ein transparenter Heizlack. Die Heizlackschicht
kann jedoch auch auf einer Innenseite des Sichtfensters, insbesondere
bei einer oben erwähnten
Doppelverglasung, oder auf einer Rückseite des Rahmenelements
aufgebracht sein.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht
auf einer elektrisch isolierenden Unterlackschicht (Isolierlack)
aufgebracht ist. Dies ist z. B. bei einem metallischen Rahmenelement
bevorzugt. Dessen ungeachtet besteht die Möglichkeit, die Heizlackschicht über ein metallisches
Rahmenelement elektrisch zu kontaktieren. Eine Unterlackschicht
kann auch bei einem Rahmenelement aus Kunststoff verwendet werden und
dient hier z. B. der Verbesserung der Anhaftung.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht
mit einer Schutzlackschicht versiegelt ist. Die Schutzlackschicht
stellt einen mechanischen Schutz für die Heizlackschicht dar,
insbesondere falls diese auf einer Außenseite aufgebracht ist.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizlackschicht
mit einer Kleinspannung betreibbar ist. Unter einer Kleinspannung wird
eine Wechselspannung bis ca. 50 Volt Effektivwert und insbesondere
eine Gleichspannung bis ca. 120 Volt verstanden, die für einen
Menschen weitgehend ungefährlich
sind. Hierdurch kann die Betriebssicherheit verbessert werden. Die
Heizlackschicht könnte
jedoch ebenso auch mit einer normalen Netz-Niederspannung mit 220
Volt betrieben werden.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Erwärmungstemperatur
der Heizlackschicht einstellbar ist. Das Einstellen erfolgt bevorzugt
elektrisch, z. B. durch Verändern
der angelegten Spannung. Darüber
hinaus ist es auch möglich,
einzelne Heizlackfelder vorzusehen, die separat eingeschaltet und
ausgeschaltet werden können.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Steuereinheit
umfasst ist, die den Betrieb der Heizlackschicht steuert. Das Steuern umfasst
das Einschalten und Ausschalteng sowie das Einstellen der Erwärmungstemperatur.
Die Steuereinheit ist bevorzugt in die Kältegeräteelektronik integriert.
-
Bevorzugt
ist vorgesehen, dass wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur und/oder
Umgebungsfeuchte umfasst ist, der mit der Steuereinheit verbunden
ist. Die Steuerung bzw. Ansteuerung der Heizlackschicht mittels
der Steuereinheit soll in Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur und/oder der Umgebungsfeuchte (damit
ist vorrangig die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft gemeint)
erfolgen, um den Energieverbrauch so gering wie möglich zu
halten.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das (beschlagfreie)
Sichtfenster in einer Türe
oder Klappe des Gehäuses
angeordnet ist. Die Türe
kann als Schwenktüre
oder als Schiebetüre
ausgebildet sein. Ein solches Kältegerät wird auch
als Glastürgerät bezeichnet.
Die elektrische Kontaktierung der Heizlackschicht erfolgt z. B. über ein
Flachkabel (bei einer Schwenktüre)
oder eine Stromschiene (bei einer Schiebetüre).
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Kältegerät als Standgerät oder als
Einbaugerät
ausgebildet ist. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Haushaltsgerät, insbesondere
einen Kühlschrank,
Tiefkühlschrank
oder Weinlagerschrank.
-
Der
nebengeordnete Anspruch betrifft die Verwendung eines elektrisch
leitfähigen
Heizlacks auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren als Flächenheizung für ein Sichtfenster
oder ein dieses Sichtfenster aufnehmendes Rahmenelement eines Kältegeräts, wie
insbesondere eines Kühlschranks
oder Gefrierschranks. Hierzu gelten sinngemäß die obigen Ausführungen.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
-
1 eine
perspektivische Darstellung eines Kältegeräts mit einem Sichtfenster;
und
-
2 eine
schematische, perspektivische Darstellung eines kritischen Eckbereichs
des Sichtfensters aus 1, mit einer erfindungsgemäßen Flächenheizung.
-
1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Kältegeräts 10, bei dem es
sich z. B. um einen als Standgerät
ausgebildeten Kühlschrank,
Weinlagerschrank oder Gefrierschrank handeln kann. Das Kältegerät 10 weist
ein Gehäuse 12 auf,
das einen gekühlten
Innenraum umschließt
bzw. einschließt. An
der Frontseite des Gehäuses 12 ist
eine schwenkbare Türe 14 angeordnet, über die
eine Zugriffsmöglichkeit
zum gekühlten
Innenraum gegeben ist. In die Türe 14 ist
ein Sichtfenster 16 integriert, durch welches Einblick
in den gekühlten
Innenraum ermöglicht ist.
Das Sichtfenster 16 ist von einem Rahmen bzw. einem Rahmenelement 18 umgeben,
welcher bzw. welches das Sichtfenster 16 aufnimmt bzw.
einfasst. Zwischen dem Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18 kann
eine optionale Dichtung und/oder Isolierung 20 vorgesehen
sein. Abweichend hierzu kann ein Sichtfenster auch an einer anderen
Stelle des Gehäuses 12 angeordnet
sein, z. B. in einer Seitenwand.
-
In
Abhängigkeit
der Umgebungstemperatur und/oder der Umgebungsfeuchte kann es zur
Kondenswasserbildung bzw. Tauwasserbildung aus der Umgebungsluft
auf der Außenseite
des Sichtfensters 16 kommen, da dieses quasi von innen
gekühlt
wird und somit eine niedrigere Temperatur als die Umgebung aufweist.
Kritische Bereiche sind insbesondere die Übergangsbereichen zwischen
dem Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18,
da dort durch das Rahmenmaterial hindurch Kältebrücken aus dem gekühlten Innenraum
bestehen. Ein solcher kritischer Bereich ist strichliert umrandet
und mit 22 bezeichnet.
-
Um
die Ansammlung von Kondenswasser in einem kritischen Bereich 22 zu
vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
diesen Bereich mit einer Flächenheizung
auszustatten, die ein über
der betreffenden Fläche
homogenes Erwärmen
des Sichtfensters 16 und/oder des Rahmenelements 18 ermöglicht und
somit das für
die Kondenswasseransammlung ursächliche
Temperaturgefälle
zur Umgebung beseitigt. Eine solche Flächenheizung ist bevorzugt aus
einer elektrisch leitfähigen
Heizlackschicht gebildet. Dies wird nachfolgend anhand der 2 erläutert.
-
Die 2 zeigt
vergrößert den
kritischen Bereich 22 der 1. Das Sichtfenster 16,
hier als Doppelverglasung ausgeführt,
und das angrenzende Rahmenelement 18 sind auf ihren Außenseiten
jeweils bereichsweise mit einer durchsichtigen Heizlackschicht 26 und 28 auf
Basis von Kohlenstoffnanoröhren
beschichtet. Das Sichtfenster 16 und das Rahmenelement 18 weisen
getrennte Heizlackschichten 26 und 28 auf, die
elektrisch separat ansteuerbar sind. Stattdessen kann auch eine
Heizlackschicht ausgebildet sein, welche die Übergangsbereiche zwischen dem
Sichtfenster 16 und dem Rahmenelement 18 zusammenhängend beschichtet.
Die Heizlackschicht 26 auf dem Sichtfenster 16 ist
durch verdeckt platzierte Kontaktelemente 27a und 27b elektrisch
kontaktiert. Diese Kontaktelemente 27a und 27b können z.
B. in der optionalen Dichtung und/oder Isolierung 20 eingearbeitet
sein. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung fließt durch
die Heizlackschichten 26 und 28 ein Strom, der
mittels der im Heizlack enthaltenen Kohlenstoffnanoröhren in
Wärme umgewandelt
wird. Die Steuerung der Heizlackschichten 26 und 28 erfolgt
mittels einer Steuereinheit, die in die Kältegeräteelektronik integriert sein
kann. Im Übrigen
wird hier auf die obigen Ausführungen
verwiesen.
-
Um
die Haftung der Heizlackschicht 28 zu verbessern, ist auf
dem Rahmenelement 18 eine Unterlackschicht 30 aufgebracht.
Diese kann auch der elektrischen Isolierung dienen, falls z. B.
das Rahmenelement 18 aus einem metallischen Material gebildet
ist. Ferner kann über
einer Heizlackschicht 26 und/oder 28 eine zusätzliche
Schutzlackschicht aufgebracht werden.