DE102009021888A1

DE102009021888A1 - Wärmetauscher für ein Kühl- und/oder Gefriergerät

Info

Publication number: DE102009021888A1
Application number: DE102009021888A
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl.-Ing. Jendrusch (FH)
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Kühl- und/oder Gefriergerät, wobei der Wärmetauscher eine Mehrzahl von parallel von Kältemittel durchströmbaren oder durchströmten Kanälen aufweist, von denen jeder einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0, 25 mm bis 6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Kühl- und/oder Gefriergerät.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauschern ist eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Wärmetauschern in Form von Verdampfern und Verflüssigern im Einsatz.
Im Verdampferbereich sind Lamellen-, Rollbond- und Rohr-auf-Blech-Verdampfer übliche Bauarten.
Im Verflüssigerbereich sind häufige Bauarten Drahtrohr-, Rohr- und Lamellenverflüssiger.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Wärmetauscher für ein Kühl- und/oder Gefriergerät dahingehend weiterzubilden, dass die Temperaturverteilung und/oder die Effizienz und/oder das Geräuschverhalten und/oder die Leistungsdichte verbessert werden können.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher eine Mehrzahl von parallel von Kältemittel durchströmbaren oder durchströmten Kanälen aufweist, von denen jeder einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0,25 mm bis 6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, sogenannte „Minichannel-Profile” für einen Wärmetauscher eines Kühl- und/oder Gefriergerätes einzusetzen.
Die Strömungskanäle weisen vorzugsweise hydraulische Durchmesser in den vorgenannten Bereichen auf, wobei ein Bereich zwischen 1 mm bis 4 mm für den hydraulischen Durchmesser besonders bevorzugt ist.
Durch den Einsatz von Minichannel-Profilen läßt sich eine gute Leistungsdichte und dadurch eine Platzersparnis gegenüber bekannten Wärmetauschern erzielen.
Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die gegenüber bekannten Wärmetauschern reduzierte Füllmenge mit Kältemittel.
Auch läßt sich durch den Einsatz der genannten Minichannel-Profile der Vorteil erzielen, dass eine verbesserte Temperaturverteilung, eine bessere Effizienz bzw. geringere Geräusche beim Betrieb des Wärmetauschers erzielt werden können.
Die von Kältemittel durchströmten Kanäle können auf einem Profil angeordnet sein oder Bestandteil eines Profils sein oder ein Profil ausbilden.
Das Profil kann beispielsweise als Platte oder als gewinkeltes Profil ausgeführt sein. Denkbar ist es beispielsweise, das Profil als ebene Platte vorzusehen, die als Verflüssiger oder als Verdampfer eingesetzt wird. Ebenso ist es denkbar, das Profil beispielsweise als gewinkeltes Profil, wie z. B. als L-förmig, U-förmig oder als kastenförmig ausgebildetes Profil auszuführen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Profil um ein Aluminiumprofil. Dementsprechend sind auch die Wandungen der Strömungskanäle vorzugsweise aus Aluminium ausgeführt.
Denkbar ist es weiterhin, dass es sich bei dem Profil um ein extrudiertes Profil handeln. Dabei ist es möglich, dass die Strömungskanäle sowie eine diese tragende bzw. verbindende Struktur einstückig ausgeführt sind und gemeinsam beispielsweise durch Extrusion hergestellt werden.
Grundsätzlich ist von der Erfindung auch umfaßt, dass die Strömungskanäle von einer diese tragenden Struktur getrennt hergestellt werden und sodann mit dieser z. B. durch Schweißen, wie etwa Laserschweißen oder Ultraschallschweißen verbunden werden.
Bei dem Profil kann es sich beispielsweise um ein durch Multi-Port-Extrusion (MPE) erhaltenes Profil handeln.
Ein Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus einem einzigen Profil bestehen. Dieses Profil weist erfindungsgemäß eine Mehrzahl (zwei oder mehr als zwei) Strömungskanäle auf, die parallel von Kältemittel durchströmt werden.
Auch ist es denkbar, dass ein Wärmetauscher aus zwei oder mehr als zwei Profilen zusammengesetzt ist, die vorzugsweise fest miteinander in Verbindung stehen.
In diesem Fall sind die Strömungskanäle der einzelnen Profile derart miteinander verbunden, dass das Kältemittel von einem Profil zu einem oder mehreren benachbarten Profilen zu strömen vermag.
Besteht der Wärmetauscher aus mehreren Profilen, können diese derart miteinander verbunden sein, dass sie seriell und/oder parallel von dem Kältemittel durchströmt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Bei dem Wärmetauscher des Kühl- und/oder Gefriergerätes kann es sich beispielsweise um den Verflüssiger und/oder um den Verdampfer des Gerätes handeln.
Dabei kann der Verflüssiger und/oder Verdampfer als Lamellenverflüssiger bzw. -verdampfer ausgeführt sein.
Der Verflüssiger kann zum Beispiel als Rohrverflüssiger oder Drahtrohrverflüssiger ausgeführt sein.
Bei dem Verdampfer kann es sich um einen Rohr-auf-Blech-Verdampfer oder um einen gewickelten Verdampfer handeln.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Zum Aufbau des Verflüssigers und/oder des Verdampfers eines Kühl- und/oder Gefriergerätes werden sogenannte Minichannel-Profile verwendet. Diese weisen zwei oder mehr als zwei parallel von Kältemittel durchströmte Strömungskanäle auf, die im Querschnitt beispielsweise rund, halbkreisförmig, oval oder auch polygon ausgeführt sein können. Grundsätzlich sind auch andere Querschnittsformen der Strömungskanäle von der Erfindung mit umfasst.
Der hydraulische Durchmesser eines einzelnen Strömungskanals liegt im Bereich zwischen 1 mm und 4 mm, beispielsweise im Bereich zwischen 2 mm und 3 mm.
Die Strömungskanäle sind integrale Bestandteile eines extrudierten Profils, das beispielsweise plattenförmig ausgeführt sein kann.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Strömungskanäle nach deren Herstellung mit einer diese tragenden Struktur zu verbinden.
Als Wärmetauscher kommt beispielsweise ein Aluminium-Profil in Betracht, das durch das Verfahren des MPE (Multi-Port-Extrusion) erhalten wird und das einstückig sowohl die Grundstruktur als auch die darin befindlichen Strömungskanäle aufweist. Die Kanäle können auf Höhe der Grundstruktur, wie etwa einer Platte oder dergleichen angeordnet sein, d. h. die plattenförmigen Abschnitte erstrecken sich jeweils beidseitig der Strömungskanäle. Auch ist es denkbar, dass sich die Strömungskanäle oberhalb oder unterhalb von einer diese tragenden Grundstruktur befinden.
Die Strömungskanäle werden parallel von Kältemittel durchströmt.
Zum Aufbau eines Verflüssigers oder Verdampfers können ein oder mehrere dieser Profile vorgesehen sein.
Ein gesamter Minichannel-Verdampfer oder -verflüssiger kann beispielsweise aus mehreren dieser Profile bestehen, die parallel und/oder seriell durchströmt werden. Die Anordnung der Profile zueinander wird so gewählt, dass die gewünschte Leistungsdichte des Verflüssigers oder des Verdampfers erzielt wird. Die Verbindung der einzelnen Profile erfolgt durch eine Verbindungstechnik, durch die sichergestellt wird, dass die Strömungskanäle der einzelnen Profile zuverlässig und dicht in Strömungsverbindung stehen. In Betracht kommt beispielsweise Löten oder Schweißen.
Denkbar ist der Einsatz der Wärmetauscher als optimierter Lamellenverdampfer, gewickelter Verdampfer, Rohr-auf-Blech-Verdampfer, Lamellenverflüssiger, Rohrverflüssiger bzw. Drahtrohrverflüssiger.

Claims

Wärmetauscher für ein Kühl- und/oder Gefriergerät, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine Mehrzahl von parallel von Kältemittel durchströmbaren oder durchströmten Kanälen aufweist, von denen jeder einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0,25 mm bis 6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm aufweist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle auf einem Profil angeordnet sind oder Bestandteil eines Profils sind oder ein Profil bilden.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil als Platte oder als gewinkeltes Profil ausgeführt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Profil um ein Aluminiumprofil handelt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Profil um ein extrudiertes Profil handelt.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Profil um ein durch Multi-Port-Extrusion erhaltenes Profil handelt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus einem einzigen Profil besteht.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus mehreren Profilen besteht, die miteinander in Strömungsverbindung stehen.
Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Profile unlösbar miteinander in Verbindung stehen.
Wärmetauscher nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Profile seriell oder parallel durchströmt werden.
Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Wärmetauscher um den Verflüssiger und/oder um den Verdampfer des Gerätes handelt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger und/oder Verdampfer als Lamellenverflüssiger bzw. -verdampfer ausgeführt ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger als Rohrverflüssiger oder Drahtrohrverflüssiger ausgeführt ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verdampfer um einen Rohr-auf-Blech-Verdampfer oder um einen gewickelten Verdampfer handelt.