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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem Gefrierbereich
zur Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln. Insbesondere kann es
sich bei dem Haushaltskältegerät dabei
um ein Gefriergerät
oder ein kombiniertes Gefrier- und Kühlgerät für den Gebrauch im Haushalt
handeln.
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Bei
bekannten Haushaltskältegeräten mit Gefrierbereich
zur Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln erfolgt das Einfrieren
von Gefriergut dadurch, dass das Gefriergut mit der kalten Luft
im Gefrierbereich in Kontakt steht und so mit einer relativ geringen Gefriergeschwindigkeit
durch die Luftkonvektion abgekühlt
wird. Lebensmittel gefrieren hierdurch nur langsam von außen nach
innen, so dass sich innerhalb des Lebensmittels ein Gefriergefälle ausbildet. Dies
führt dazu,
dass z. B. bei Fleisch die Zellen in Folge osmotischer Vorgänge schrumpfen,
wodurch sich beim späteren
Auftauen ein erhöhter
Tropfverlust bildet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Haushaltskältegerät zur Verfügung zu
stellen, bei welchem die Qualität
der Lebensmittel beim Gefriervorgang so gut wie möglich erhalten
bleibt.
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Erfindungsgemäß wird hierfür ein Haushaltskältegerät gemäß Anspruch
1 zur Verfügung
gestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Haushaltskältegerätes bilden
den Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Haushaltskältegerät mit einem
Gefrierbereich zur Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln weist erfindungsgemäß ein Fach zum
schnelleren Einfrieren von Lebensmitteln auf. Durch das erfindungsgemäße Fach
zum schnelleren Einfrieren kann das Gefriergut schneller und damit schonender
eingefroren werden, als dies bei bisherigen Haushaltsgeräten möglich ist.
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Insbesondere
handelt es sich bei dem Fach zum schnelleren Einfrieren um ein separates
Fach eines größeren Gefrierbereichs
des Haushaltskältegerätes. Neben
dem Fach zum schnelleren Einfrieren von Lebensmitteln sind damit
eines oder mehrere Fächer
zum Lagern des Gefriergutes vorgesehen, in welchen das Einfrieren
von Lebensmitteln langsamer erfolgen würde als im erfindungsgemäßen Fach.
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Vorteilhafterweise
weist das erfindungsgemäße Fach
dabei ein Element aus einem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität und hoher
spezifischer Wärmeleitfähigkeit
auf, mit welchem das Gefriergut zum beschleunigten Einfrieren in
direkten thermischen Kontakt gebracht werden kann und auf welchem
das Gefriergut vorteilhafterweise aufliegen kann. Durch den direkten
Kontakt zwischen dem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität und hoher
spezifischer Wärmeleitfähigkeit
kann dem Lebensmittel die Wärme
erheblich schneller entzogen werden, so dass es schneller eingefroren
werden kann als durch eine Luftkonvektion. Das Material hat dabei
vorteilhafterweise im Bereich der Sollgefriertemperatur, insbesondere
bei –18°C, eine spezifische
Wärmekapazität von mehr
als 100 J/kgK, vorteilhafterweise von mehr als 250 J/kgK und weiterhin vorteilhafterweise
von mehr als 550 J/kgK. Das Material kann hierdurch eine große Menge
an Wärme aus
dem Lebensmittel aufnehmen. Dabei kann es sich bei dem Material
um ein Latentwärmespeichermaterial
mit einem Schmelzpunkt im Bereich der Sollgefriertemperatur von
ca. –18°C handeln,
das heißt einem
Material, welches in diesem Bereich einen Phasenübergang zwischen der festen
und flüssigen Phase
aufweist und hierdurch bei dieser Temperatur viel Wärme aufnehmen
kann. Die hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit
ermöglicht
es dabei, durch den direkten thermischen Kontakt mit dem Gefriergut
große Mengen
an Wärme
in kurzer Zeit zu übertragen. Auch
dies ermöglicht
es, das Gefriergut besonders schnell einzufrieren. Vorteilhafterweise
weist das Material dabei eine Wärmeleitfähigkeit
von mehr als 3 W/mK auf, weiterhin vorteilhafterweise von mehr als 50
W/mK, weiterhin vorteilhafterweise von mehr als 200 W/mK.
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Bei
dem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität kann es sich dabei vorteilhafterweise um
ein Metall handeln, insbesondere um Aluminium. Alternativ kann es
sich um ein Latentwärmespeichermaterial
mit einem tiefen Schmelzpunkt handeln.
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Das
erfindungsgemäße Fach
kann vorteilhafterweise als Schubfach ausgeführt sein, welches in das Haushaltskältegerät einschiebbar
ist, wobei das Element im oder am Schubfach angeordnet oder anordenbar
ist. Zum Ein- und Ausschieben des Schubfachs sind dabei vorteilhafterweise
Führungselemente
und/oder Schienenelemente am Haushaltskältegerät zum Ein- und Ausschieben
des Schubfachs vorgesehen.
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Das
Schubfach kann dabei mit oder ohne einer außen liegende isolierende Schicht
ausgeführt sein.
Ebenso kann das Schubfach mit oder ohne Deckel ausgeführt sein.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist das Element doppelwandig ausgeführt und
enthält
in seinem inneren ein Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität insbesondere
im Bereich der Soll-Gefriertemperatur, wobei zumindest die dem Gefriergut
zugewandte Wand des Elements eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dies kann
dadurch erreicht werden, dass diese Wand besonders dünn ausgeführt ist.
Alternaiv oder zusätzlich
kann diese Wand aus einem Material mit hoher spezifischer Wärmeleitfähigkeit
bestehen. Vorteilhafterweise weist die Wand dabei einen Wärmeleitwert
von mehr als 100 W/K auf, weiterhin vorteilhafterweise von mehr
als 200 W/K, weiterhin vorteilhafterweise von mehr als 500 oder
1000 W/K auf. Solche Werte sind durch die Verwendung einer Wand aus
Kunststoff erreichbar, welche besonders dünn ausgeführt ist. Wird die Wand dagegen
aus einem Material mit hoher spezifischer Leitfähigkeit ausgeführt, so
sind Wärmeleitwerte
von mehr als 10000 W/K, weiterhin vorteilhafterweise von mehr als 100000
W/K möglich.
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Vorteilhafterweise
bildet erfindungsgemäß die dem
Gefriergut zugewandte Wand des Elements zumindest einen Teil der
Innenseite des Schubfaches. Hierdurch kann das in das Schubfach
gelegte Gefriergut problemlos in Kontakt mit dieser Wand gebracht
werden. Vorteilhafterweise nimmt die Wand dabei eine definierte
Fläche
des Bodens des Schubfaches ein, wobei diese Fläche vorteilhafterweise mehr
als 50%, weiterhin vorteilhafterweise mehr als 80%, und insbesondere
die gesamte Bodenfläche ausmacht.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist das Schubfach aus dem Haushaltskältegerät herausnehmbar und
als separate Kühlbox
einsetzbar. Vorteilhafterweise weist das Schubfach hierfür auf seiner
Außenseite
eine wärmeisolierende
Schicht auf. Weiterhin vorteilhafterweise weist das Schubfach hierfür ein verschließendes Element,
insbesondere einen Deckel, auf. Der Zugang zur Box kann dabei vorne und/oder
oben vorgesehen sein. Weiterhin vorteilhafterweise sind ein Tragelement,
insbesondere ein spezieller Griff vorgesehen. Weiterhin vorteilhafterweise
kann der Deckel abnehmbar ausgeführt
sein.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist die Gesamt-Wärmeaufnahme des Elements mit
hoher spezifischer Wärmekapazität bei einer
Temperaturveränderung
von der Soll-Gefriertemperatur,
insbesondere von –18°C, auf maximal –1°C größer als
die Wärmeabgabe
einer durchschnittlichen Gefriergutmenge, insbesondere von 3 kg
Fleisch oder Wasser, bei einer Temperaturveränderung von 20°C auf Soll-Gefriertemperatur,
und insbesondere mehr als das 1,5-fache und noch vorteilhafterweise
von mehr als 2-fache dieser Größe. Hierdurch
wird erreicht, dass die ge samte Wärme, welche eine durchschnittliche
Gefriergutmenge beim Einfrieren abgibt, von dem Element aufgenommen
werden kann, ohne dass dessen Temperatur über den Gefrierpunkt steigt.
Hierdurch kann erreicht werden, dass selbst ohne weitere Abkühlung durch
die Kühlvorrichtung
des Haushaltskältegerätes die
Temperatur im Inneren des Gefrierbereiches nicht über den
Gefrierpunkt steigt, wenn neues Gefriergut eingefroren werden soll.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist das Element mit hoher spezifischer Wärmekapazität fest in
das Schubfach integriert. Hierdurch ergibt sich ein einfach herzustellendes
Schubfach.
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Alternativ
kann das Element lösbar
mit dem Schubfach verbindbar sein, wozu vorteilhafterweise eine
entsprechende Aufnahme mit Haltemitteln an dem Schubfach vorgesehen
ist. Das Element ist hierdurch in das Schubfach integriert, kann
aber herausgenommen werden, so dass das Gefriergut direkt auf das
Element plaziert werden kann aber auch als ein normaler Kälteakku
genutzt werden kann. Das Element ist dabei vorteilhafterweise auf
dem Boden der Schublade angeordnet. Weiterhin kann das Element oder
weitere Elemente an den Seiten, als Deckel oder unterhalb des No-Frost-Verdampfers
plaziert werden. Wird das Element nicht am Boden des Gefrierfachs
plaziert, muss es leicht entnehmbar sein, damit es schnell und unkompliziert
mit dem Gefriergut in Kontakt gebracht werden kann.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weist das Element zumindest in einem Teilbereich
eine flexible Außenhülle auf
und kann sich an die Kontur des Gefriergutes anpassen. Hierzu ist
vorteilhafterweise entweder das Material im Inneren des Elements
im Bereich der Soll-Gefriertemperatur bereits flexibel, insbesondere
dickflüssig,
oder wird durch Auflegen des wärmeren
Gefrierguts geschmolzen und kann sich so an die Kontur des Gefriergutes
anpassen. Vorteilhafterweise ist das Element dabei so groß wie die
Fläche des
Schubfaches. Weiterhin vorteilhafterweise ist das Element dabei
faltbar und kann so leicht verstaut werden.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist das Element als verschließbarer Behälter ausgeführt, so dass es mit Gefriergut
befüllt
werden kann, wobei das Element in einem Fach, insbesondere einem
Schubfach des Haushaltskältegeräts angeordnet
werden kann. Dies ermöglicht
ein besonders einfaches Einfrieren des Gefrierguts, welches dann
auch in dem Behälter transportiert
werden kann.
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Weiterhin
vorteilhafterweise sind mehrere solche Elemente vorgesehen, welche
als verschließbare
Behälter
ausgeführt
sind, wobei die Elemente in einem Fach, insbesondere einem Schubfach
des Haushaltskältegeräts im wesentlichen
ohne Platzverlust neben und/oder übereinander anordenbar sind.
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Das
oder die Elemente, welche als verschließbare Behälter ausgeführt sind, können dabei auf ihrer Außenseite
eine wärmeisolierende
Schicht aufweisen.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu dem Element aus einem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität kann das
Haushaltsgerät
vorteilhafterweise einen Ventilator aufweisen, welcher kalte Luft
gezielt in das Fach zum schnelleren Einfrieren von Lebensmitteln
und dort auf das Gefriergut leitet. Hierzu kann ein separater Ventilator
vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein separater
Kühlluftkanal
vom Ventilator einer Verdampfer-Ventilator-Anordnung des gesamten
Gefrierbereichs vorgesehen sein. Auch hierdurch wird ein schnelleres
Einfrieren des Gefrierguts ermöglicht.
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Vorteilhafterweise
kann dabei der auf das Gefriergut strömende Gefrierluftstrom von
der Gerätesteuerung
des Haushaltskältegerätes steuerbar sein.
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Vorteilhafterweise
ist dabei ein Temperatursensor für
das Fach zum schnelleren Einfrieren und/oder das Gefriergut vorgesehen,
und eine Steuerung zur Ansteuerung des separaten Ventilators und/oder
des durch den separaten Kühlluftkanal
fließenden
Kühlluftstroms.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass die Gefriergeschwindigkeit
variabel einstellbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung kommt dabei vorteilhafterweise bei einem Haushaltskältegerät zum Einsatz,
in welchem ein Ventilator vorgesehen ist, der die zu kühlende Luft
am Verdampfer vorbeiführt.
Insbesondere ist der Verdampfer dabei in einem vom Gefrierbereich
separaten Kühlluftkanal
angeordnet, wobei die Luft durch den Ventilator von dem Verdampferbereich
zum Gefrierbereich transportiert wird bzw. umgekehrt vom Gefrierbereich
zum Verdampferbereich. Bei solchen Geräten erfolgte das Einfrieren
der Lebensmittel bisher allein über
die Kühlluft und
daher sehr langsam. Das erfindungsgemäße Fach zum schnelleren Einfrieren
von Lebensmitteln ermöglicht
es nun, auch bei solchen Haushaltskältegeräten Lebensmittel schnell und
schonend einzufrieren. Vorteilhafterweise wird dabei ein No-Frost-Verdampfer eingesetzt,
welcher eine Heizung aufweist, durch welche Feuchtigkeit, welche sich
am Verdampfer als Eis niederschlägt,
bei Bedarf oder in regelmäßigen Abständen abgetaut
werden kann. Der Vorteil eines solchen No-Frost-Verdampfers besteht
darin, dass ein langwieriger manueller Abtauprozeß entfallen
kann. Die Reinigung des Gerätes
ist dabei leicht möglich,
da im Gefrierraum kein oder kaum Eis anfällt.
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Alternativ
kann die vorliegende Erfindung jedoch auch bei statischen Gefrierfächern eingesetzt werden,
bei welchen der Verdampfer den Boden des Gefrierfachs bildet. Insbesondere
kann es sich bei dem Verdampfer dabei um einen Rohr-auf-Blech-Verdampfer, einen
gewickelten Verdampfer, einen Plattenverdampfer oder einen Draht-auf-Rohr-Verdampfer
handeln. Erfindungsgemäß ist dabei
ein Deckel vorgesehen, welcher über das
Gefriergut gestülpt
werden kann und mit seinem gesamten Rand formschlüssig auf
dem Verdampfer aufliegt. Hierdurch wird ein separates Fach zum schnelleren
Gefrieren in dem statischen Gefrierfach geschaffen, in welchem sich
das Gefriergut schneller einfrieren lässt. Der Deckel kann dabei
wiederum ein Element aus einem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität und/oder
hoher spezifischer Wärmeleitfähigkeit
enthalten, insbesondere aus Metall sein oder aus einem Latentwärmespeichermaterial bestehen.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Einfrieren
von Gefriergut in einem Haushaltskältegerät, wie es oben beschreiben
wurde, wobei das Gefriergut in das Fach zum schnelleren Einfrieren
eingebracht wird. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass
die Gefriergeschwindigkeit einstellbar ist. Insbesondere kann dies
durch Ansteuern eines separaten Ventilators und/oder durch Ansteuern
eines Luftkanals erfolgen. Zum Ansteuern des Luftkanals können dabei
Luftklappen vorgesehen sein.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie einer
Zeichnung näher
dargestellt.
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Dabei
zeigt
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit einem statischen Gefrierfach.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird ein spezielles Fach zur Verfügung gestellt,
durch welches Lebensmittel schonender bzw. schneller eingefroren
werden können,
als dies bei bisherigen Haushaltsgeräten möglich ist. Im folgenden werden
nun besondere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt:
Das Lebensmittel soll
dabei in einer ersten Ausführungsform
in dem Fach durch Kontakt mit einem Medium hoher Wärmekapazität und hoher
Wärmeleitfähigkeit
schneller eingefroren werden, als dies durch reine Luftkonvektion
möglich
ist. Dabei wird die Qualität
der Lebensmittel während
des Gefriervorgangs so gut wie möglich
erhalten, da die Ware sehr schnell gekühlt werden kann. Zudem sind
weitere Anwendungen des Fachs zum schnelleren Einfrieren möglich.
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Weiterhin
kann als Fach eine doppelwandige Schublade vorgesehen sein, welche
in das Haushaltskältegerät einschiebbar
ist. Die doppelwandige Schublade weist dabei ein Innen liegendes
Material mit hoher Wärmekapazität und hoher
Wärmeleitung auf.
Bei dem Material kann es sich dabei z. B. um Aluminium oder ein
Latentwärmespeichermaterial
mit einem tiefen Schmelzpunkt handeln, z. B. einem Schmelzpunkt
bei –18°C. Die Schublade
kann dabei mit oder ohne außen
liegender isolierender Schicht ausgeführt sein. Ebenso kann sie mit
oder ohne Deckel ausgeführt
sein.
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Dabei
kann die Möglichkeit
vorgesehen sein, die Schublade als Kühlbox zu nutzen. Hierzu können spezielle
Haltemöglichkeiten,
insbesondere ein spezieller Griff, und/oder ein abnehmbarer Deckel
vorgesehen sein. Die Schublade weist vorteilhafterweise außen eine
isolierende Schicht auf und ist als Box ausgeführt, indem sie mit einem verschließbaren Deckel
ausgestattet ist. Die Box kann dabei vorne und/oder oben zugänglich sein.
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Die
Wärmekapazität des Materials
mit hoher spezifischer Wärmekapazität ist dabei
mindestens so groß wie
die einer durchschnittlichen Gefriergutmenge, z. B. 3 kg Fleisch.
Idealerweise sollte sie 1,5 bis 2 mal so groß sein wie die des zu gefrierenden
Gutes. Die Wärmeleitfähigkeit
sollte ebenso deutlich größer sein
als die des zu gefrierenden Gutes, insbesondere um mindestens einen
Faktor 100. Rindfleisch weist dabei z. B. eine Wärmeleitfähigkeit von 1 W/mK auf, Aluminium
dagegen eine Wärmeleitfähigkeit
von 220 W/mK.
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Ebenso
kann ein Kälteakku
in Boxenform vorgesehen sein, in welche das Gefriergut gelegt werden
kann. Vorteilhafterweise weist die Box dabei einen verschließbaren Deckel
auf. Die Kälteakkus können dabei
in normale Gefrierschubladen gelegt werden. Die Größe der Boxen
ist vorteilhafterweise so gewählt,
dass mehrere Boxen ohne Platzverlust in einer Schublade gelagert
werden können.
Die Boxen können
mit oder ohne außen
liegender isolierender Schicht ausgeführt sein.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass der Kälteakku
sich flexibel dem Gefriergut anpassen kann. Hierfür ist die
Außenhülle des
Akkus nicht starr, sondern flexibel ausgeführt, so dass sich der Akku
an die Kontur des Gefriergutes anpassen kann. Insbesondere kann
dies erfolgen, indem das Gefriergut das Material, mit dem der Akku
gefüllt
ist, schmilzt. Der Akku kann dabei die Größe eines normalen Gefrierakkus
haben. Vorteilhafterweise weist der Akku jedoch eine Fläche auf,
welche der Bodenfläche
der Schublade entspricht. Vorteilhafterweise ist der Akku dabei
faltbar, so dass er trotz seiner großen Fläche so verstaut werden kann,
dass er dem Gefriergut keinen Platz wegnimmt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Kälteakku
in die Schublade integriert ist, aber aus dieser herausnehmbar ist,
so dass das Gefriergut direkt auf dem Akku plaziert werden kann,
dieser aber auch als normaler Kälteakku
genutzt werden kann. Der Akku kann dabei auf dem Boden der Schublade,
an den Seiten, als Deckel oder unterhalb des No-Frost-Verdampfers
plaziert werden. Wird er nicht am Boden plaziert, muss er leicht
entnehmbar sein, damit er schnell und unkompliziert mit dem Gefriergut
in Kontakt gebracht werden kann.
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Alle
die oben dargestellten Ausführungsformen
des Akkus weisen dabei ein Material mit hoher Wärmekapazität und hoher Wärmeleitung
auf und sind als separates Bauelement ausgeführt. Insbesondere kann der
Akku dabei komplett aus dem Material mit hoher Wärmekapazität bestehen oder dieses in seinem
Inneren enthalten. Vorteilhafterweise weist er dabei mindestens
eine Wand auf, welche eine hohe Leitfähigkeit aufweist.
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Weiterhin
kann ein zusätzlicher
Ventilator für das
erfindungsgemäße Fach
vorgesehen sein, der die kalte Luft direkt auf das Gefriergut bläst. Dabei kann
die Ventilatordrehzahl variabel sein. Ein zusätzlicher Sensor kann die Temperatur
des Gefrierguts überwachen.
Hierdurch ist es möglich,
die Gefriergeschwindigkeit variabel einstellbar zu machen. Insbesondere
kann dabei ein zusätzlicher
Ventilator für eine
Schublade vorgesehen sein.
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Alternativ
kann auch der Ventilator des No-Frost-Verdampfers genutzt werden.
Hierzu ist ein separater Luftkanal vorgesehen, über welchen die kalte Luft
auf das Gefriergut gebracht werden kann. Dieser Luftkanal kann mit
oder ohne Luftklappen gesteuert werden.
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Die
bisher beschriebenen Fächer
werden dabei vorteilhafterweise bei Haushaltskältegeräten zum Einsatz gebracht, bei
welchen die gekühlte
Luft durch einen Ventila tor bewegt wird und insbesondere bei Haushaltskältegeräten mit
No-Frost-Verdampfer.
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In 1 ist
dagegen eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung gezeigt, wie sie bei Haushaltskältegeräten mit
einem statischen Gefrierfach zum Einsatz kommen kann. Dabei bildet
der Verdampfer den Bodenbereich des Gefrierfachs. Der Verdampfer
kann dabei als Rohr-auf-Blech-Verdampfer, als gewickelter Verdampfer,
als Plattenverdampfer oder als Draht-auf-Rohr-Verdampfer ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß erfolgt
die Gefrierunterstützung
durch einen Deckel, der über
das Gefriergut gestülpt
wird und mit seinem Rand auf dem Verdampfer formschlüssig aufliegt.
Der Deckel kann dabei z. B. aus Metall sein oder ein Latentwärmespeichermaterial
umfassen. 1 zeigt dabei den Verdampfer 1,
das Gefriergut 2 sowie den Deckel 3, welcher über das
Gefriergut 2 gestülpt
wurde.