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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, der einen Kompressor, einen Kondensator, ein Kapillarrohr und einen Verdampfer aufweist.
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Bei solchen Kühl- und/oder Gefriergeräten können Blockaden des Kapillarrohrs auftreten, durch welche die Gerätefunktion beeinträchtigt wird. Diese Blockaden können durch die Viskosität des Kompressoröls vor der Kältemitteleinspritzstelle und/oder durch den Verflüssigungsdruck bedingt sein. Dieses Problem tritt dabei insbesondere bei hocheffizienten Geräten und/oder beim Unterschreiten eines gewissen Durchflusses durch das Kapillarrohr auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kühl- und/oder Gefriergerät zur Verfügung zu stellen, welches zuverlässiger arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Kühl- und/oder Gefriergerät weist einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor, einem Kondensator, einem Kapillarrohr und einem Verdampfer auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kapillarrohr einen ersten Bereich mit einem ersten Innendurchmesser d1 und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Innendurchmesser d2 aufweist, wobei der erste Innendurchmesser d1 kleiner ist als der zweite Innendurchmesser d2.
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Der zweite Bereich mit dem größeren Innendurchmesser d2 hat eine geringere Tendenz zum Blockieren. Dieser Bereich kann daher an besonders blockadegefährdeten Stellen des Kapillarrohrs angeordnet werden. Der hierdurch reduzierte Durchflußwiderstand des Kapillarrohrs wird dann durch den ersten Bereich mit dem kleineren Innendurchmesser d1 ausgeglichen, welcher an einer weniger blockadegefährdeten Stelle angeordnet wird. Hierdurch ergibt sich bei gleichem Gesamtdurchflußwiderstand eine geringere Blockadegefahr als bei bekannten Kapillarrohren mit einem konstanten Innendurchmesser.
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Vorteilhafterweise wird der zweite Bereich im Kältemittelkreislauf nach dem ersten Bereich angeordnet. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass entlang des Kapillarrohrs ein Druckabfall auftritt, welcher dazu führt, dass im näher am Verdampfer angeordneten Bereich des Kapillarrohrs leichter Blockaden auftreten können als im näher am Kompressor angeordneten Bereich. Dieser verstärkten Tendenz zur Blockade wird entgegengewirkt, indem der zweite Bereich mit dem größeren Innendurchmesser d2 nach dem ersten Bereich mit dem kleineren Innendurchmesser d1 und damit näher zum Verdampfer hin angeordnet wird.
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Hierdurch können Blockaden auch bei hocheffizienten Kühl- und/oder Gefriergeräten mit sehr niedrigen Verflüssigungstemperaturen und entsprechend geringen Verflüssigungsdrücken sicher vermieden werden. Durch den zunächst kleineren Innendurchmesser und den darauffolgenden größeren Innendurchmesser d2 kann es auch bei solchen hocheffizienten Kompressoren mit geringen Verflüssigungsdrücken nicht zu einer Blockade des Kapillarrohrs kommen.
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Vorteilhafterweise endet dabei der zweite Bereich mit dem größeren Innendurchmesser d2 an einer Einspritzstelle in den Verdampfer. Durch den größeren Innendurchmesser in diesem Bereich kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Viskosität des Kompressoröls vor der Kältemitteleinspritzstelle in den Verdampfer ansteigt. Durch den größeren Durchmesser in diesem Bereich können Verstopfungen oder Blockaden vermieden werden, welche ansonsten durch die höhere Viskosität hervorgerufen würden.
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Weiterhin vorteilhafterweise ist der erste Bereich im Anschluss an den Kondensator oder einen Trockner im Kältemittelkreislauf angeordnet. Der Kältemittelkreislauf umfasst dann vorteilhafterweise folgende Komponenten in der folgenden Reihenfolge: Kompressor, Kondensator, ggf. Trockner, erster Bereich des Kapillarrohrs, zweiter Bereich des Kapillarrohrs, Verdampfer. Vorteilhafterweise schließt der zweite Bereich dabei direkt an den ersten Bereich an.
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Der Innendurchmesser d2 im zweiten Bereich wird erfindungsgemäß größer gewählt, als dies für die optimale Einstellung des Durchflusses durch das Kapillarohr bei konstantem Durchmesser notwendig wäre. Hierdurch reduziert sich der Durchflußwiderstand des Kapillarrohrs im zweiten Bereich. Um dennoch den gewünschten optimalen Durchfluß im Kapillarrohr zu erzielen, muss der restliche Teil des Kapillarrohrs mit einem kleineren Innendurchmesser ausgestattet werden, als dies für die Einstellung eines optimalen Durchflusses bei konstantem Durchmesser notwendig wäre.
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Vorteilhafterweise weisen die Innendurchmesser d1 und d2 des ersten und des zweiten Bereichs dabei ein Verhältnis von 1 < d2/d1 < 10, vorteilhafterweise von 1 < d2/d1 < 5, weiterhin vorteilhafterweise von 1 < d2/d1 < 2 auf.
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Die Verhältnisse der Innendurchmesser d1 und d2 müssen dabei unter Berücksichtigung der Länge l1 des ersten Bereichs und der Länge l2 des zweiten Bereichs so gewählt werden, dass trotz des Unterschieds im Innendurchmesser ein optimaler Durchflußwiderstand durch das gesamte Kapillarrohr erreicht wird.
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Vorteilhafterweise weist dabei die Länge l1 des ersten Bereichs zur Länge l2 des zweiten Bereichs ein Verhältnis von 0,01 < l1/l2 < 100, vorteilhafterweise von 0,1 < l1/l2 < 10, weiterhin vorteilhafterweise von 0,3 < l1/l2 < 3 auf.
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Weiterhin vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße Kapillarrohr zwei Kapillarrohrabschnitte mit jeweils im wesentlichen konstantem Innendurchmesser, welche separat hergestellt und zur Bereiststellung des ersten und des zweiten Abschnitts miteinander verbunden werden. Durch die Verwendung von zwei miteinander verbundenen Rohren mit jeweils unterschiedlich großen Innendurchmessern lässt sich das erfindungsgemäße Kapillarrohr mit dem ersten und dem zweiten Bereich mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser einfach und kostengünstig bereitstellen.
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Vorteilhafterweise werden die beiden Kapillarrohrabschnitte dabei an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden. Alternativ können die beiden Kapillarrohrabschnitte jedoch auch über ein oder mehrere weitere Abschnitte, insbesondere über ein oder mehrere weitere Kapillarrohrabschnitte verbunden werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Bereich des Kapillarrohrs zumindest in einem Teilbereich seiner Länge an oder in einer weiteren Komponente des Kältemittelkreislaufs geführt ist, insbesondere an oder in einer Leitung des Kältemittelkreislaufs. Die Führung des Kapillarrohrs kann dabei der mechanischen Stabilität und/oder der Wärmeübertragung dienen. Vorteilhafterweise ist es dabei der zweite Bereich des Kapillarrohrs mit dem größeren Innendurchmesser d2, der zumindest in einem Teilbereich seiner Länge in oder an der einer weiteren Komponente des Kältemittelkreislaufs geführt ist, insbesondere an oder in einer Leitung des Kältemittelkreislaufs.
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Vorteilhafterweise ist dabei der erste und/oder der zweite Bereich des Kapillarrohrs zumindest in einem Teilbereich seiner Länge in oder an der Saugleitung vom Verdampfer zum Kompressor geführt. Vorteilhafterweise ist es dabei der zweite Bereich des Kapillarrohrs mit dem größeren Innendurchmesser d2, der zumindest in einem Teilbereich seiner Länge in oder an der Saugleitung vom Verdampfer zum Kompressor geführt ist.
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Der erste und/oder zweite Bereich des Kapillarrohrs kann dabei auf der Leitung des Kältemittelkreislaufs, insbesondere auf der Saugleitung aufgelötet oder aufgeschrumpft sein.
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Alternativ kann der erste und/oder zweite Bereich des Kapillarrohrs auch in der Leitung des Kältemittelkreislaufs, insbesondere in der Saugleitung geführt sein. Vorteilhafterweise ist der erste und/oder zweite Bereich des Kapillarrohrs dabei koaxial in der Leitung geführt.
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Während der eine Bereich des Kapillarrohrs zumindest in einem Teilbereich seiner Länge an oder in einer weiteren Komponente des Kältemittelkreislaufs geführt ist, ist der andere Bereich vorteilhafterweise nicht an dieser weiteren Komponente geführt. Dies vereinfacht die Herstellung bzw. Montage.
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Vorteilhafterweise ist dabei der erste Bereich mit dem kleineren Innendurchmesser d1 im Gegensatz zum zweiten Bereich von dem Kondensator oder einem Trockner im wesentlichen frei zum zweiten Bereich geführt.
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Vorteilhafterweise ist das Kapillarrohr im Bereich der Verbindungsstelle des ersten und des zweiten Bereichs nicht an der weiteren Komponente, insbesondere nicht an der Leitung befestigt. Hierdurch lässt sich das Kapillarrohr problemlos herstellen bzw. montieren.
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Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Kühl- und/oder Gefriergeräts, wie es oben dargestellt wurde. Das Verfahren ist dabei gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kapillarrohrs mit einem ersten Bereich mit einem ersten Innendurchmesser d1 und einem zweiten Bereich mit einem zweiten Innendurchmesser d2 zur Herstellung des Kältemittelkreislaufs des Kühl- und/oder Gefriergeräts, wobei der erste Innendurchmesser d1 kleiner ist als der zweite Innendurchmesser d2. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird damit ein erfindungsgemäßes Kühl- und/oder Gefriergerät zur Verfügung gestellt.
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Vorteilhafterweise werden dabei zur Bereitstellung des Kapillarrohrs zwei Kapillarrohrabschnitte mit unterschiedlichem Innendurchmesser separat hergestellt und an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden. Durch die Verwendung zweier Kapillarrohrabschnitte mit jeweils unterschiedlichem, (insbesondere unterschiedlichem aber jeweils im wesentlichen konstanten) Innendurchmessern lässt sich das erfindungsgemäße Kapillarrohr kostengünstig herstellen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht dabei durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kapillarrohrs einen zuverlässigen Betrieb eines Kühl- und/oder Gefriergeräts, bei welchem Blockaden des Kapillarrohrs vermieden werden können. Die vorliegende Erfindung gewährleistet dabei durch die Verwendung eines Kapillarrohrs mit zwei Bereichen mit unterschiedlich großen Innendurchmessern insbesondere bei hocheffizienten Geräten mit sehr niedrigen Verflüssigungstemperaturen und/oder sehr geringen Verflüssigungsdrücken einen zuverlässigen Betrieb.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels sowie Zeichnungen näher dargestellt. Dabei zeigen:
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1: das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergeräts und
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2: die Anordnung des erfindungsgemäßen Kapillarrohrs in einer vergrößerten Ansicht.
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1 zeigt den Kältemittelkreislauf eines Ausführungsbeispieles eines Kühl- und/oder Gefriergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung. Der Kältemittelkreislauf umfasst dabei einen Kompressor 1, einen Kondensator 2, einen Trockner 3 und einen Verdampfer 4. Zwischen dem Trockner 3 und dem Verdampfer 4 ist ein Kapillarrohr 5 angeordnet.
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Das Kältemittel wird im Kompressor 1 komprimiert, im Kondensator unter Abgabe von Wärme kondensiert und im Trockner 3 getrocknet und gereinigt. Durch das Kapillarrohr 5 wird das im Kondensator 2 verflüssigte Kältemittel nun zum Verdampfer 4 geleitet, wo es an einer Einspritzstelle 10 aus dem Kapillarrohr 5 in ein Verdampferrohr mit erheblich höherem Innendurchmesser fließt. Durch die hierdurch bewirkte Entspannung des Kältemittels kühlt sich dieses ab und kann so im Verdampfer 4 Wärme aus einem Innenbehälter des Kühl- und/oder Gefriergeräts aufnehmen. Vom Verdampfer 4 aus fließt das verdampfte Kältemittel über ein Saugrohr 9 zum Kompressor 1, wo es wiederum komprimiert wird. Das Kapillarrohr wirkt demgemäß sowohl als Kältemittelleitung als auch als Drossel für das Kältemittel.
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Es versteht sich, dass 1 die Anordnung der Komponenten des Kältemittelkreislaufs nur schematisch zeigt und auch andere Konfigurationen möglich sind, insbesondere dahingehend, dass weitere zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise weitere Kapillarrohre, weitere Verdampfer z. B. für ein Kühlfach und ein Gefrierfach, oder weitere Leitungskomponenten oder Steuerkomponenten vorgesehen sein können.
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Erfindungsgemäß weist das Kapillarrohr 5 nun einen ersten Bereich 6 mit einem ersten Innendurchmesser d1 und einen zweiten Bereich 7 mit einem zweiten Innendurchmesser d2 auf, wobei der erste Innendurchmesser d1 kleiner ist als der zweite Innendurchmesser d2. Dabei ist der zweite Bereich 7 im Kältemittelkreislauf hinter dem ersten Bereich 6 angeordnet.
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Der erste Bereich 6 mit dem kleineren Durchmesser d1 schließt an den Trockner 3 an, während der zweite Bereich 7 an der Einspritzstelle 10 in den Verdampfer 4 endet. Der erste Bereich 6 und der zweite Bereich 7 sind an einer Verbindungsstelle 8 miteinander verbunden.
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Der erste Bereich 6 besteht aus einem Kapillarrohrabschnitt mit einem ersten, im wesentlichen konstanten Innendurchmesser d2, der zweite Bereich aus einem zweiten Kapillarrohrabschnitt mit einem ebenfalls im wesentlichen konstanten, größeren Innendurchmesser d2. Die beiden Kapillarrohrabschnitte sind an der Verbindungsstelle 8 miteinander verbunden. Durch die Verwendung von zwei separaten, miteinander verbundenen Rohrabschnitten lässt sich das erfindungsgemäße Kapillarrohr einfach und kostengünstig herstellen.
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Ohne die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kapillarrohrs mit zwei Bereichen mit unterschiedlichem Innendurchmesser würde insbesondere hocheffizienten Geräten beim Unterschreiten eines gewissen Durchflusses eine Blockade der Kapillare auftreten, durch die die Gerätefunktion beeinträchtigt würde.
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Die vorliegende Erfindung wird dabei insbesondere bei hocheffizienten Geräten eingesetzt, da diese sehr niedrige Verflüssigungstemperaturen und damit auch sehr geringe Verflüssigungsdrücke einsetzen. Die Ursache für Blockaden scheint dabei neben dem niedrigen Verflüssigungsdruck der Anstieg der Viskosität des Kompressoröls vor der Kältemitteleinspritzstelle in den Verdampfer zu sein. Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Kältemitteleinspritzstelle das Kapillarohr einem größeren Durchmesser d2 aufweist als im übrigen Kapillarrohr. Der Durchmesser d2 ist dabei größer gewählt, als für die optimale Einstellung des Durchflusses bei konstantem Innendurchmesser notwendig wäre. Durch den größeren Innendurchmesser hat das Kapillarrohr eine geringere Tendenz zu blockieren. Der Durchflußwiderstand des Kapillarrohrs reduziert sich hierdurch jedoch mit der Erweiterung des Innendurchmessers vor der Kältemitteleinspritzstelle. Um dennoch den gewünschten optimalen Durchfluß durch die gesamte Kapillare zu erzielen, muss der restliche Teil des Kapillarrohrs mit einem entsprechend kleineren Innendurchmesser d1 ausgestattet werden.
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Die vorliegende Erfindung kann dabei auch bei Geräten eingesetzt werden, bei welchen das Kapillarrohr zumindest teilweise an oder in einer weiteren Komponente des Kältemittelkreislaufs geführt ist, insbesondere an oder in einer Kältemittelleitung. Vorteilhafterweise bildet der an der weiteren Komponente geführte Abschnitt einen Teil des ersten oder des zweiten Bereichs. Vorteilhafterweise ist dabei nur einer der beiden Bereiche zumindest teilweise an der weiteren Komponente geführt, vorteilhafterweise der zweite Bereich.
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Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der an der Saugleitung 9 vom Verdampfer 4 zum Kompressor 1 geführte Abschnitt des Kapillarrohrs einen Teil des zweiten Abschnitts mit dem größeren Durchmesser d2. Der erste Teil 6 mit dem kleineren Innendurchmesser d1 bildet dabei den restlichen Teil des Kapillarrohrs. Dabei ist die Verbindungsstelle 8 zwischen den beiden Abschnitten nicht an der Saugleitung befestigt. Dies erlaubt wiederum eine einfache Montage.
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In 2 ist dabei nochmals im Detail dargestellt, wie die beiden Abschnitte des Kapillarrohrs angeordnet sind. Der erste Abschnitt 6 des Kapillarrohrs mit dem kleineren Innendurchmesser d1 ist dabei an den Trockner 3 im Kältemittelkreislauf angeschlossen. Der erste Abschnitt 6 steht an der Verbindungsstelle 8 mit dem zweiten Abschnitt 7 mit dem größeren Innendurchmesser d2 in Verbindung. Der zweite Abschnitt 7 verläuft zur Einspritzstelle 10 in den Verdampfer 4. Die Saugleitung 9 verläuft dagegen vom Verdampfer 4 zum Kompressor 1.
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Der zweite Bereich 7 ist dabei in einem Teilbereich seiner Länge an der Saugleitung 9 geführt. Hierfür ist er auf der Leitung 9 aufgelötet oder aufgeschrumpft.
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Alternativ könnte die vorliegende Erfindung auch bei Geräten zum Einsatz kommen, bei denen das Kapillarrohr koaxial im Saugrohr geführt werden. In diesem Fall wäre der zweite Bereich mit dem größeren Innendurchmesser d2 koaxial im Saugrohr geführt.
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Durch die vorliegende Erfindung lässt sich mit einfachen Mitteln ein Blockieren des Kapillarrohrs insbesondere bei hocheffizienten Kühl- und/oder Gefriergeräten verhindern.
