DE102009052558A1 - Cooling and/or freezing device, has prevention units comprising hot gas heater and heat-storage medium that is arranged such that fluctuations of temperature of heater and/or fluctuations of temperature of components of device are reduced - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit Mitteln zur Vermeidung oder Verringerung der Kondensatbildung an einem oder mehreren Bauteilen des Gerätes.The present invention relates to a refrigerator and / or freezer with means for preventing or reducing the formation of condensation on one or more components of the device.
Mittel zur Vermeidung bzw. zur Verringerung der Kondensatbildung an Kühl- und/oder Gefriergeräten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derzeit werden Heizungen verwendet, die die Oberflächentemperatur an den kritischen Stellen, d. h. an den zur Kondensatbildung neigenden Stellen soweit erhöhen, dass die entsprechende Oberflächentemperatur des fraglichen Bauteils die Taupunkttemperatur nicht unterschreitet.Means for preventing or reducing the formation of condensation on refrigerators and / or freezers are known from the prior art. At present, heaters are used which measure the surface temperature at the critical points, i. H. increase at the points that tend to form condensation, so that the corresponding surface temperature of the component in question does not fall below the dew point temperature.
Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren Heißgasheizungen bekannt, bei denen das aus dem Verdichter des Kältemittelkreislaufes austretende bzw. von diesem komprimierte, gasförmige Kältemittel zu Heizzwecken verwendet wird. Ein Nachteil der Verwendung einer Heißgasheizung besteht allerdings darin, dass sich in Abhängigkeit davon, ob der Kompressor in Betrieb ist oder steht, relativ große Temperaturunterschiede einstellen können. In der Kompressorstehzeit sinkt gegebenenfalls die Oberflächentemperatur des fraglichen Bauteils unter die Taupunkttemperatur, was eine Kondensatbildung zur Folge hätte. In diesem Fall ist die Minimaltemperatur während der Zeit, in der die Heizung nicht aktiv ist, verantwortlich für die Kondensatbildung.Furthermore, hot gas heaters are known from the prior art in which the gaseous refrigerant emerging from the compressor of the refrigerant circuit or compressed by it is used for heating purposes. A disadvantage of using a hot gas heater, however, is that depending on whether the compressor is in operation or is able to set relatively large temperature differences. In the compressor sitting time, the surface temperature of the component in question may drop below the dew point temperature, which would result in condensate formation. In this case, the minimum temperature during the time in which the heater is not active, responsible for the formation of condensation.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Kondensatbildung zuverlässig verhindert bzw. in ihrem Ausmaß verringert wird. Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass die Mittel wenigstens eine Heißgasheizung sowie ein oder mehrere wärmespeichernde Medien umfassen, wobei das oder die wärmespeichernden Medien derart angeordnet sind, dass sie Schwankungen der Temperatur der Heißgasheizung und/oder Schwankungen der Temperatur des Bauteils, dessen Kondensation verhindert bzw. verringert werden soll, verringern.The present invention is therefore the object of developing a refrigerator and / or freezer of the type mentioned in such a way that the condensation is reliably prevented or reduced in its extent. This object is achieved by a refrigerator and / or freezer with the features of claim 1. Thereafter, it is provided that the means comprise at least one hot gas heater and one or more heat-storing media, wherein the or the heat-storing media are arranged such that it prevents or reduce the fluctuations of the temperature of the hot gas heater and / or fluctuations in the temperature of the component, the condensation be reduced.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, die Heißgasheizung derart mit einem wärmspeichernden Material zu koppeln, dass die eingangs genannten Temperaturschwankungen bzw. Temperaturwerte unterhalb des Taupunktes möglichst gering gehalten bzw. vermieden werden.According to the invention, it is thus provided to couple the hot gas heating with a heat-storing material in such a way that the temperature fluctuations or temperature values mentioned at the beginning are kept as low as possible below the dew point or avoided.
Denkbar ist es, dass das oder die wärmespeichernden Medien einen oder mehrere Latentwärmespeicher umfassen.It is conceivable that the one or more heat-storing media include one or more latent heat storage.
In Betracht kommt beispielsweise Paraffin, jedoch sind auch andere Latentwärmespeichermedien einsetzbar. Der Vorteil von Latentwärmespeichermedien ist es, dass sie eine vergleichsweise große Wärmemenge aufnehmen und abgeben können.For example, paraffin may be used but other latent heat storage media may be used. The advantage of latent heat storage media is that they can absorb and release a comparatively large amount of heat.
Bei dem Medium kann es sich beispielsweise auch um Keramik handeln. In Betracht kommen jedoch auch andere wärmespeichernde Materialien.The medium may, for example, also be ceramic. However, other heat-retaining materials are also possible.
Denkbar ist es, dass der Latentwärmespeicher bzw. das oder die wärmespeichernden Materialien die Heißgasheizung bzw. Teile davon umgibt.It is conceivable that the latent heat storage or the or the heat-storing materials surrounding the hot gas heater or parts thereof.
Das wärmespeichernde Material nimmt während der Betriebszeit des Kompressors Wärme auf, was nicht nur den Vorteil mit sich bringt, dass Wärme gespeichert wird, sondern auch den Vorteil, dass ein zu rascher Temperaturanstieg an dem fraglichen Bauteil bzw. an dessen Oberfläche während der Kompressorlaufzeit verzögert und somit eine homogene Temperaturverteilung in örtlicher und/oder zeitlicher Hinsicht erzielt wird.The heat-storing material absorbs heat during the operating time of the compressor, which not only has the advantage that heat is stored, but also the advantage that too rapid a rise in temperature at the component in question or on the surface during the compressor delay time and Thus, a homogeneous temperature distribution in local and / or temporal terms is achieved.
Steht der Kompressor, d. h. wird kein Heißgas nachgeliefert, wird die Temperatur des fraglichen Bauteils zumindest an dessen Oberflächen auf einem Niveau gehalten, das oberhalb der Kondensationsgrenze liegt bzw. oberhalb der Taupunkttemperatur. Temperaturschwankungen werden somit verringert, was auch den Fall miteinschließen soll, dass überhaupt keine Temperaturschwankungen mehr auftreten.Is the compressor, d. H. If no hot gas is replenished, the temperature of the component in question is maintained at least at its surfaces at a level which is above the condensation limit or above the dew point temperature. Temperature fluctuations are thus reduced, which should also include the case that no more temperature fluctuations occur.
Bei dem fraglichen Bauteil des Gerätes, an dem die Kondensatbildung verhindert bzw. verringert werden soll, kann es sich beispielsweise um die Tür oder um die Klappe oder einen Teil davon handeln.In the component in question of the device at which the condensation is to be prevented or reduced, it may be, for example, the door or the flap or a part thereof.
Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann sich um jedes beliebige Bauteil des Gerätes, beispielsweise des Gerätekorpuses handeln, bei dem die Kondensatbildung zuverlässig verhindert werden soll.However, the invention is not limited thereto, but can be any component of the device, such as the device body, in which the formation of condensation should be reliably prevented.
Denkbar ist es beispielsweise, dass es sich bei dem wenigstens ein Bauteil des Gerätes um das Gerätegehäuse oder einen Teil des Gerätegehäuses handelt.It is conceivable, for example, that the at least one component of the device is the device housing or a part of the device housing.
Beispielsweise ist es denkbar, dass es sich bei dem Bauteil um eine Querverbindung des Gerätes, insbesondere um eine Querverbindung eines Kombinationsgerätes handelt.For example, it is conceivable that the component is a cross connection of the device, in particular a cross connection of a combination device.
Wie oben ausgeführt, kann das wenigstens eine wärmespeichernde Medium die Heißgasheizung teilweise oder vollständig umgeben.As stated above, the at least one heat-storing medium can partially or completely surround the hot gas heating.
Denkbar ist es beispielsweise, dass die Heißgasheizung in Form einer oder mehrerer Leitungen ausgeführt ist bzw. diese umfasst. Diese Leitungen können beispielsweise mäanderförmig angeordnet sein oder auch einfach in einer oder mehreren Schlaufen verlegt sein, wobei die konkrete Ausgestaltung der Heißgasheizung davon abhängt, welcher Wärmebedarf tatsächlich besteht. It is conceivable, for example, that the hot gas heater is designed in the form of one or more lines or includes these. These lines may for example be arranged meandering or simply be laid in one or more loops, the specific configuration of the hot gas heater depends on which heat demand actually exists.
Diese Leitungen können abschnittsweise oder vollständig beispielsweise von wärmespeichernden Medien umgeben sein.These lines may be partially or completely surrounded, for example, by heat-storing media.
Von der Erfindung ist alternativ oder zusätzlich der Fall umfasst, dass das oder die wärmespeichernden Medien an dem fraglichen Bauteil anliegen bzw. nur so einen geringen Abstand zu dem fraglichen Bauteil aufweisen, dass das gewünschte Temperaturniveau des Bauteils eingehalten werden kann.The invention includes, alternatively or additionally, the case that the one or more heat-storing media abut the component in question or have only a small distance to the component in question, that the desired temperature level of the component can be maintained.
Die wenigstens eine Heißgasheizung kann wenigstens eine Leitung umfassen, die an dem Bauteil anliegt, oder derart in dem Bereich des Bauteils angeordnet ist, dass Wärme von der Leitung zu dem Bauteil übergeht.The at least one hot gas heater can comprise at least one line which bears against the component or is arranged in the region of the component such that heat is transferred from the line to the component.
Das wenigstens eine wärmespeichernde Medium kann an dem Bauteil des Gerätes anliegen oder zumindest derart im Bereich des Bauteils angeordnet sein, dass die Temperatur des Bauteils durch das wärmespeichernde Medium beeinflußbar ist.The at least one heat-storing medium may rest on the component of the device or at least be arranged in the region of the component such that the temperature of the component can be influenced by the heat-storing medium.
Die Heißgasheizung kann eine Leitung umfassen, die mit der Druckseite des Verdichters des Gerätemittelkreislaufes des Gerätes in Verbindung steht.The hot gas heater may comprise a line which communicates with the pressure side of the compressor of the device circuit of the device.
Ist der Verdichter in Betrieb, wird Heißgas produziert, das durch die Leitung strömt und an geeigneter Stelle wieder dem Kältemittelkreislauf zugeführt werden kann.When the compressor is in operation, hot gas is produced which flows through the line and can be returned to the refrigerant circuit at a suitable location.
Denkbar ist es, dass die Heißgasheizung eine Leitung umfasst, die von der den Verdichter mit dem Verflüssiger des Kältemittelkreislaufes des Gerätes verbindenden Leitung abzweigt.It is conceivable that the hot gas heating comprises a line which branches off from the line connecting the compressor to the condenser of the refrigerant circuit of the device.
Auch ist es denkbar, dass die Heißgasheizung dadurch realisiert wird, dass es zu einer Kreislaufumkehr veranlasst wird. Auch in diesem Fall kann das aus dem Kompressor austretende Heißgas genutzt werden, um die Heißgasheizung zu betreiben.It is also conceivable that the hot gas heating is realized in that it is caused to a cycle reversal. Also in this case, the hot gas exiting the compressor can be used to operate the hot gas heater.
Bei dem Gerät kann es sich beispielsweise um eine Kühl-/Gefrierkombination handeln. Denkbar ist es beispielsweise, dass es sich bei dem Gerät um eine Kühl- und/oder Gefriertruhe handelt. Auch darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sondern umfasst jedes beliebige Kühl- bzw. Gefriergerät.The device may be, for example, a fridge freezer. It is conceivable, for example, that the device is a refrigerator and / or chest freezer. However, the invention is not limited thereto, but includes any refrigerator or freezer.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment described below.
Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Kühl-/Gefrierkombination, die ein Gehäuse, vorzugsweise ein Edelstahlgehäuse oder auch ein Kunststoffgehäuse aufweist, an dem die Kondensatbildung weitgehend oder vollständig verhindert werden soll.The exemplary embodiment relates to a refrigerator / freezer combination, which has a housing, preferably a stainless steel housing or a plastic housing, to which the formation of condensate is to be largely or completely prevented.
Zu diesem Zwecke weist das Gerät eine Heißgasheizung auf, die derart ausgeführt ist, dass sie mit der Druckseite des Kompressors in Verbindung steht und in dem Kompressor verdichtetes Heißgas führt. Die Heißgasheizung ist so angeordnet, dass der Wärmegehalt des Heißgases zumindest teilweise an einen Wärmespeicher, wie beispielsweise an einen Latentwärmespeicher bzw. ein anderes wärmespeicherndes Material wie beispielsweise Keramik übertragen wird. In Betrieb des Kompressors wird somit ein zu starker Temperaturanstieg an der Oberfläche des Gehäuses verhindert, da ein Teil der Wärme an den Latentwärmespeicher bzw. an das wärmespeichernde Material übergeht.For this purpose, the device has a hot gas heater, which is designed such that it communicates with the pressure side of the compressor and leads in the compressor compressed hot gas. The hot gas heating is arranged so that the heat content of the hot gas is at least partially transferred to a heat storage, such as a latent heat storage or other heat-storing material such as ceramics. In operation of the compressor thus an excessive increase in temperature on the surface of the housing is prevented because a part of the heat passes to the latent heat storage or to the heat storage material.
Auf diese Weise wird eine gleichmäßigere Temperaturverteilung erzielt als ohne den Einsatz eines wärmespeichernden Materials.In this way, a more uniform temperature distribution is achieved than without the use of a heat-storing material.
Das wärmespeichernde Material kann beispielsweise in Form von Platten oder plattenförmigen Elementen ausgeführt sein, die beispielsweise an dem fraglichen Bauteil bzw. an dem Gehäuse anliegen. Denkbar ist es ebenfalls, dass das wärmespeichernde Material nicht an dem fraglichen Bauteil anliegt, sondern von diesem beabstandet ist. Wesentlich ist jedoch, dass Wärme von dem wärmespeichernden Material an das fragliche Bauteil bzw. an dessen Oberfläche übertragen wird, so dass dieses auch während der Kompressorstehzeit eine Temperatur oberhalb des Taupunktes aufweist.The heat-storing material can be embodied, for example, in the form of plates or plate-shaped elements which abut, for example, on the component in question or on the housing. It is also conceivable that the heat-storing material is not applied to the component in question, but is spaced therefrom. However, it is essential that heat is transferred from the heat-storing material to the component in question or to its surface, so that it also has a temperature above the dew point during the compressor standing time.
Wesentlicher Vorteil ist es, dass auch in der Kompressorstehphase, in der also kein Heißgas gebildet wird, die Oberflächentemperatur des Gehäuses nicht unter den Taupunkt absinkt, da diese durch das wärmespeichernde Material auf einem Temperaturniveau oberhalb des Taupunktes gehalten wird. Auf diese Weise kann auch in der Kompressorstehzeit die Kondensation an dem Bauteil verhindert bzw. die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Kondensation verringert werden.It is a significant advantage that the surface temperature of the housing does not fall below the dew point even in the compressor standing phase, in which no hot gas is formed, because it is kept at a temperature level above the dew point by the heat-storing material. In this way, the condensation on the component can be prevented or the probability of the occurrence of condensation can be reduced even in the compressor sitting time.
Denkbar ist es, das wärmespeichernde Medium so anzuordnen, dass es die Heißgasheizung teilweise oder vollständig umgibt. So ist es möglich, dass die Heißgasheizung beispielsweise in Form einer Leitung oder eines Leitungsabschnittes vorliegt, die/der zumindest teilweise mit dem wärmespeichernden Medium umgeben ist.It is conceivable to arrange the heat-storing medium so that it partially or completely surrounds the hot gas heating. Thus, it is possible for the hot gas heating to be present, for example, in the form of a line or a line section which is at least partially surrounded by the heat-storing medium.
Denkbar ist es, dass die Heißgasheizung unmittelbar mit dem wärmespeichernden Medium in Kontakt steht. Zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht. Wesentlich ist, dass mittels des wärmespeichernden Mediums eine Abschwächung von Temperaturschwankungen vorgenommen wird, so dass die Temperaturschwankungen mit Einsatz des oder der wärmespeichernden Medien geringer ist als ohne.It is conceivable that the hot gas heater is in direct contact with the heat-storing medium. However, this is not absolutely necessary. It is essential that an attenuation of temperature fluctuations is carried out by means of the heat-storing medium, so that the temperature fluctuations with the use of or the heat-storing media is less than without.
Wesentlich ist es insbesondere, dass das oder die wärmespeichernden Medien derart ausgeführt und angeordnet sind, dass an den fraglichen Bauteilen wie beispielsweise an dem Gehäuse eines Gerätes oder auch an der Querverbindung oder an beliebigen anderen Teilen die Kondensation möglichst zuverlässig verhindert wird.It is essential in particular that the one or more heat-storing media are designed and arranged so that the condensation is prevented as reliably as possible on the components in question such as on the housing of a device or on the cross-connection or on any other parts.
Die eingesetzte Keramik kann als herkömmliche Keramik oder auch als verstärkte Keramik („reinforced ceramic”) oder auch als Keramik-Komposit zum Einsatz kommen. Vorzugsweise weist die Keramik bzw. der Keramik-Komposit keine bimetallischen Effekte auf.The ceramic used can be used as a conventional ceramic or as a reinforced ceramic or as a ceramic composite. Preferably, the ceramic or the ceramic composite has no bimetallic effects.
Die Keramik könnte extrudiert, gegossen oder durch Verpressen mit Verstärkungsmaterialien, wie Fasern oder Metall versehen werden, um eine Keramik bzw. ein Keramik-Komposit zu erhalten, das verbesserte mechanische Eigenschaften, insbesondere einen größeren Widerstand gegen Biege- und Zugbeanspruchungen aufweist.The ceramic could be extruded, cast or crimped with reinforcing materials such as fibers or metal to obtain a ceramic composite having improved mechanical properties, in particular greater resistance to bending and tensile stresses.
Durch die Speicherwirkung von Keramik können folgende weitere Vorteile erzielt werden:
Erhöhung der Kompressorlauf- und -stehzeit, Erhöhung des Kalt- bzw. Warmspeichervorlumens, Erhöhung des Wärmetausches durch Kombination von Keramik mit anderen Materialien, insbesondere mit Metallen. Denkbar ist beispielsweise eine Kombination eines oder mehrerer Stahl- und/oder Aluminiumrohre mit Keramik, insbesondere mit Keramiklamellen.The storage effect of ceramics allows the following further advantages to be achieved:
Increasing the compressor running and standing time, increasing the cold or warm storage Vorlumens, increase the heat exchange by combining ceramic with other materials, especially metals. It is conceivable, for example, a combination of one or more steel and / or aluminum tubes with ceramic, especially with ceramic lamellae.
Weitere Vorteile sind eine punktgenaue, gezielte Wärme- und Kältespeicherung und die Möglichkeit der Einhausung von Elektroheizungen zur Risikominimierung von Überhitzungen.Further advantages are precise, targeted heat and cold storage and the possibility of enclosing electric heaters to minimize the risk of overheating.
Weitere Vorteile von Keramik sind fehlender Schimmelbefall, günstiger Preis, Umweltfreundlichkeit sowie die Möglichkeit beliebiger Formgebungen.Other advantages of ceramic are lack of mold, favorable price, environmental friendliness and the possibility of arbitrary shapes.
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