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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kompartiment, das wenigstens einen Innenbehälter umfaßt, und mit wenigstens einem Verdampfer zur Kühlung des von dem Innenbehälter umgebenen Raumes, wobei der Verdampfer als gewickelter Verdampfer ausgeführt ist und wobei der Innenbehälter eine offene Seite aufweist, die durch eine Tür oder Klappe des Gerätes verschließbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind statische Gefrierteile, sogenannte 4-Sterne-Fächer und Gefriergeräte mit auf dem Innenbehälter aufgewickelten Verdampferrohren bekannt.
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Das durch den gewickelten Verdampfer strömende Kältemittel entzieht dem zu kühlenden Kompartiment Wärme und verdampft dabei.
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Allerdings stellt sich das Problem, dass die Temperaturverteilung in dem gekühlten Kompartiment unter Umständen nicht homogen ist.
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Dies ist zum einen darauf zurückzuführen, dass entsprechend der natürlichen Konvektion wärmere Luft aufsteigt, so dass es zu einem Temperaturgradienten in vertikaler Richtung kommen kann.
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Zum anderen kann es zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung in dem Kompartiment dadurch kommen, dass die Isolation um das Kompartiment herum nicht einheitlich ist. Üblicherweise besitzen statische Gefrierfächer, 4-Sternefächer und Gefriergeräte eine Türe im vorderen Bereich oder im Falle einer Truhe eine Klappe im oberen Bereich, die das Kompartiment über eine Dichtung verschließt.
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Bei bekannten Geräten stellt die Tür bzw. die Klappe den am schlechtesten isolierten Bereich dar, was dazu führt, dass die Temperaturen unmittelbar hinter der Tür oder Klappe höher sind, als weiter innen im Kompartiment.
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Bei bekannten Kühl- und/oder Gefriergeräten wird der gewickelte Verdampfer von vorne bzw. von oben, d. h. von dem wärmeren Bereich des Kompartimentes, nach hinten bzw. unten, d. h. zum kälteren Bereich von dem Kältemittel durchströmt.
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Um die Temperatur in dem tür- bzw. klappennahen Bereich, der vergleichsweise schlechter isoliert ist, zu verringern, werden in diesem Bereich mehr Verdampferrohre angeordnet.
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Hierbei existieren jedoch geometrische Restriktionen, so dass eine homogene Temperaturverteilung in Tiefenrichtung des Kompartimentes bzw. des Innenbehälters häufig nicht erzielbar ist. Ein weiterer Nachteil besteht in einem höheren gemessenen Energieverbrauch.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine homogene Temperaturverteilung in Tiefenrichtung des gekühlten Kompartimentes erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist vorgesehen, dass der Verdampfer derart gewickelt ist, dass das Kältemittel den Verdampfer von einem von der offenen Seite des Innenbehälters abgewandten Bereich zu einem zu der offenen Seite des Innenbehälters hingewandten Bereich durchströmt.
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Das Kältemittel durchströmt den Verdampfer somit bei einem „liegenden Kompartiment” von hinten nach vorne bzw. im Falle einer Truhe von unten nach oben.
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Während das Kältemittel durch den Verdampfer strömt, ergibt sich bedingt durch den Strömungswiderstand ein Druckverlust.
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Dieser Druckverlust führt zu einer sinkenden Verdampfungstemperatur entlang der Verdampferstrecke bzw. entlang des durchströmen Verdampferrohrs.
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Aufgrund dieser Erkenntnis wird das oder die Verdampferrohre entgegen der üblichen Praxis derart gewickelt, dass eine Durchströmung mit Kältemittel von dem tür- bzw. klappenfernen Bereich zu dem tür- bzw. klappennahen Bereich erfolgt.
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Unter dem Begriff eines gewickelten Verdampfers ist ein Verdampfer zu verstehen, dessen Rohr oder Rohre unmittelbar oder mittelbar um die Außenseite des Innenbehälters gewickelt sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Wicklungen im Bereich aller Wandungen oder nur eines Teils der Wandungen vorliegen. Vorzugsweise liegt die Wicklung in einer Umfangsrichtung des Innenbehälters vor. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verdampferrohre im stumpfen Winkel zu der durch die offene Seite des Innenbehälters gebildeten Ebene verlaufen.
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Die Wicklung erfolgt vorzugsweise derart, dass die an die offene Seite angrenzenden Wandungen des Innenbehälters in Umfangsrichtung umwickelt werden. Bei einem Gefrierteil eines Kühl-/Gefrierschranks handelt es sich bei diesen Wandungen um die obere, untere und die beiden seitlichen Wandungen.
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Bei einem Kompartiment einer Truhe handelt es sich bei diesen Wandungen um die frontseitige, die rückseitige und die beiden seitlichen Wandungen.
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Die erfindungsgemäße Durchströmung des Verdampfers führt dazu, dass die hohen Verdampfungstemperaturen im unteren bzw. hinteren Bereich des Kompartimentes vorliegen und die tiefen Verdampfungstemperaturen im oberen bzw. vorderen Bereich des Kompartimentes, also dort, wo der größte Kühlbedarf besteht. So ergibt sich im tür- bzw. klappennahen Bereich eine Absenkung der Innentemperatur, die zu einer homogenen oder weitgehend homogenen Temperaturverteilung im Kompartiment in Tiefenrichtung und somit auch zu energetischen Vorteilen führt.
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Die Erfindung umfaßt Verdampfer mit nur einer Wicklung, jedoch auch Verdampfer mit mehreren Wicklungen bzw. mehrere um den Innenbehälter gewickelte Verdampfer.
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Bei dem Gerät kann es sich um eine Kühl- und/oder Gefriertruhe handeln, die wenigstens eine um eine horizontale Achse verschwenkbare Klappe oder auch einen Schiebedeckel zum Verschließen und Öffnen des gekühlten Innenraums aufweist, wobei der Verdampfer derart gewickelt ist, dass das Kältemittel den Verdampfer von unten nach oben durchströmt.
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Bei dem Gerät kann es sich auch um einen Kühl- und/oder Gefrierschrank handeln, der wenigstens eine um eine vertikale Achse verschwenkbare Tür zum Verschließen des gekühlten Innenraums aufweist, wobei der Verdampfer derart gewickelt ist, dass das Kältemittel den Verdampfer von hinten nach vorne durchströmt.
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Denkbar ist es, dass der Strömungsquerschnitt des Verdampferrohres des Verdampfers zumindest bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs konstant ist. Dadurch ergibt sich ein bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs konstanter Druckgradient in Strömungsrichtung.
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Auch ist es denkbar, dass der Strömungsquerschnitt des Verdampferrohres des Verdampfers über die Länge des Verdampferrohrs zumindest bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs zunimmt und/oder abnimmt. Eine solche Veränderung des Strömungsquerschnittes kann ggf. zur Beeinflussung des Temperaturprofils dienen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Wicklungsdichte, d. h. der Abstand zweier benachbarter Verdampferrohre bzw. die Anzahl der Verdampferrohre pro Flächeneinheit des Verdampfers, zumindest bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs konstant ist.
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Auch ist es denkbar, dass die Wicklungsdichte des Verdampferrohres des Verdampfers über die Länge des Verdampferrohrs zumindest bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs zunimmt und/oder abnimmt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Verdampferrohr derart dimensioniert ist, dass der Druckverlust pro Strömungsweg über die Länge des Verdampferrohrs zumindest bereichsweise oder über die gesamte Länge des Verdampferrohrs zunimmt und/oder abnimmt und/oder konstant ist.
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Das Verdampferrohr kann derart dimensioniert sein, beispielsweise im Hinblick auf die Wicklungsdichte, den Strömungsquerschnitt etc., dass sich in dem durch den Verdampfer gekühlten Innenbehälter eine in dessen Tiefenrichtung konstante oder im wesentlichen konstante Temperatur ergibt, d. h. dass sich die Temperatur in dem gekühlten Kompartiment in Tiefenrichtung nicht oder nicht wesentlich ändert.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem durch den Verdampfer gekühlten Kompartiment um ein Gefrierkompartiment. Denkbar ist der Einsatz beispielsweise bei einem statischen Gefrierteil, bei einem 4-Sternefach oder bei einem sonstigen Gefrierteil mit einem gewickelten Verdampfer.
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Grundsätzlich betrifft die Erfindung auch andere Kompartimente, wie ein Kühlteil oder Kaltlagerfach.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Kühl-Gefrierkombination, dessen Gefrierteil durch einen gewickelten Verdampfer gekühlt wird. Das Gefrierteil ist durch eine frontseitig angeordnete Tür des Gerätes verschließbar.
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Der Verdampfer ist um die Seitenwandungen, die obere Wandung und die untere Wandung des Innenbehälters des Gefrierteils auf dessen Außenseite umlaufend gewickelt.
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Um eine möglichst homogene Temperaturverteilung in horizontaler Richtung in dem Gefrierteil zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Kältemittel in einem hinteren Bereich des Verdampfers in diesen eingespritzt wird.
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Das Kältemittel durchströmt die Verdampferrohre sodann in einer Richtung von hinten nach vorne, d. h. von einem türfernen Bereich zu einem türnahen Bereich.
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Anschließend gelangt das verdampfte Kältemittel in den Kompressor und von diesem zur Wärmeabgabe in den Verflüssiger. Nach Passieren des Verflüssigers gelangt das Kältemittel durch eine Drossel erneut zur Einspritzstelle des Verdampfers.
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Augrund des in Strömungsrichtung vorliegenden Druckverlustes steht das Kältemittel im hinteren Bereich des Verdampfers unter einem höheren Druck als im vorderen Bereich des Verdampfers. Dies hat zur Folge, dass die Verdampfungstemperatur im hinteren Bereich des Verdampfers höher ist als im vorderen Bereich des Verdampfers.
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Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Verdampfertemperatur genau dort am geringsten ist, wo der größte Kühlbedarf besteht, nämlich im vorderen, türnahen Bereich des Innenbehälters.
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Durch diese Verteilung der Kühlleistung in Tiefenrichtung des Innenbehälters ist eine homogene, d. h. einheitliche Temperatur in Tiefenrichtung des Gefrierteils bei energetischen Vorteilen erzielbar.