DE102010037114A1

DE102010037114A1 - Flächenkühlelement für Kühlmöbel

Info

Publication number: DE102010037114A1
Application number: DE201010037114
Authority: DE
Inventors: Steffen Schwarz
Original assignee: KUNSTSTOFF und BLECHVERARBEITUNG BURKHARDT GmbH; KUNSTSTOFF- und BLECHVERARBEITUNG BURKHARDT GmbH
Current assignee: B & T HOLDING GMBH, DE
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2030-08-24
Also published as: DE102010037114B4

Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein gattungsgemäßes Flächenkühlelement für Kühlmöbel anzugeben, das bei einem geringen Fertigungsaufwand eine großflächige Kühlung ermöglicht, ohne dass dadurch Verkaufsfläche verloren geht. Es soll ein geringer Wartungsaufwand erforderlich sein. Das Flächenkühlelement soll eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte und eine hohe Standzeit ermöglichen. Es wird deshalb ein Flächenkühlelement für Kühlmöbel vorgeschlagen, welches mindestens einen Teil der Rückwandfläche und/oder der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche bildet und welches unter anderem die Funktion eines Wärmetauschers übernimmt. Das Flächenkühlelement besteht aus einem Metallblech (1) mit hoher Wärmeleitfähigkeit, an das ein Metallschaumkörper (2) angeformt ist. Im Metallschaumkörper (2) sind Wärmetauscherrohre (3) eingeschäumt. An den Metallschaumkörper (2) schließt eine Schaumstoffisolierung (4) an, an die nach außen ein Abdeckblech (5) befestigt ist. Die Erfindung betrifft ein Flächenkühlelement, das insbesondere für gewerbliche Kühlmöbel, wie Kühlregale oder Kühltruhen, einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flächenkühlelement, das insbesondere für gewerbliche Kühlmöbel einsetzbar ist. Die hier betrachteten Kühlmöbel werden beispielsweise für Verkaufspräsentationen in Geschäften verwendet. Die Kühlmöbel können als Kühlregale ausgeführt sein, bei denen ein vertikaler Luftstrom ausgebildet wird, der hinter oder vor den Warenauslagen geführt wird, um so die Waren zu kühlen oder die gekühlten Waren von dem Umgebungsraum zu trennen. Die Kühlmöbel können auch als Kühltruhen ausgeführt sein, wobei ein Schleier gekühlter Luft in der Truhe oberhalb der Waren erzeugt wird, um die Warentemperatur im gewünschten Temperaturbereich zu halten.
Als Wärmetauscher sind nachfolgend alle Arten von Wärmetauscher, insbesondere jedoch Verdampfer und Kühler für Kühlmöbel und (Decken-)Luftkühler, wie sie beispielsweise in Kühlräumen zum Einsatz kommen, zu verstehen.
Es ist allgemein üblich, Kühlmöbel mit Lamellenwärmetauscher zu versehen, wie sie beispielsweise in DE 20 2010 001 062 U1 beschrieben werden. Diese werden als Zusatzgeräte separat hergestellt und nachträglich in die Kühlmöbel eingesetzt. Meist sind sie in den Boden oder die Decke von Kühlregalen eingebaut. Es sind auch Kühlregale bekannt, die in der Rückwand einen entsprechenden Wärmetauscher enthalten.
Bekannte Lamellenwärmetauscher weisen eine Vielzahl von Rohren auf, welche in Reihen und Ebenen entweder zueinander versetzt oder in einem rechtwinkligen System zueinander ausgerichtet sind. Aufgrund ihrer Bauweise erfordern die Lamellenwärmetauscher einen sehr hohen Platzbedarf. Dadurch geht ein erheblicher Teil des Kühlmöbelraumes verloren. Von Nachteil bei dem Lamellenwärmetauscher ist neben dem hohen Platzbedarf auch, dass diese durch die vergleichsweise geringen Abstände zwischen den Lamellen eine verringerte Standzeit aufweisen, da die Lamellen bzw. die durch sie gebildeten Zwischenräume relativ schnell vereisen bzw. verreifen.
Flächenwärmetauscher werden insbesondere in der Heiz- und Fahrzeugtechnik eingesetzt. Beispielhaft sei ein Flächenwärmetauscher in DE 32 33 256 A1 genannt, der zur Nutzung von Umgebungsenergie zu Heizzwecken mittel einer Wärmepumpenanlage geeignet ist.
In DE 10 2008 041 556 A1 wird ein Haushaltskältegerät mit einem als Verflüssiger oder Verdampfer betriebenen Wärmetauscher beschrieben. Das Kältegerät besitzt einen Wärmetauscher, der eine von einem Wärmeträgermedium durchströmte Rohrleitung umfasst. An die Rohrleitung ist ein offenporiger Metallschaum angeformt. Vorzugsweise bildet der Metallschaum einen plattenförmigen Körper, durch den die Rohrleitung mäanderartig geführt ist.
DE 101 23 456 A1 beschreibt einen Wärmetauscher, der aus offenporigem Metallschaum besteht, wobei zumindest ein Teil der in dem Metallschaum enthaltenen Zellen miteinander verbunden ist, so dass ein fluides Medium durch den Metallschaum hindurch fließen kann. Darüber hinaus kann der Metallschaum weitere, mit dem offenporigen Metallschaum in Verbindung stehende Bauelemente aufweisen, wobei die Bauelemente und der offenporige Metallschaum in einem Stück gegossen sind.
Durchströmte Wärmetauscher mit Metallschäumen aus offenporigen Zellen besitzen den Nachteil, dass sich die offenen Poren durch Verunreinigungen sehr schnell zusetzen, diese schnell vereisen und dadurch nicht mehr durchströmbar sind. Geringe Standzeiten und kurze Abtauzeiträume sind die Folge. Sie sind deshalb nicht geeignet, als Verdampfer in der Kältetechnik eingesetzt zu werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Flächenkühlelement für Kühlmöbel anzugeben, das bei einem geringen Fertigungsaufwand eine großflächige Kühlung ermöglicht, ohne dass dadurch Verkaufsfläche verloren geht. Es soll ein geringer Wartungsaufwand erforderlich sein. Das Flächenkühlelement soll eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte und eine hohe Standzeit ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 und 9 gelöst. Ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Gewerbliche Kühlmöbel sind meist durch große Warenauslageflächen gekennzeichnet und nehmen oft einen Großteil der Verkaufsflächen ein. Dabei ist es wichtig, dass die notwendigen Flächen optimal genutzt werden.
Es wird deshalb ein Flächenkühlelement für Kühlmöbel vorgeschlagen, welches mindestens einen Teil der Rückwandfläche und/oder der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche bildet und welches unter anderem die Funktion eines Wärmetauschers übernimmt. Ein gerichteter und zu kühlender Luftstrom wird vor der Luftzuführung zu den Warenauslagen an diesen Flächenkühlelementen vorbei geleitet und erzeugt die erforderliche Kühlluft.
Das Flächenkühlelement besteht aus einem Metallblech mit hoher Wärmeleitfähigkeit, an das ein Metallschaumkörper angeformt ist. Im Metallschaumkörper sind Wärmetauscherrohre eingeschäumt. An den Metallschaumkörper schließt eine Schaumstoffisolierung an, an die nach außen ein Abdeckblech befestigt ist.
Der Metallschaumkörper ist vorzugsweise an das Metallblech angegossen und besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Andere Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit sind ebenfalls möglich.
Die Wärmetauscherrohre, die vorzugsweise Kupferrohre sind, können mäanderförmig durch den Metallschaumkörper geleitet werden.
Zur Erhöhung der Austauschfläche kann das Metallblech, welches dem Luftstrom ausgesetzt ist, profiliert ausgebildet sein. Es kann gerippt und/oder gewellt und/oder mit Noppen versehen sein. Die Oberfläche des Metallbleches kann auch mit Oberflächen vergrößernden Elementen beschichtet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die 1 zeigt ein Flächenkühlelement für Kühlmöbel, welches in eine Bodenwanne, in eine Rückwand oder in eine Kühlmöbeldecke integriert sein kann.
Das Flächenkühlelement besteht aus einem Metallblech 1 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, da der Luftstrom unmittelbar an diesem Blech vorbeigeleitet wird. Im Beispiel wird dafür ein 0,8 mm dickes Aluminiumblech verwendet. Am Metallblech 1 ist ein 20 mm dicker Metallschaumkörper 2 aus einer Aluminiumlegierung angegossen. Es ist nicht notwendig, dass der Metallschaum offenporig ist. Durch das Angießen an das Metallblech 1 wird einerseits eine dauerhaft stabile Verbindung und andererseits ein guter Wärmeübergang gewährleistet. Während des Angießens an das Metallblech 1 wird in den Metallschaumkörper 2 ein Wärmetauscherrohr 3 aus Kupfer mit einem Durchmesser von 12 mm mäanderförmig mit eingegossen. Das Flächenkühlelement besitzt somit je einen Anschluss 6 für den Zulauf und den Ablauf. Die Abstände und Dimensionierung der Wärmetauscherrohre variieren je nach der Größe und den Leistungsanforderungen der eingesetzten Kühlmöbel.
An den Metallschaumkörper 2 ist eine ca. 60 mm dicke Schaumstoffisolierung 4 aus PU-Schaum angeklebt, an die wiederum ein angeklebtes Abdeckblech 5 aus 1,0 mm dickem Aluminiumblech das Flächenkühlelement nach außen abschließt.
Die Größe der einzelnen Flächenkühlelemente ist abhängig von den Abmessungen der Kühlmöbel, für die sie eingesetzt werden.
Die Herstellung von mehreren Quadratmeter großen Flächenkühlelementen ist problemlos möglich.
Das erfindungsgemäße Flächenkühlelement wird als aktives Wärmetauscherelement in eine zusätzlich PU-geschäumte bzw. isolierte Rückwand, in die Decke oder die Wanne eines Kühlmöbels integriert. Der Luftstrom wird durch geeignete Ventilatoren an den Kühlflächen vorbei geleitet und gelangt danach zu den Warenauslagen oder wird als zusätzlicher Luftschleier vor die Warenauslagen geleitet. Angeschlossen wird das Flächenkühlelement an ein zentrales Kühlaggregat.
Der Vorteil des Flächenkühlelementes ist, dass auf die Verwendung von großen, externen Verdampfern, die erheblichen Platzbedarf haben, beispielsweise die herkömmlichen Lamellenverdampfer, verzichtet werden kann. Statt dessen wird die Kälte in sogenannten aktiven Bauteilen erzeugt, die für den Aufbau eines Kühlmöbels zwingend notwendig sind. Das bedeutet, dass den bisher passiven Isolierteilen eine aktive zusätzliche Wärmetauschereigenschaft gegeben wird. An diesen innenliegenden Teilen streicht die Umluft des Möbels entlang und kühlt sich ab.
Das Flächenkühlelement ist einfach und kostengünstig herstellbar. Ein in herkömmlichen Wärmetauschern auftretendes Vereisen und Verreifen von innen liegenden Wärmetauscherflächen wird vermieden und Abtauvorgänge werden auf ein Minimum reduziert bzw. können ganz vermieden werden. Kühlmöbel mit den erfindungsgemäßen Flächenkühlelementen besitzen eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte und eine hohe Standzeit. Sie lassen sich einfach säubern und sind somit sehr wartungsarm.
Bezugszeichenliste

1: Metallblech
2: Metallschaumkörper
3: Wärmetauscherrohre
4: Schaumstoffisolierung
5: Abdeckblech
6: Anschluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202010001062 U1 [0003]
DE 3233256 A1 [0005]
DE 102008041556 A1 [0006]
DE 10123456 A1 [0007]

Claims

Flächenkühlelement für Kühlmöbel, dadurch gekennzeichnet, dass – an einem Metallblech (1) mit hoher Wärmeleitfähigkeit ein Metallschaumkörper (2) angeformt ist, – im Metallschaumkörper (2) Wärmetauscherrohre (3) eingeschäumt sind, – an den Metallschaumkörper (2) eine Schaumstoffisolierung (4) anschließt, – an der Schaumstoffisolierung (4) nach außen ein Abdeckblech (5) befestigt ist.
Flächenkühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaumkörper (2) an das Metallblech (1) angegossen ist.
Flächenkühlelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Matallschaumkörper (2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
Flächenkühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (3) mäanderförmig durch den Metallschaumkörper (2) geleitet sind.
Flächenkühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (3) Kupferrohre sind.
Flächenkühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblech (1) profiliert ausgebildet ist.
Flächenkühlelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblech (1) gerippt und/oder gewellt und/oder mit Noppen versehen ist.
Flächenkühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Metallbleches (1) mit Oberflächen vergrößernden Elementen beschichtet ist.
Kühlmöbel, insbesondere gewerbliches Kühlmöbel, mit einem Flächenkühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Rückwandfläche und/oder der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche des Kühlmöbels durch das Flächenkühlelement gebildet wird, an dem ein zu kühlender Luftstrom vorbei geleitet wird.