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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der zumindest einen Verflüssiger und wenigstens zwei parallel angeordnete bzw. parallel angeschlossene Verdampfer aufweist, wobei sich zwischen Verflüssiger und den Verdampfern zumindest eine Verflüssigerleitung zur Führung flüssigen und/oder flüssigen/dampfförmigen Kältemittels befindet und wobei sich diese Verflüssigerleitung an wenigstens einer Abzweigungsstelle in wenigstens zwei Teilleitungen aufteilt, von denen zumindest jeweils eine zu einem der parallel angeordneten bzw. parallel angeschlossenen Verdampfer führt.
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Kühlgeräte mit einer solchen parallelen Anordnung von wenigstens zwei Verdampfern bzw. mit einer parallelen Einspritzung sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Um den unterschiedlichen Betriebssituationen beim parallelen Betrieb von wenigstens zwei Verdampfern gerecht zu werden, ist es sinnvoll, einen oder mehrere Kältemittelsammler im Kältemittelkreislauf vorzusehen.
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Derartige Kältemittelsammler dienen als Reservoir zur Aufnahme von hauptsächlich flüssigem Kältemittel. Ist es erforderlich, bei entsprechend großem Kältebedarf eine größere Menge flüssigen Kältemittels in die Verdampfer einbringen zu müssen, wird das Reservoir bzw. der Sammler bei aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen erwärmt und somit kurzfristig zusätzliches Kältemittel in den Kältemittelkreislauf eingeführt.
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4 zeigt unterschiedliche Ausführungen der Sammler 40, die im Endbereich eines Leitungsabschnittes 80 angeordnet sind, der seinerseits von der vom Verflüssiger stammenden Leitung 10 abzweigt. Wie dies aus den 4a bis 4d hervorgeht, sind unterschiedliche Varianten zur Beheizung des Sammlers 40 denkbar. Dabei zeigen die 4a, c und d eine Ausführungsform, bei der die Heizung 100 als Wicklung ausgeführt ist, die auf der Mantelfläche des Sammlers 40 angeordnet ist und 4b eine Ausführungsform, bei der der Sammler 40 eine Ausnehmung aufweist, in der sich die Heizeinrichtung 100 befindet.
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Über die Beheizung 100 des Sammlers 40 wird das benötigte Kältemittel in den Kältemittelkreislauf getrieben.
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Ein Nachteil bei den in 4 dargestellten Ausführungsformen besteht darin, dass stets eine Beheizung erforderlich ist, um die Menge des Kältemittels im Kältemittelkreislauf zu regulieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittelmenge auf einfache Art und Weise einstellbar 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 das Gerät wenigstens einen Sammler zur Aufnahme flüssigen Kältemittels aufweist, wobei dieser wenigstens eine Sammler stromabwärts der Abzweigungsstelle in zumindest einer zu dem Verdampfer führenden Teilleitungen angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammler nach der Aufteilung der Druckleitung in die einzelnen Verdampferzweige bzw. Teilleitungen angeordnet ist, in denen sich die Verdampfer befinden. Auf diese Weise ist es möglich, das Kältemittel in einem oder mehreren Sammlern zu sammeln, beispielsweise dadurch, dass die entsprechende Teilleitung stromabwärts des Sammlers z. B. mittels eines Ventils geschlossen wird. Dann sammelt sich flüssiges Kältemittel in der dadurch entstandenen „Sackgasse” bzw. in dem Sammler und steht dem Kreislauf damit nicht mehr zur Verfügung.
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Ob und welches Ventil wie lange geschlossen und/oder geöffnet wird, kann durch eine geeignete Steuer- oder Regeleinrichtung oder Auswerteeinheit ermittelt werden, die beispielsweise über die Ventilbetätigung die effektiv zur Verfügung stehende Kältemittelmenge beispielsweise in Abhängigkeit eines ermittelten Kältebedarfs einstellt.
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Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass nur ein Sammler vorgesehen ist. Insbesondere sind des Weiteren parallel angeordnete Verdampfer parallel angeschlossene Verdampfer.
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Denkbar ist es, dass mehrere Teilleitungen vorgesehen sind, die zu wenigstens jeweils einem der Verdampfer führen bzw. jeweils wenigstens einen Verdampfer aufweisen und dass in jeder der Teilleitungen oder in mehreren oder in allen der Teilleitungen jeweils wenigstens ein Sammler angeordnet ist.
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Nach Durchströmung der Verdampfer gelangt das Kältemittel in wenigstens einen Kompressor, in dem es verdichtet wird und von diesem erneut zum wenigstens einen Verflüssiger, so dass sich insgesamt ein geschlossener Kreislauf für das Kältemittel ergibt.
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Denkbar ist es somit, in jedem der Verdampferzweige bzw. der Teilleitungen, d. h. stromabwärts der genannten Abzweigungsstellen einen Sammler vorzusehen. In diesem Fall entspricht die Anzahl der Sammler der Anzahl der Verdampfer.
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Grundsätzlich ist von der Erfindung jedoch auch der Fall umfasst, dass nicht in jeder Teilleitung ein solcher Sammler oder dass in einer Teilleitung mehr als ein Sammler vorgesehen ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Ventil und/oder wenigstens ein Mittel zur Durchströmungsregulierung vorgesehen, mittels dessen die Durchströmung des wenigstens einen Sammlers und/oder der wenigstens einen Teilleitung verhinderbar oder verringerbar ist. Denkbar ist es somit, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Magnetventile oder sonstiger Absperrmittel eine oder mehrere der Teilleitungen bzw. der Verdampferzweige abzusperren. Vorzugsweise befinden sich das oder die Ventile stromabwärts des oder der Sammler. Vorzugsweise sind das oder die Ventile stromaufwärts des oder der Verdampfer vorgesehen.
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Wird das entsprechende Ventil geschlossen, wird die Teilleitung nicht mehr von Kältemittel durchströmt bzw. das mittels eines Kompressors geförderte Kältemittel gelangt in den Sammler und steht dann nicht mehr dem Kältemittelkreislauf als Kältemittel zur Verfügung, so lange das Ventil geschlossen bleibt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich der jeweilige Sammler unmittelbar vor dem Ventil bzw. Magnetventil befindet. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich das Ventil bzw. das Magnetventil unmittelbar vor dem jeweiligen Verdampfer befindet.
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Sofern dies erforderlich ist, kann vorgesehen sein, dass vor dem oder den Sammlern und/oder vor dem oder den Verdampfern Mittel zur Druckreduzierung, beispielsweise eine Drosselkapillare vorgesehen ist.
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Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass vor den Sammlern kein Druckabfall durch eigens vorgesehene Mittel zur Druckreduzierung wie beispielsweise Drosselkapillaren stattfindet.
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Entsprechendes gilt für die Mittel zur Druckreduzierung nach, d. h. stromabwärts des oder der Sammler.
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Die Mittel zur Druckreduzierung, wie z. B. Drosselkapillaren können beispielsweise nach dem oder den Sammlern und vor dem entsprechenden Ventil bzw. Magnetventil angeordnet sein. Denkbar ist es auch, dass zwischen Sammler und Ventil kein Druckabfall durch Mittel zur Druckreduzierung, insbesondere durch eine Drosselkapillare vorgesehen ist.
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Denkbar ist es, dass nur nach den Sammlern und vor dem Ventil oder nur vor und nach den Sammlern und vor dem Ventil Mittel zur Druckreduzierung, wie z. B. eine Drosselkapillare, vorgesehen sind. Von der Erfindung ist auch der Fall umfasst, dass an diesen Steilen keine Mittel zur Druckreduzierung erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ventil und der Sammler eine gemeinsame Baugruppe bilden. Diese Baugruppe ist in der Teilleitung, die zum Verdampfer führt, angeordnet. Denkbar ist es, dass eine solche Baugruppe in jeder Teilleitung, in mehreren Teilleitungen oder zumindest in einer Teilleitung angeordnet ist, in denen sich Verdampfer befinden.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in dem Kältemittelkreislauf wenigstens ein Trockner angeordnet ist und dass der oder die Trockner und der oder die Sammler eine gemeinsame Baugruppe bilden oder dass der Trockner, der Sammler und das Ventil jeweils eine gemeinsame Baugruppe bilden.
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Auch für diese Baugruppen gilt, dass sie in einer, in mehreren oder in allen zu dem Verdampfer führenden bzw. die Verdampfer aufweisenden Teilleitungen angeordnet sind.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Gerät eine Wärmedämmung, insbesondere zwischen Innenbehälter und einer Außenwand aufweist und dass sich der wenigstens eine Sammler in der Wärmedämmung befindet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammler als Rohrstück, z. B. als Trocknerpatrone ausgeführt ist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Verflüssigeleitung, d. h. der vom Verflüssiger führenden Leitung und/oder größer als der Durchmesser einer im Kältemittelkreislauf befindlichen Drosselkapillare.
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Der wenigstens eine Sammler kann als Abscheider ausgeführt sein, der flüssiges von gasförmigem bzw. dampfförmigen Kältemittel trennt. Das Kältemittel kann insbesondere flüssig oder auch flüssig/dampfförmig vorliegen, also sowohl teilweise flüssig als auch teilweise dampfförmig.
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Dabei ist es denkbar, dass die Verflüssigerleitung oder eine in dem Kältemittelkreislauf stromaufwärts des Sammlers befindliche Drosselkapillare in den Sammler hineinragt. Durch diese Leitung bzw. Kapillare wird Kältemittel in den Sammler eingeführt und dort in flüssige und feste Bestandteile getrennt. Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass die genannte Kapillare bzw. das Verflüssigerrohr nicht in den Sammler hineinragt, sondern nur in Fluidverbindung mit dem Sammler steht, so dass Kältemittel aus der Kapillare bzw. aus dem Verflüssigerrohr in den Sammler hineingelangt, ohne dass der Sammler als Abscheider wirkt. Vorzugsweise, aber nicht zwingend erforderlich, ragt dabei das Verflüssigerrohr oder eine in dem Kältemittelkreislauf befindliche Drosselkapillare nicht in den Innenraum des Sammlers hinein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammler ein Volumen aufweist, das ein Viertel bzw. ein Halbes, vorzugsweise ein Drittel der Kältemittelfüllmenge des gesamten Kältemittelkreislaufes oder auch mehr oder weniger als diese Mengenangaben aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammler vorzugsweise mehrere der Sammler und besonders bevorzugt alle Sammler über keine Heizung verfügen, mit derer in dem Sammler befindliches Kältemittel verdampft werden kann. Vorzugsweise wird somit auf eine Heizung verzicht, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, so dass sich insgesamt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit ergibt, die Kältemittelmenge einzustellen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Sammler in Form einer herkömmlichen Trocknerpatrone ausgebildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Kältemittelkreislauf über keine weitere Trocknerpatrone verfügt. Der Trockner kann somit an seiner aus dem Stand der Technik bekannten Position entfallen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sammler Idealerweise in senkrechter Position verbaut wird. Jedoch ist von der Erfindung auch eine schräge bis waagrechte Positionierung denkbar.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Sammler als Rohr, als verformtes Rohr oder als Kugel, Zylinder, Flasche oder als Roll-Bond-Platine ausgebildet ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines Teils eines Kältemittelkreislaufes mit drei Verdampferzweigen, in denen Sammler, Ventil und Verdampfer angeordnet sind,
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2: eine schematische Darstellung eines Teils eines Kältemittelkreislaufes gemäß 1, wobei jedoch Sammler und Ventil als gemeinsame Baugruppe ausgeführt sind,
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3: eine schematische Darstellung eines Teils eines Kältemittelkreislaufes gemäß 1, wobei Sammler, Ventil und Trockner als gemeinsame Baugruppe ausgeführt sind und
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4: verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten der Beheizung eines Hochdrucksammlers gemäß dem Stand der Technik.
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1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 eine vom Verflüssiger stammende Leitung, durch die im Betrieb des Kältemittelkreislaufes flüssiges Kältemittel strömt.
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Das Kältemittel gelangt aus der Druckleitung 10 in den Trockner 60.
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Stromabwärts des Trockners 60 teilt sich die Verflüssigerleitung 10 an einer Abzweigungsstelle 28 in drei Teilleitungen 30, 32, 34 auf, wie dies aus 1 hervorgeht. In jeder dieser Teilleitungen 30, 32, 34 befindet sich jeweils ein Verdampfer 20, 22, 24. Die Verdampfer 20, 22, 24 sind somit parallel angeordnet bzw. parallel angeschlossen und können gleichzeitig und parallel zueinander von Kältemittel durchströmt werden.
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Wie dies weiter aus 1 hervorgeht, befindet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 1 in jeder der Teilleitungen 30, 32, 34 jeweils ein Sammler 40, 42, 44, der zur Aufnahme flüssigen Kältemittels dient bzw. als Reservoir für flüssiges Kältemittel dient. Unmittelbar stromabwärts des Sammlers 40, 42, 44 befindet sich jeweils ein Ventil 50, 52, 54, das seinerseits unmittelbar stromaufwärts des jeweiligen Verdampfers 20, 22, 24 angeordnet ist. Die Sammler 40, 42, 44 sind somit auf der Druckseite bzw. auf der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes angeordnet.
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Um je nach Betriebssituation die Menge des Kältemittels im Kreislauf einzustellen, kann nun eines oder mehrere der Ventile 50, 52, 54 geöffnet oder geschlossen werden. Wird ein Ventil, beispielsweise das Ventil 50 geschlossen, führt dies dazu, dass sich das flüssige Kältemittel in dem vor dem Ventil 50 befindlichen Sammler 40 ansammelt und damit dem Kältemittelkreislauf nicht mehr zur Verfügung steht. Auf diese Weise ist es möglich, die dem Kältemittelkreislauf effektiv zur Verfügung stehende Kältemittelmenge einzustellen. Dies ist selbstverständlich nicht auf das Ventil 50 der Teilleitung 30 beschränkt, sondern gilt für jedes der dargestellten Ventile.
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Wie dies aus 1 hervorgeht, befindet sich der bzw. die Sammler 40, 42, 44 nach der Aufteilung der Druckleitung 10 auf die einzelnen Verdampferzweige 30, 32, 34 und vor den jeweiligen Ventilen bzw. Magnetventilen 50, 52, 54.
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2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die grundsätzliche Anordnung der Komponenten der gemäß 1 entspricht, so dass entsprechend Bezug genommen wird. Ein Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 besteht dann, dass Sammler und Ventil jeweils als eine gemeinsame Baugruppe 40, 50; 42, 52; 44, 54 vorgesehen sind, die in jeder der Teilleitungen 30, 32, 34 angeordnet ist.
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Die Anordnung gemäß 3 unterscheidet sich von der gemäß 1 und 2 dadurch, dass in der Druckleitung bzw. Verflüssigerleitung 10 kein Trockner angeordnet ist, wie dies in 1 und 2 der Fall ist. Vielmehr ist gemäß 3 vorgesehen, dass Sammler, Ventil und Trockner in jeder der Teilleitungen 30, 32, 34 vorgesehen sind und eine gemeinsame Baugruppe 40, 50, 60; 42, 52, 62; 44, 54, 64 bilden, die vor, vorzugsweise unmittelbar vor dem jeweiligen Verdampfer 20, 22, 24 der jeweiligen Teilleitung 30, 32, 34 angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sammler gemäß den dargestellten Ausführungsformen über keine Heizeinrichtung verfügen, so dass sich insgesamt ein vergleichsweise einfacher Aufbau ergibt und auf vergleichsweise einfache Art und Weise die Kältemittelmenge, die effektiv dem Kaltemittelkreislauf zur Verfügung steht, auch ohne Heizeinrichtung eingestellt werden kann.
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Selbstverständlich ist von der Erfindung jedoch auch der Fall umfasst, dass einer, mehrere oder alle der Sammler mit einer Heizeinrichtung versehen sind, wie sie beispielsweise in 4 dargestellt sind.
