DE102011006862A1 - Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät - Google Patents
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Abstract
Bei einer Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem ein Kältemittelrohr (9) und eine Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr (9) stehende Lamellen (16) umfassenden Verdampfer (8) und einer rohrförmigen Heizung (1) zum Abtauen des Verdampfers (8) ist die Heizung (1) wenigstens abschnittsweise (2) in Kontakt mit den Lamellen (16) angeordnet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät.
- Bei Kältegräten in No-Frost-Bauweise ist eine Verdampferbaugruppe in einer an einer Lagerkammer abgetrennten Verdampferkammer untergebracht, und die Lagerkammer wird durch Luftaustausch mit der Verdampferkammer gekühlt. Dabei schlägt sich Luftfeuchtigkeit aus der Lagerkammer in der Verdampferkammer als Reif nieder und bildet im Laufe der Zeit auf dem Verdampfer eine Eisschicht, die den Wärmeaustausch behindert. Wenn der Luftaustausch zwischen Lager- und Verdampferkammer unterbrochen wird, besteht die Möglichkeit, die Eisschicht abzutauen, ohne gleichzeitig die Lagerkammer stark zu erwärmen.
- Aus
DE 20 2005 014 373 A1 ist ein No-Frost-Kältegerät bekannt, bei dem in einer Verdampferkammer zum einen ein Verdampfer mit einem Kältemittelrohr und einer Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr stehenden Lamellen und zum anderen eine Heizung zum Abtauen des Verdampfers untergebracht ist. Die Heizung ist als Rohrheizung ausgebildet und auf einem Träger montiert, der gleichzeitig Wände der Verdampferkammer bildet. Ein Spalt zwischen der Unterseite des Verdampfers und dem Träger erleichtert die Konvektion von an der Heizung erwärmter Luft durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Lamellen hindurch. - Um die Erwärmung der Lagerkammer beim Abtauen zu minimieren, ist es wünschenswert, einerseits die zum Abtauen benötigte Zeit bzw. die Zeit, in der die Verdampferkammer wärmer als die Lagerkammer ist und Wärme durch Wände hindurch von der Verdampferkammer in die Lagerkammer fließen kann, zu minimieren. Andererseits macht eine verkürzte Abtauzeit stärkere Temperaturgradienten zwischen Heizung und Verdampfer erforderlich, um die Wärme der Heizung schnell genug auf den Verdampfer zu übertragen. Ein hoher Temperaturgradient führt jedoch auch wieder zu erhöhtem Wärmeabfluss in die Lagerkammer.
- Aufgabe der Erfindung ist, eine Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät zu schaffen, die ein schnelles Abtauen auch bei geringem Temperaturgradient zwischen Heizung, Kältemittelrohr und Lamellen ermöglicht.
- Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Verdampferbaugruppe mit einem ein Kältemittelrohr und eine Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr stehende Lamellen umfassenden Verdampfer und einer rohrförmigen Heizung zum Abtauen des Verdampfers die Heizung wenigstens abschnittsweise in Kontakt mit den Lamellen angeordnet ist.
- Eine besonders wirksame Wärmeübertragung von der Heizung auf die Lamellen ist möglich über einen Abschnitt der Heizung, der sich in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lamellen erstreckt.
- Vorzugsweise berührt dieser Abschnitt der Heizung beide einen gleichen Zwischenraum begrenzenden Lamellen. Ein solcher Heizungsabschnitt kann zwar die Konvektion in dem Zwischenraum weitgehend blockieren, doch wiegt die effiziente Wärmeübertragung durch den direkten Kontakt der Heizung mit den Lamellen diesen Nachteil auf.
- Um einerseits den Zusammenbau der Verdampferbaugruppe zu erleichtern und andererseits auch die Luftzirkulation im Zwischenraum im Kühlbetrieb der Verdampferbaugruppe möglichst wenig zu behindern, ist bevorzugt, dass sich der Abschnitt der Heizung wenigstens zum größeren Teil entlang eines Randes des Zwischenraums erstreckt.
- Ein solcher die Lamellen berührender Abschnitt der Heizung erstreckt sich vorzugsweise in Richtung einer Luftströmung, die durch ein Gehäuse der Verdampferbaugruppe von einer Einlass- zu einer Auslassöffnung zirkuliert.
- Für die Vereinfachung des Zusammenbaus ist es ferner zweckmäßig, dass die Heizung abschnittsweise auf einer Trägerplatte befestigt ist und dass die sich in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lamellen erstreckenden Abschnitte der Heizung auf der Oberfläche der Trägerplatte verschiebbar sind, um sich beim Zusammenfügen der Heizung und der Lamellen an die Staffelung der Lamellen anpassen zu können.
- Um eine solche Verschiebung der sich zwischen den Lamellen erstreckenden Abschnitt der Heizung zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Heizung bogenförmige Abschnitte aufweist, die die sich zwischen den Lamellen erstreckenden Abschnitte miteinander verbinden und an der Trägerplatte befestigt sind.
- Die Befestigung der Heizung an der Trägerplatte kann mit Hilfe von aus der Trägerplatte ausgeklinkten Finger erfolgen, die vorzugsweise an den bogenförmigen Abschnitten angreifen.
- Der wenigstens eine sich zwischen zwei Lamellen erstreckende Abschnitt der Heizung weist vorzugsweise wenigstens einen ausgestellten Bereich auf, der vom Rand aus in den Zwischenraum zwischen den Lamellen hineinragt. Ein solcher ausgestellter Bereich trägt dazu bei, die Platzierung des Abschnitts der Heizung zwischen den Lamellen zu erleichtern, da ein beim Einführen des ausgestellten Bereichs zwischen zwei Lamellen eventuell zu überwindender Widerstand wesentlich kleiner ist, als wenn der gesamte Abschnitt auf seiner gesamten Länge auf einmal zwischen die Lamellen eingeführt werden muss.
- Das Kältemittelrohr ist vorzugweise die Lamellen kreuzend angeordnet, um den Abstand der Lamellen voneinander zu fixieren und dem Verdampfer die erforderliche strukturelle Stabilität zu geben.
- Wenn der ausgestellte Bereich zwischen zwei nebeneinander herlaufende Rohrabschnitte des Kältemittelrohrs eingreift, trägt er zu einer reproduzierbaren Platzierung der Heizung am Verdampferblock in Längsrichtung der Lamellen bzw. der zwischen ihnen verlaufenden Abschnitte der Heizung bei.
- Wenn der ausgestellte Bereich die nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte berührt, so unterstützt dies auch noch die Wärmeübertragung von der Heizung auf die Rohrabschnitte.
- Vorzugsweise liegen die zwei nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte in einer gleichen zum Rand des Zwischenraums benachbarten Ebene und sind über einen dritten Rohrabschnitt in Reihe verbunden, der weiter als die Ebene vom Rand des Zwischenraums entfernt ist. So ist es möglich, den ausgestellten Bereich trotz geringer Krümmung tief in den Verdampfer eingreifen zu lassen und die Position der Heizung relativ zum Verdampfer sicher festzulegen.
- Eine Spitze des ausgestellten Bereichs kann den dritten Rohrabschnitt berühren, um auch diesen direkt zu erwärmen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Rohrheizung zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe; -
2 die auf einem Trägerblech montierte Rohrheizung aus1 ; -
3 eine Seitenansicht der Rohrheizung und eines Verdampfers vor dem Zusammenfügen; -
4 die Rohrheizung und den Verdampfer nach dem Zusammenfügen; -
5 eine perspektivische Ansicht des Verdampfers und der Rohrheizung; und -
6 die Anbringung der Verdampferbaugruppe in einem Kältegerät. -
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Heizung1 zum Abtauen eines Verdampfers in einem No-Frost-Haushaltskältegerät. Die Heizung1 umfasst ein kontinuierliches Rohr, das in Mäandern mit einer Vielzahl von zueinander parallelen, im Wesentlichen geradlinigen Rohrabschnitten2 und diese verbindenden Bögen3 geformt ist, um eine rechteckige Fläche im Wesentlichen gleichmäßig auszufüllen. Das Rohr kann hohl sein, um darin ein Wärmeträgerfluid zirkulieren zu lassen, es kann aber auch als Schutzhülle für einen in seinem Inneren verlaufenden elektrischen Heizleiter fungieren. Die Bögen3 und der überwiegende Teil aller Rohrabschnitte2 liegen in einer gleichen Ebene. In der Mitte jedes Rohrabschnitts2 ist jeweils ein ausgestellter Bereich4 gebildet, der senkrecht zu besagter Ebene nach oben ausgreift. -
2 zeigt die Heizung der1 , montiert auf einer Trägerplatte5 . Die Trägerplatte5 ist ein im Wesentlichen rechteckiger Zuschnitt aus Blech, der durch abgewinkelte Randstreifen6 an zwei Rändern versteift ist. Aus der Trägerplatte5 sind benachbart zu ihren zwei anderen Rändern zwei Reihen von Fingern7 ausgeklinkt, die jeweils die Bögen3 der Heizung1 umgreifen. Die Rohrabschnitte2 erstrecken sich auf der Trägerplatte5 im Wesentlichen frei, parallel zu den Randstreifen6 . Die Finger7 fixieren die Heizung1 im Wesentlichen nur in zur Trägerplatte5 senkrechter Richtung sowie in Längsrichtung der Rohrabschnitte2 . Parallel zur Trägerplatte5 und senkrecht zu den Rohrabschnitten2 bleibt eine geringe Bewegungsfreiheit bestehen. -
3 zeigt in einer Seitenansicht die Trägerplatte5 mit der Heizung1 und einen darauf zu montierenden Verdampfer8 . Der Verdampfer8 umfasst ein Kältemittelrohr9 , das, von einem Einlassanschluss10 kommend, in den Verdampfer8 an dessen dem Betrachter zugewandter Stirnseite eintritt und dort zunächst einen in einer ersten, der Heizung1 nahe benachbarten Ebene11 parallel zur Trägerplatte5 und zur Blickrichtung des Betrachters verlaufenden geradlinigen Rohrabschnitt12 aufweist. An diesen schließt über einen Bogen13 an der vom Betrachter abgewandten Seite des Verdampfers8 ein zum Betrachter zurück verlaufender Rohrabschnitt14 in einer zur Ebene11 parallelen, weiter als diese von der Heizung1 entfernten Ebene15 an. Der Bogen13 ist durch einen schrägen Schlitz einer Verdampferlamelle16 hindurch sichtbar. Der Schlitz ermöglicht die Montage der Verdampferlamelle16 an dem Kältemittelrohr9 durch Aufschieben der Lamelle16 auf den Bogen13 von dessen vom Betrachter abgewandter Seite her. Die Lamelle16 und weitere, in der Ansicht der3 von ihr verdeckte Lamellen sind an den Rohrabschnitten12 ,14 in gleichmäßigem Abstand z. B. durch Lötung befestigt. Über einen Bogen17 , der über die Lamelle16 zum Betrachter hin vorspringt, ist der Rohrabschnitt14 mit einem weiteren Rohrabschnitt12 der Ebene11 verbunden. Es wechseln sich somit entlang des Kältemittelrohrs in einer in der Seitenansicht zickzackförmigen Anordnung Rohrabschnitte12 in der Ebene11 und Rohrabschnitte14 in der Ebene15 ab. - Bei dem hier gezeigten Beispiel ist ein weiteres Paar von Ebenen
18 ,19 vorhanden, in denen weitere geradlinige Rohrabschnitte bis zu einem Auslassanschluss20 aufeinander folgen. Die Zahl der Paare von Ebenen kann auch eins oder größer als zwei sein. - Der ausgestellte Bereich
4 der Heizung1 weist eine abgerundete Spitze21 auf, die zwischen zwei Rohrabschnitte12 der untersten Ebene eingreift. Der Durchmesser der Rohrabschnitte2 entspricht dem Abstand zwischen zwei der an den Rohrabschnitten12 ,14 in großer Zahl und in gleichmäßigen Abständen befestigten Verdampferlamellen16 , und der Abstand zwischen zwei Rohrabschnitten2 entspricht im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen dieses Abstands, so dass sämtliche Spitzen21 der Heizung1 , wenn der Verdampferblock8 auf der Heizung1 platziert wird, auf einen Zwischenraum zwischen zwei Lamellen16 treffen. Geringfügige Abweichungen zwischen dem Abstand der Rohrabschnitte2 und dem Abstand der Lamellen16 voneinander gleichen sich durch eine elastische Verschiebung der Rohrabschnitte2 beim Aufsetzen des Verdampferblocks8 auf die Heizung1 selbsttätig aus. - Da die ausgestellten Bereiche
4 zunächst nur auf geringer Länge zwischen die Lamellen16 eingreifen, ist die zum Einführen der Bereiche4 zwischen die Lamelle16 erforderliche Kraft begrenzt. Wenn diese Einführung gelungen ist, sind die Rohrabschnitte2 jeweils korrekt in Bezug auf die Zwischenräume zwischen den Lamellen16 positioniert, so dass der Verdampfer8 in der in4 gezeigten Weise vollständig auf die Heizung1 aufgedrückt werden kann. - In der Konfiguration der
4 befinden sich die unteren Ränder der Verdampferlamellen16 im Anschlag an der Trägerplatte5 , und die Rohrabschnitte2 (eventuell ausgenommen solche am Rand der Trägerplatte5 ) sind sämtlich auf ihrer gesamten Länge zwischen Lamellen16 geklemmt. Randoffene Kerben22 an der Unterkante der Lamellen sind nur zu einem kleinen Teil hinter den Rohrabschnitten2 der Heizung1 noch sichtbar. Gekrümmte Abschnitte23 der ausgestellten Bereiche4 schmiegen sich an benachbarte Rohrabschnitte12 der Ebene11 und legen so die Position des Verdampferblocks8 relativ zur Heizung1 auch in Längsrichtung der Rohrabschnitte2 exakt fest. -
5 veranschaulicht den Aufbau der Verdampferbaugruppe noch einmal in einer perspektivischen Ansicht, wobei ein Großteil der Lamellen16 des Verdampfers8 jeweils nur partiell dargestellt ist, um die ausgestellten Bereiche4 der Heizung1 sichtbar zu lassen. Tatsächlich erstrecken sich sämtliche Lamellen16 , wie in5 nur für die jeweils stirnseitigen dargestellt, über die gesamte Breite des Verdampferblocks8 . Zwischenräume31 zwischen benachbarten Lamellen16 haben jeweils eine dem Durchmesser der Rohrabschnitte2 entsprechende Breite, und zwischen zwei Zwischenräumen31 , die einen Rohrabschnitt2 aufnehmen, gibt es einen oder mehrere Zwischenräume31 , die keinen Rohrabschnitt2 enthalten. - Aufgrund ihrer flachen Bauform ist die Verdampferbaugruppe der
5 gut geeignet zur Verwendung in einem No-Frost-Kältegerät, bei dem eine die Verdampferbaugruppe aufnehmende Verdampferkammer z. B. in an sich bekannter Weise flach unter deren Decke eines Korpus des Gerätes oder in einer horizontalen Zwischenwand zwischen zwei Lagerkammer untergebracht ist. -
6 zeigt als schematisches Beispiel die Anbringung der Verdampferbaugruppe in einer Verdampferkammer24 zwischen Lagerkammer25 und Decke26 eines Kältegerätekorpus. Ein Ventilator27 treibt die Luftzirkulation zwischen Ein- und Auslassöffnung28 ,29 der Lagerkammer25 an. Der Luftstrom im Innern der Lagerkammer verläuft parallel zu den Lamellen16 und parallel zur Trägerplatte der Heizung1 , so dass die Rohrabschnitte2 , obwohl sie Zwischenräume zwischen den Lamellen16 vollständig ausfüllen, die Luftzirkulation nicht behindern. - Die Verdampferbaugruppe ist in einer leicht nach hinten abschüssigen Orientierung montiert, damit beim Abtauen Tauwasser zur Rückwand
32 des Korpus hin abfließt und dort zu einem an sich bekannten Verdunster abgeleitet werden kann. Anhand der Darstellung der6 ist leicht nachvollziehbar, dass, wenn ein Rohrabschnitt2 den Zwischenraum zwischen zwei Lamellen16 nach unten vollständig versperrt, der ausgestellte Bereich4 Tauwasser in einem an dem ausgestellten Bereich4 angrenzenden Bereich30 des Zwischenraums am Abfließen hindern könnte. Dies verhindern jedoch die Kerben22 am unteren Rand der Lamellen16 , denn durch sie hindurch kann Wasser aus dem Bereich30 in einen benachbarten Zwischenraum zwischen Lamellen16 wechseln, in dem sich kein Rohrabschnitt2 befindet und in dem das Wasser folglich frei auf der Trägerplatte5 bis zu deren unterem Rand hin abfließen kann. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202005014373 A1 [0003]
Claims (14)
- Verdampferbaugruppe für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem ein Kältemittelrohr (
9 ) und eine Mehrzahl von in thermischen Kontakt mit dem Kältemittelrohr (9 ) stehende Lamellen (16 ) umfassenden Verdampfer (8 ) und einer rohrförmigen Heizung (1 ) zum Abtauen des Verdampfers (8 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (1 ) wenigstens abschnittsweise (2 ) in Kontakt mit den Lamellen (16 ) angeordnet ist. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (
2 ) der Heizung (1 ) sich in einem Zwischenraum (31 ) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16 ) erstreckt. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
2 ) der Heizung (1 ) beide den Zwischenraum (31 ) begrenzenden Lamellen (16 ) berührt. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
2 ) sich wenigstens zum größeren Teil entlang eines Randes des Zwischenraums (31 ) erstreckt. - Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (
1 ) abschnittsweise auf einer Trägerplatte (5 ) befestigt ist und dass die sich in einem Zwischenraum (31 ) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16 ) erstreckenden Abschnitte (2 ) der Heizung (1 ) an der Trägerplatte (5 ) verschiebbar sind. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (
1 ) bogenförmige Abschnitte (3 ) aufweist, die die sich in einem Zwischenraum (31 ) zwischen zwei benachbarten Lamellen (16 ) erstreckenden Abschnitte (2 ) miteinander verbinden und die an der Trägerplatte (5 ) befestigt sind. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (
1 ) an der Trägerplatte (5 ) über aus der Trägerplatte (5 ) ausgeklinkte Finger (7 ) gehalten ist. - Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
2 ) wenigstens einen ausgestellten Bereich (4 ) aufweist, der vom Rand aus in den Zwischenraum (31 ) hineinragt. - Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelrohr (
9 ) die Lamellen (16 ) kreuzend angeordnet ist. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 9, soweit auf Anspruch 8 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Bereich (
4 ) zwischen zwei nebeneinander herlaufende Rohrabschnitte (12 ) des Kältemittelrohrs (9 ) eingreift. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Bereich (
4 ) die nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte (12 ) berührt. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei nebeneinander herlaufenden Rohrabschnitte (
12 ) in einer gleichen zum Rand des Zwischenraums (31 ) benachbarten Ebene (11 ) liegen und miteinander über einen dritten Rohrabschnitt (14 ) in Reihe verbunden sind, der weiter als die Ebene (11 ) vom Rand des Zwischenraums (31 ) entfernt ist. - Verdampferbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitze (
21 ) des ausgestellten Bereichs (4 ) den dritten Rohrabschnitt (14 ) berührt. - Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (
8 ) von einem Gehäuse mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung (28 ;29 ) umgeben sind, die eine Luftströmungsrichtung durch den Verdampfer (8 ) festlegen, und dass die die Lamellen (16 ) berührenden Abschnitte (2 ) der Heizung (1 ) in der Luftströmungsrichtung orientiert sind.
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