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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät.
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Bei Kältegeräten gelangt durch die gelegentlich geöffnete Kältegerätetür oder durch das Verdunsten von Feuchtigkeit aus dem Kühlgut Feuchtigkeit in die Lagerkammer zum Aufbewahren von Kühlgut. Das in der Luft gebundene Wasser fällt dann als Tauwasser an den kalten Lagerkammerwänden aus. Bei bekannten Kältegeräten, insbesondere Kühl- und Gefriergeräten, wird verbreitet das beim Betrieb anfallende Tauwasser über Leitungen oder Kanäle durch Fließen unter Gravitationseinwirkung nach außen in eine, unterhalb von Austrittsdurchführungen der Lagerkammer angebrachte, sogenannte Verdunstungsschale geleitet. Die Verdunstungsschale ist üblicherweise in einem Bereich des Maschinenraums, vorzugsweise oberhalb des Verdichters, angeordnet. Darin aufgefangenes Tauwasser verdunstet aufgrund der Erwärmung der Verdunstungsschale, insbesondere durch die Übertragung von Wärme vom Verdichter zum Auffangbehälter, und wird so an die Umgebungsluft abgegeben. Dadurch kann eine bestimmte Menge an Kondenswasser abgeführt werden, ohne dass die Verdunstungsschale geleert werden muss oder überläuft. Die Verdunstungsrate der Verdunstungsschale wird durch die Umgebungsbedingungen beeinflusst. Dies sind z.B. die Umgebungslufttemperatur, Luftströmungen und Temperaturen bzw. Wärmen in der Nähe oder im thermischen Kontakt mit der Verdunstungsschale befindlicher Komponenten.
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Bei neuen Kältegeräten werden durch eine optimierte Isolation die Laufzeiten des Verdichters reduziert. Ferner stehen immer effizientere Verdichter mit geringeren Wärmeverlusten und dadurch einer geringeren Wärmeabgabe zur Verfügung. Zunehmend kommen daher leistungsschwächere Verdichter zum Einsatz, die die Verdunstungsschale geringer aufheizen. Ein erhöhtes Aufkommen von Kondenswasser tritt ferner in tropischen Gebieten auf Grund der hohen Luftfeuchtigkeit auf.
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Bei modernen Kältegeraten mit hochwertiger Isolation kann es daher geschehen, dass die Abwärme des Verdichters nicht mehr genügt, um das Tauwasser mit der Rate zu verdunsten, mit der es entsteht, so dass schließlich die Verdunstungsschale überläuft. Wenn das überlaufende Tauwasser an Spannung führende Bauelemente unterhalb des Auffangbehälters gelangt, können Schäden an der Elektrik des Kältegerätes die Folge sein. Aus dem Gerät austretendes Tauwasser ist insbesondere auch dann besonders unerwünscht wenn das Kältegerät zur Montage in Möbeln vorgesehen ist.
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Aus der
DE 3602204 A1 ist ein Kältegerät bekannt, in dessen als Kammer ausgebildeten Tauwasserbehälter eine bestimmte Menge eines Wasser zurückhaltenden, nicht löslichen polymeren Materials mit aus hydrophilen Gruppen bestehender Gitterstruktur eingesetzt ist.
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Eine verbreitete Lösung die manchmal geringe Verdunstungsleistung zu kompensieren besteht darin, ein Rohr in der Verdunstungsschale anzuordnen. Dieses Rohr führt beispielsweise vom Verflüssiger erwärmtes Gas an die Verdunstungsschale. Durch die zusätzliche Erwärmung ergibt sich ein weiterer Verdunstungseffekt von Kondenswasser aus der Verdunstungsschale. Eine weitere Lösung besteht darin, auch mit elektrischen Zusatzheizungen an der Verdunstungsschale eine erhöhte Verdunstungsleistung des Wassers in der Verdunstungsschale zu erreichen.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kältegerät zu schaffen bei dem insbesondere das Überlaufen der Verdunstungsschale zuverlässig über einen langen Zeitraum vermieden werden kann.
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Die Aufgabe wird durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Demgemäß weist ein erfindungsgemäßes Kältegerät wenigstens eine thermisch isolierte Lagerkammer zur Aufnahme von Kühlgut, einen Kältemittelkreislauf zur Kühlung der Lagerkammer, der einen außerhalb der Lagerkammer angeordneten Verflüssiger zum Verflüssigen eines Kältemittels des Kältemittelkreislaufs aufweist, und eine Verdunstungsschale zum Aufnehmen von in der Lagerkammer entstehendem Kondenswasser auf. An dem Verflüssiger ist ein Bauelement angeordnet, das in die Verdunstungsschale hineinragt und das kapillare und/oder feuchtigkeitsaufnehmende Eigenschaften aufweist. Hierzu kann das Bauelement aus einem material hergestellt sein oder ein Material umfassen, da kapillare und/oder feuchtigkeitsaufnehmende Eigenschaften aufweist.
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Über die kapillaren bzw. über die saugenden Eigenschaften des Bauelements wird die Flüssigkeit in den Kontaktbereich des warmen Verflüssigers transportiert und verdunstet dort. Die Verdunstungsleistung lässt sich über die Größe der Kontaktfläche des Bauelements zum Verflüssiger steuern. Der Transport der Flüssigkeit findet über die Stoffeigenschaften des Bauelements statt. Hierzu wird keine weitere zuzuführende Energie benötigt. Die heutige Verdunstungsschale wird nicht mehr in dem Umfang zur Verdunstung benötigt und kann kleiner ausgeführt werden, was Kosten und Platz im Kältegerät einspart. Es wird zur Verdunstung keine zusätzliche Energie in Form von Heizungen und dergleichen benötigt. Die vorhandene Wärme des Verdunsters wird genutzt.
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Der Kältemittelkreislauf umfasst beispielsweise einen Verdichter zum Verdichten von Kältemitteldampf, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger zum Kondensieren des Kältemitteldampfes und einen dem Verflüssiger nachgeschalteten und dem Verdichter vorgeschalteten Verdampfer zum Verdampfen des verflüssigten Kältemittels. Verdichter und Verdampfer sind dann bevorzugt jeweils mit einem Wärmetauscher zur Wärmeübertragung zwischen zugeführter Luft und dem Fluid versehen.
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Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauelement als Platte ausgebildet oder plattenförmig geformt, so dass sich eine große Oberfläche zum Verdunsten von Wasser bei einem geringen Volumen des Bauelements ergibt. Dadurch kann mit einer geringeren Menge des kapillaren bzw. feuchtigkeitsaufnehmenden Materials eine ausreichende Verdunstungsleistung realisiert werden. Das Bauelement kann beispielsweise als Beschichtung auf einen Träger aufgebracht werden. Beispielsweise auf den Träger aufgespritzt, aufgestrichen oder durch ein Tauchverfahren aufgebracht werden. Der Träger stützt dann das Bauelement ab, so dass es mechanisch weniger stark beansprucht wird. Dadurch kann das Bauelement als eine dünne wirksame Beschichtung hergestellt werden. Da die mechanischen Festigkeitsanforderungen an das Bauelement dann auf Grund der Stützfunktion durch den Träger geringer sind, kann das Bauelement auf diese Weise auch dünn, d.h. mit geringem Materialeinsatz, und damit kostengünstig realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauelement sich von der Verdunstungsschale, beispielsweise in vertikaler Erstreckung, nach oben erstreckend angeordnet. Die vertikale Richtung bezieht sich auf das betriebsbereit aufgestellte Kältegerät. Das Bauelement nimmt dabei das Wasser in der Verdunstungsschale durch seine kapillaren bzw. feuchtigkeitsaufnehmenden Eigenschaften auf und fördert dies nach oben. Dadurch kann die Verdunstungsschale unten im Kältegerät angeordnet werden und das Wasser wird mittels des Bauelements nach oben in die Nähe des Verflüssigers transportiert, wo es durch die Abwärme des Verflüssigers verstärkt verdunstet wird. Das Bauelement ist beispielsweise in die Verdunstungsschale hineingestellt. Damit kann es gut bis unten in die Verdunstungsschale hinein reichen.
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Gemäß einer Ausführungsform enthält das Bauelement ein Zeolith, insbesondere kristallines Alumosilikat, und/oder Kieselgel. Kieselgel ist ein amorphes Siliciumdioxid von gelartiger, gummiartiger bis fester Konsistenz. Es ist stark hygroskopisch und eignet sich damit besonders gut als Adsorptionsmaterial für das Kondenswasser. Beide ermöglichen ein einen guten Wassertransport und ein gutes Wasserspeicherungsvermögen. Dadurch kann das Wasser gut aus der Verdunstungsschale abgeführt und verdunstet werden. Das Bauelement kann als Vlies, Gewebe oder Gewirke hergestellt sein, so dass es verformbar ist und an die Kältegerätegeometrie, insbesondere den Verflüssiger, angepasst werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Verdunstungsschale unterhalb des Verflüssigers angeordnet. Das Wasser wird dann von der Verdunstungsschale nach oben zum Verflüssiger transportiert, wo es zusätzlich durch den Verflüssiger erwärmt und verstärkt verdunstet wird. Verdunstungsschale und Verflüssiger können dadurch trotzt der Nutzung der Abwärme des Verflüssigers zum Verdunsten des Wassers aus der Verdunstungsschale räumlich beabstandet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform verjüngt sich der Querschnitt des Bauelements mit zunehmend weitem Eintauchen in die Verdunstungsschale innerhalb der Verdunstungsschale. Dadurch erhöht sich mit zunehmendem Wasserpegel die Querschnittsfläche des Bauelements in Höhe des Wasserpegels des gesammelten Kondenswassers in der Verdunstungsschale. Die Förderleistung im Abtransport von Wasser aus der Verdunstungsschale steigt entsprechend an und die Verdunstungsleistung erhöht sich dadurch mit zunehmendem Wasserpegel. Dadurch können die Wasserpegelschwankungen in der Verdunstungsschale reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ragt das Bauelement soweit in die Verdunstungsschale hinein, dass es zu einem unteren Boden der Verdunstungsschale noch beabstandet ist. Dadurch wird es ermöglicht, dass sich Wasser bis zu einem bestimmten Pegel in der Verdunstungsschale sammeln kann, bevor es in Kontakt mit dem Bauelement kommt. Erst ab dem Pegel, bei dem es in Kontakt mit dem Wasser kommt, nimmt es dieses auf und die Verdunstungsleistung der Verdunstungsschale wird erhöht. Dadurch kann die Zeit der Befeuchtung des Bauelements auf ein vorteilhaftes Maß reduziert bleiben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauelement in Kontakt mit dem Verflüssiger angebracht. Durch den direkten Kontakt des Bauelements mit dem darin gespeicherten Wasser mit dem Verflüssiger wird eine besonders gute Wärmeübertragung vom Verflüssiger zum Wasser ermöglicht und eine hohe Verdunstungsrate des Wassers erzielt.
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Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich das Bauelement so durch den Verflüssiger hindurch, dass der Verflüssiger beidseitig des Bauelements verläuft. Das Bauelement verläuft dabei beispielsweise flechtartig zwischen den Rohren des Verflüssigers. Der Verfüssiger hält dadurch das durch ihn hindurch verlaufende Bauelement klemmend, so dass die Befestigung vereinfacht werden kann. Ferner ergibt sich ein besonders guter Wärmeeintrag in das Bauelement, da es beidseitig in Kontakt mit dem Verflüssiger kommt und sich in der Ebene des Verflüssigers erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauelement bzw. der Träger an dem Verflüssiger durch klipsen und/oder verschrauben und/oder verkleben befestigt. Klipse ermöglichen eine kostengünstige flexible und lagetolerante Anbringung an einem beispielsweise rohrförmig ausgeführten Verflüssiger. Die Verbindung kann dabei kostengünstig getrennt und erneuert werden, was einen Austausch des Bauelements erleichtert.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Kältegerätes hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigelegte Figur näher erläutert.
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Es zeigt dabei:
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1: eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Kältegerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Kältegerätes 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kältegerät 1 weist eine thermisch isolierte Lagerkammer 3 zur Aufnahme von Kühlgut auf, die sich im Bild rechts anschließt. Dargestellt ist ein Verflüssiger 5 eines Kältemittelkreislaufs zur Kühlung der Lagerkammer 3. Der Verflüssiger 5 zum Verflüssigen eines Kältemittels des Kältemittelkreislaufs ist außerhalb der Lagerkammer 3, hier an der Rückseite der Lagerkammer 3, angeordnet. Der Verflüssiger 5 ist im Kältemittelkreislauf einem Verdichter 4, der im Bild unten tonnenförmig dargestellt ist, zum Verdichten des Kältemittels nachgeschaltet angeordnet.
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Eine Verdunstungsschale 7 zum Aufnehmen von in der Lagerkammer 3 entstehendem Kondenswasser 9 ist an den Verflüssiger 5 unten angrenzend angeordnet. An dem Verflüssiger 5 ist ferner ein Bauelement 11 angeordnet, das in die Verdunstungsschale 7 hineinragt und das aus einem Material hergestellt ist, dass feuchtigkeitsaufnehmende Eigenschaften aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Bauelement Kieselgel. Das Bauelement 11 erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel von der Verdunstungsschale 7 in vertikaler Richtung nach oben. Es ist in die Verdunstungsschale 7 hinein gestellt und verläuft vom Boden 8 der Verdunstungsschale 7 nach oben. Das Bauelement 11 nimmt dabei das Wasser 9 in der Verdunstungsschale 7 durch seine kapillaren bzw. feuchtigkeitsaufnehmenden Eigenschaften auf und fördert dies nach oben.
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Dies ist durch einen Strömungspfeil 15 angedeutet, der den Transportweg des Kondenswassers 9 zeigt. Dadurch kann die Verdunstungsschale 7 unten im Kältegerät 1 angeordnet werden und das Wasser 9 wird mittels des Bauelements 11 nach oben in die Nähe des Verflüssigers 5 transportiert, wo es durch die Abwärme des Verflüssigers 5 verstärkt verdunstet wird. Das Bauelement 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in die Verdunstungsschale 7 hineingestellt. Zur mechanischen Stabilisierung ist das Bauelement 11, das schichtförmig dünn ausgeführt ist, an einem Träger 13 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kältegerät
- 3
- Lagerkammer
- 4
- Verdichter
- 5
- Verflüssiger
- 7
- Verdunstungsschale
- 8
- Boden
- 9
- Kondenswasser
- 11
- Bauelement
- 13
- Träger
- 15
- Strömungspfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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