DE102011085017A1 - Refrigeration unit with noise damping - Google Patents
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Abstract
Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, hat einen Kältemittelkreis (6, 7), in dem ein Kältemittel durch einen Verdichter (5) angetrieben zirkuliert und wenigstens ein Helmholtzresonator (8) mit dem Kältemittelkreis (6, 7) kommunizierend angeordnet ist.A refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, has a refrigerant circuit (6, 7) in which a refrigerant is driven by a compressor (5) and at least one Helmholtz resonator (8) communicating with the refrigerant circuit (6, 7).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Kältemittelkreis, der durch adiabatische Expansion und Kompression eines zirkulierenden Kältemittels eine Lagerkammer des Kältegerätes kühlt. Kältegeräte dieser Art sind allgemein bekannt.The present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, with a refrigerant circuit which cools a storage chamber of the refrigeration appliance by adiabatic expansion and compression of a circulating refrigerant. Refrigerators of this type are well known.
Eine wesentliche Ursache für Geräuschemission bei einem solchen Kältegerät ist der Verdichter, der die Zirkulation des Kältemittels antreibt und dessen zyklisch bewegter Kolben das Kältegerät zu Schwingungen anregt, die in seiner Umgebung als Schall hörbar werden. Um die Emission von Verdichterbetriebsgeräuschen zu minimieren, ist der Verdichter im Allgemeinen von einer hermetisch dichten Kapsel umgeben. Der Innenraum der Kapsel kommuniziert mit einem Sauganschluss des darin montierten Verdichters. Wenn der Verdichter in Betrieb ist, ist auf diese Weise das Innere der Kapsel unter niedrigem Druck gehalten und Betriebsgeräusche des Verdichters können im Wesentlichen nur als Körperschall über dessen Aufhängung an die umgebende Kapsel übertragen werden. Eine geeignete Dämpfung dieser Aufhängung erlaubt es, die Geräuschemission durch die Verdichterkapsel soweit zu reduzieren, dass der Beitrag der Abstrahlung durch die Verdichterkapsel zum Betriebsgeräusch des Kältegeräts hinter dem anderer Quellen zurücktritt. Um die Geräuschemission eines Kältegerätes weiter zu verringern, ist es daher erforderlich, diese anderen Geräuschquellen oder – ausbreitungswege zu identifizieren und geeignet zu bedämpfen. Die vorliegende Erfindung soll hierzu einen Beitrag leisten. A significant cause of noise emission in such a refrigeration device is the compressor, which drives the circulation of the refrigerant and whose cyclically moving piston excites the refrigeration device to vibrations that are audible in its environment as sound. To minimize the emission of compressor operating noise, the compressor is generally surrounded by a hermetically sealed capsule. The interior of the capsule communicates with a suction port of the compressor mounted therein. In this way, when the compressor is in operation, the interior of the capsule is kept under low pressure and operating noise of the compressor can essentially only be transmitted as structure-borne noise via its suspension to the surrounding capsule. Appropriate damping of this suspension allows the noise emission through the compressor capsule to be reduced to such an extent that the contribution of the radiation through the compressor capsule to the operating noise of the refrigeration device recedes behind that of other sources. Therefore, in order to further reduce the noise emission of a refrigerator, it is necessary to identify and appropriately damp these other noise sources or propagation paths. The present invention is intended to contribute to this.
Dieses Ziel wird erreicht, indem bei einem Kältegerät mit einem Kältemittelkreis, in dem ein Kältemittel durch einen Verdichter angetrieben zirkuliert, wenigstens ein Helmholtzresonator mit dem Kältemittelkreis kommunizierend angeordnet ist. This object is achieved by having at least one Helmholtz resonator communicating with the refrigerant circuit in a refrigerator having a refrigerant circuit in which a refrigerant is circulated driven by a compressor.
Die Erfindung basiert auf der Einsicht, dass ein verbleibender, bisher nicht zufriedenstellend gedämpfter Ausbreitungsweg von Betriebsgeräuschen des Verdichters das von ihm umgewälzte Kältemittel selber ist. Schallschwingungen können sich in einer geraden Rohrleitung über weite Strecken ausbreiten, ohne dabei die Wände der Rohrleitung nennenswert zum Schwingen zu bringen. Erst an Kurven oder Querschnittsunstetigkeiten Leitung, an denen die Schallwellen intensiv reflektiert und umgelenkt werden, kommt es zu einer Einkopplung, die sich im Kältegerät ausbreitet und zu einer diffus verteilten Abstrahlung als Luftschall in die Umgebung führt. Um diesen Ausbreitungsweg wirksam zu bedämpfen, ist ein Helmholtzresonator geeignet. The invention is based on the insight that a remaining, so far not satisfactorily damped propagation path of operating noise of the compressor is the refrigerant circulated by it itself. Sound vibrations can propagate over long distances in a straight pipeline without causing the walls of the pipeline to oscillate appreciably. Only at curves or cross-sectional discontinuities line, at which the sound waves are intensively reflected and deflected, there is a coupling, which propagates in the refrigerator and leads to a diffused radiation as airborne sound into the environment. To effectively attenuate this propagation path, a Helmholtz resonator is suitable.
Vorzugsweise kommuniziert der Helmholtzresonator mit einem Hochdruckteil des Kältemittelkreises, da in einem Niederdruckteil, vor dem Sauganschluss des Verdichters, der niedrige Druck die Ausbreitung von Schwingungsenergie über das Kältemittel behindert. Preferably, the Helmholtz resonator communicates with a high pressure part of the refrigerant circuit because in a low pressure part, in front of the suction port of the compressor, the low pressure hinders the propagation of vibrational energy via the refrigerant.
Vorzugsweise ist der Helmholtzresonator an eine Kältemittelleitung angeschlossen, die einen Druckanschluss des Verdichters mit einem Verflüssiger verbindet.Preferably, the Helmholtz resonator is connected to a refrigerant line which connects a pressure port of the compressor with a condenser.
Vorzugsweise ist die Kältemittelleitung zwischen dem Druckanschluss und einer Anschlussstelle des Helmholtzresonators freitragend, damit nicht in diesem Bereich der Kältemittelleitung noch ungedämpfte Druckschwingungen des Kältemittels über eine Aufhängung an Teile des Kältegerätegehäuses übertragen werden können, die als Resonanzboden für die Schwingungen dienen könnten. Preferably, the refrigerant line between the pressure port and a junction of the Helmholtz resonator is cantilevered so that still in this area of the refrigerant line still undamped pressure oscillations of the refrigerant can be transmitted via a suspension to parts of the refrigerator housing, which could serve as a soundboard for the vibrations.
Eine Kältemittelleitung, an die der Helmholtzresonator angeschlossen ist, sollte einen größeren freien Querschnitt haben als ein Halsabschnitt des Helmholtzresonators, um eine übermäßige Beeinflussung des Resonanzverhaltens des Helmholtzresonators durch die Geometrie der Kältemittelleitung zu vermeiden. A refrigerant line to which the Helmholtz resonator is connected should have a larger free cross-section than a neck portion of the Helmholtz resonator to avoid unduly influencing the resonance behavior of the Helmholtz resonator by the geometry of the refrigerant line.
Zu demselben Zweck kann eine Kältemittelleitung, an die der Helmholtzresonator angeschlossen ist, an der Anschlussstelle lokal aufgeweitet sein. For the same purpose, a refrigerant pipe to which the Helmholtz resonator is connected may be locally widened at the connection point.
Um eine deutliche Wirkung erzielen, sollte der Helmholtzresonator auf die Betriebsfrequenz des Verdichters oder eine Oberschwingung dieser Betriebsfrequenz abgestimmt sein. To achieve a clear effect, the Helmholtz resonator should be tuned to the operating frequency of the compressor or a harmonic of this operating frequency.
Die Resonanzfrequenz des Helmholtzresonators hängt unter anderem von der Länge des Halsabschnitts ab. Wenn der Halsabschnitt zwei ineinandergreifende Rohrabschnitte umfasst, ist noch im Moment des Zusammenbaus eine Abstimmung des Resonators durch Variieren der Einstecktiefe der Rohrabschnitte möglich.The resonant frequency of the Helmholtz resonator depends, among other things, on the length of the neck section. If the neck portion comprises two intermeshing pipe sections, a tuning of the resonator by varying the insertion depth of the pipe sections is still possible at the moment of assembly.
Um zu verhindern, dass eine Oberfläche des Helmholtzresonators selber einen Resonanzboden bildet, der eine in ihn eingekoppelte Schwingung als Luftschall abstrahlt, kann der Helmholtzresonator selber gekapselt sein. Denkbar ist, ihn zusammen mit dem Verdichter in einer gemeinsamen Kapsel unterzubringen. Im Hinblick auf die Anbringung des Helmholtzresonators am Kältegerät ist es allerdings einfacher, eine vom Verdichter getrennte Kapsel für den Helmholtzresonator zu verwenden.In order to prevent a surface of the Helmholtz resonator itself from forming a soundboard, which emits an oscillation coupled into it as airborne sound, the Helmholtz resonator can itself be encapsulated. It is conceivable to accommodate him together with the compressor in a common capsule. With regard to the attachment of the Helmholtz resonator to the refrigeration device, however, it is simpler to use a capsule separate from the compressor for the Helmholtz resonator.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus 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:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures are also features of the Embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention. Show it:
Die Kältemittelleitung
Wenn ein geradliniger Leitungsverlauf zwischen dem Verdichter
Der Halsabschnitt
Um den Behälter
Wenn die benötigte Länge L des Halsabschnitts
Der freie Querschnitt des T-Stücks
Versuche mit einer Anordnung des in
Um eine breitbandige Geräuschdämpfung zu erzielen, können an die Kältemittelleitung
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