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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kälteaggregat und mit wenigstens einem gekühlten Innenraum, der durch das Kälteaggregat bei dessen Betrieb gekühlt wird und der durch eine oder mehrere Wandungen begrenzt wird.
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Aus dem Stand der Technik sind Kühl- bzw. Gefriergeräte bekannt, die eine statische Kühlung oder auch eine dynamische Kühlung aufweisen. Bei der statischen Kühlung wird die Kälteleistung beispielsweise durch einen Verdampfer erzeugt, der sich im eingeschäumten Bereich um den gekühlten Innenraum herum erstreckt und diesem Wärme entzieht. Bei Geräten mit dynamischer Kühlung ist ein Verdampfer üblicherweise in dem gekühlten Innenraum oder in einem davon abgetrennten Teilbereich untergebracht und es erfolgt eine Luftumwälzung mittels eines Ventilators. Die Feuchtigkeit in der Luft wird an der vergleichsweise kalten Oberfläche des Verdampfers auskondensiert, so dass die Vereisungsneigung weiterer Oberflächen und insbesondere des gekühlten Innenraumes selbst vergleichsweise gering ist.
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Demgegenüber besteht bei Geräten mit statischer Kühlung die Gefahr der Vereisung insbesondere der den gekühlten Raum begrenzenden Wandungen.
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Da eine solche Vereisung unerwünscht ist und insbesondere die Effizienz der Wärmeabfuhr beeinträchtigt, werden aus dem Stand der Technik bekannte Geräte von Zeit zu Zeit abgetaut. Dabei werden die Geräte ausgeräumt und abgeschaltet, so dass die Temperatur in dem gekühlten Innenraum ansteigt und die Geräte abtauen. Nach dem Trocknen des gekühlten Innenraumes werden diese Geräte dann wieder in Betrieb genommen.
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Eine solche Vorgehensweise ist vergleichsweise aufwendig. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dieses ohne weiteres abgetaut werden kann, ohne dass es erforderlich ist, das Kühl- bzw. Gefriergut aus dem gekühlten Innenraum zu entnehmen.
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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 Wärmespeicher aufweist, von dem wenigstens ein Bereich in dem gekühlten Innenraum angeordnet ist, wobei der Wärmespeicher derart ausgebildet, dass die Oberflächentemperatur des genannten Bereiches des Wärmespeichers bei ausgeschaltetem Kälteaggregat unter der Oberflächentemperatur der genannten Wandungen des gekühlten Innenraumes liegt. Durch eine solche Ausgestaltung eines Kühl- bzw. Gefriergerätes wird erreicht, dass sich die Feuchtigkeit an der genannten Oberfläche des Wärmespeichers sammelt und es dort zu einer Vereisung kommt. In diesem Bereich kann dann gezielt eine Abtauung eingeleitet werden bzw. das Eis manuell entfernt werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den gesamten Geräteinnenraum auszuräumen.
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Auch ist es denkbar, dass durch den Wärmespeicher wenigstens einem Abschnitt der Wandung Wärme entzogen wird, so dass dieser Abschnitt der Wandung bei ausgeschaltetem Kälteaggregat kälter ist als die sonstigen Bereiche der Wandung. In diesem Fall findet die Eisbildung ausschließlich oder vorzugsweise an dem genannten Abschnitt der Wandung statt.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, die Vereisung auf einen bestimmten Bereich, nämlich auf wenigstens eine Oberfläche des Wärmespeichers oder der Wandung zu konzentrieren. Durch die zusätzliche Masse, das heißt den Wärmespeicher ist die Oberflächentemperatur in dem gewünschten Bereich bei ausgeschaltetem Kälteaggregat geringer als die Oberflächentemperatur der den Kühlraum begrenzenden (weiteren) Wandungen.
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Der Wärmespeicher kann so angeordnet sein, dass er wenigstens eine Oberfläche in dem gekühlten Innenraum aufweist und damit sichtbar ist oder auch auf der vom gekühlten Innenbereich abgewandten Seite der Wandung, das heißt im eingeschäumten Bereich angeordnet sein. Im zweiten Fall wird die Temperatur des Bereiches der Wandung, der mit dem Wärmespeicher in Verbindung steht bei ausgeschaltetem Kälteaggregat unter der Temperatur der sonstigen Wandbereiche liegen.
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Bildet der Wärmespeicher einen Teil der Wandung des gekühlten Innenraums aus, ist vorgesehen, dass bei ausgeschaltetem Kälteaggregat die weiteren Wandbereiche des gekühlten Innenraumes wärmer sind als der durch den Wärmespeicher gebildete Wandbereich.
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Aufgrund der Tatsache, dass bei ausgeschaltetem Kälteaggregat die Oberflächentemperatur des genannten Bereiches des Wärmespeichers bzw. des durch den Wärmespeicher gekühlten Abschnittes der Wandung unter der Oberflächentemperatur der Wandungen des gekühlten Innenraumes bzw. der verbleibenden Wandungen des gekühlten Innenraumes liegt, sublimiert das Eis im Stillstand des Kälteaggregates zu diesem Bereich und kann dort gezielt entfernt werden.
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Der Begriff „Kälteaggregat” ist allgemein zu verstehen und umfasst beispielsweise einen herkömmlichen Kältemittelkreislauf oder Teile von diesem, wie z. B. den Kompressor, oder auch einen magnetischen oder thermoakustischen Kühler. Unter dem Begriff „Kälteaggregat” ist somit jedes Mittel zu verstehen, durch das eine Kühlung des gekühlten Innenraumes bewirkt werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmespeicher derart ausgebildet ist, dass die Oberflächentemperatur des genannten Bereiches des Wärmespeichers des genannten Abschnittes der Wandung bei ausgeschaltetem Kälteaggregat, das heißt also beispielsweise bei ausgeschaltetem Kompressor, unter der Temperatur des gesamten restlichen gekühlten Innenraumes liegt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmespeicher aus Metall besteht oder Metall aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass es sich bei dem Metall um Aluminium oder Stahl handelt.
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In einer denkbaren Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmespeicher plattenförmig ausgebildet. Der Wärmespeicher kann somit beispielsweise als Metallplatte oder auch als Metallblock ausgeführt sein und sich auf der Schaumseite oder auf der Kühl- bzw. Gefrierraumseite des Innenbehälters befinden oder auch am Innenbehälter selbst angeordnet sein.
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Denkbar ist es weiterhin, dass das Kälteaggregat einen Kältemittelkreislauf umfaßt, der wenigstens einen Verdampfer umfaßt und dass der Wärmespeicher unmittelbar oder mittelbar mit dem Verdampfer in Kontakt steht, so dass durch den Verdampfer Wärme aus dem Wärmespeicher abgezogen werden kann. In diesem Fall erfolgt kann der Verdampfer unmittelbar mit dem Wärmespeicher in Kontakt stehen. Der Wärmespeicher kann somit zumindest teilweise im Bereich des Verdampfers angeordnet sein. Ist der Verdampfer eingeschäumt, befindet sich vorzugsweise auch ein Abschnitt des Wärmespeichers oder auch der gesamte Wärmespeicher im eingeschäumten Bereich.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Wärmespeicher sich im eingeschäumten Bereich, das heißt auf der Schaumseite der Innenbehälterwandung befindet, dass der Wärmespeicher sich ausschließlich in dem gekühlten Innenraum befindet, das heißt keinen Kontakt zur Ausschäumung aufweist oder sowohl in dem gekühlten Innenraum angeordnet ist als auch mit der Ausschäumung in Kontakt steht. Die letztgenannte Ausführung kann beispielsweise denn erreicht werden, wenn der Innenbehälter eine Ausnehmung aufweist, durch die sich der Wärmespeicher hindurch erstreckt, so dass ein Teil des Wärmespeichers mit der Ausschäumung in Verbindung steht und ein weiterer mit dem gekühlten Innenraum.
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Der Verdampfer kann eine oder mehrere Rohrleitungen zur Durchströmung mit Kältemittel aufweisen und der Wärmespeicher kann eine oder mehrere Freistellungen, insbesondere Nuten oder Bohrungen zur teilweisen oder vollständigen Aufnahme einer oder mehrerer dieser Rohrleitungen aufweisen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Verdampfer und dem Wärmespeicher wenigstens bereichsweise eine Wärmeleitmasse angeordnet ist, die den Wärmeübergang von dem Wärmespeicher zu dem Verdampfer verbessert.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich darauf, dass der Wärmespeicher in eine Vertiefung oder in einen Durchbruch des Innenbehälters eingesetzt ist und/oder dass der Wärmespeicher einen Teilbereich der Wandungen des gekühlten Innenraums bildet.
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Diese Vertiefung kann taschen- bzw. wannenförmig ausgeführt sein. Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass die Vertiefung keinen Boden aufweist, so dass sich ein Durchbruch ergibt und sich der Wärmespeicher auch in den Bereich der Ausschäumung hinein erstreckt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmespeicher relativ zu der wenigstens einen Wandung des gekühlten Innenraums so angeordnet ist, dass der genannte Bereich des Wärmespeichers bündig mit der Wandung abschließt, gegenüber der Wandung zurückversetzt ist oder gegenüber der Wandung vorsteht.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Wärmespeicher mit wenigstens einer elektrischen Heizung oder mit einer Heißgasleitung in Verbindung steht und/oder dass der Wärmespeicher wenigstens eine Abtaurinne aufweist. Denkbar ist es, den Wärmespeicher mit einer elektrischen Heizung zu dessen Abtauung zu versehen und gegebenenfalls eine Ablaufrinne mit einzubringen, durch die das bei der Abtauung anfallende Wasser gezielt z. B. in eine Verdunstungsschale abgeleitet werden kann. Bei einer elektrischen Abtauung kann das Tauwasser über einen Schlauch beispielsweise in die Kompressornische abgeleitet werden, in der sich eine Tauwasserschale befindet.
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Erfolgt eine Abtauung mittels einer Heißgasleitung, das heißt mittels einer Leitung des Kältemittelkreislaufes, durch die heißes Kältemittel geleitet wird, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass Tauwasser über einen Schlauch in die Kompressornische und dort in ein geeignetes Behältnis zum Auffangen des Tauwassers einzuleiten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bereich teilweise oder vollständig durch wenigstens ein von dem Wärmespeicher entfernbares Element, vorzugsweise durch wenigstens eine Folie gebildet oder abgedeckt wird. Denkbar ist es beispielsweise, eine Magnetfolie vorzusehen, die auf den Wärmespeicher aufgesetzt wird und dort durch Magnetkraft hält. Bildet sich auf dieser Magnetfolie oder sonstigen Folie Eis, kann die Folie einfach abgenommen werden und beispielsweise mit warmen Wasser abgewaschen werden.
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Alternativ dazu ist es möglich, den Wärmespeicher mittels eines Eisschabers oder dergleichen von Eis zu befreien.
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In allen Fällen besteht keine Notwendigkeit, das gesamte Gerät auszuräumen, um eine Abtauung vornehmen zu können. Erfindungsgemäß wird der Bereich der Vereisung lokal begrenzt und zwar auf die Oberfläche des Wärmespeichers oder einen damit in Verbindung stehenden Bereich, beispielsweise einen Wandbereich des gekühlten Innenraums.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anordnung des wenigstens einen Wärmespeichers im Bereich des Korpus beschränkt. Der wenigstens eine Wärmespeicher kann ebenso an oder in der Tür oder einem sonstigen Verschlusselement des Gerätes angeordnet sein. Auch in diesem Fall ist sowohl eine schaumseitige als auch eine kühlraumseitige Anordnung sowie auch eine Anordnung des Wärmespeichers denkbar, bei dem sich dieser von der Schaumseite zu der Kühlraumseite hin erstreckt.
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Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft dann anwendbar, wenn es sich bei dem Kühl- und/oder Gefriergerät um ein Gerät mit statischer Kühlung handelt. Vorzugsweise erfolgt die Kühlung des Gerätes mittels eines Verdampfers, der eine Rohrleitung aufweist, die schaumseitig verlegt ist. Denkbar ist es, diese schaumseitige Rohrleitung um den Innenbehälter herumzuwickeln. Bei solchen statischen Geräten ist üblicherweise kein Ventilator zur Luftumwälzung in dem gekühlten Innenraum vorgesehen.
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Um eine großflächige Vereisung des gekühlten Innenraumes zu vermeiden, ist das erfindungsgemäße Wärmespeicherelement vorgesehen, dass die Vereisung lokal begrenzt.
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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 Draufsicht auf eine Gefriertruhe bei geöffnetem Deckel mit Wärmespeicher und
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2: eine Darstellung des Temperaturverlaufs in dem gekühlten Innenraum des Gerätes gemäß 1.
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In 1 ist der nach oben hin offene gekühlte Innenraum einer Gefriertruhe mit statischer Kühlung gezeigt.
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Das Gerät verfügt über einen nicht dargestellten Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Kompressor, wenigstens einen Verflüssiger, wenigstens eine Drosselkapillare und wenigstens einen Verdampfer aufweist. Von dem Kompressor gelangt das Kältemittel in den Verflüssiger, geht dort in den flüssigen Zustand über. Von dem Verflüssiger gelangt das Kältemittel durch eine Drosselkapillare und von dort in den Verdampfer, in dem es teilweise oder vollständig verdampft. Durch die Verdampfung wird Wärme aus dem gekühlten Innenraum aufgenommen. Über eine Saugleitung gelangt das verdampfte Kältemittel sodann von dem Verdampfer wieder zurück zum Kompressor, so dass ein geschlossener Kältemittelkreislauf vorliegt.
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Der Verdampfer ist als nicht dargestellte Wicklung ausgebildet, die sich auf der vom Kühlraum abgewandten Seite der den Kühlraum begrenzenden Wandung des Innenbehälters befindet.
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Zwischen dem Innenbehälter 10 und der Außenwandung 20 des in 1 dargestellten Gerätes befindet sich eine Ausschäumung zum Zwecke der Wärmeisolation, in der der Verdampfer bzw. dessen Rohrleitungen als Wicklungen um den gekühlten Innenbehälter herum verlaufen.
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Im oberen Bereich des Innenbehälters ist ein Wärmespeicher 30 angeordnet, der beispielsweise als Aluminiumblock mit den Dimensionierungen 20 cm × 10 cm × 2 cm ausgeführt ist. Wie dies aus 1 ersichtlich ist, erstreckt sich eine Oberfläche des Aluminiumblockes 30 bündig zu der zum gekühlten Innenraum gewandten Seite der Innenbehälterwandung. Auf der anderen Seite, das heißt auf der zur Ausschäumung gewandten Seite weist der Aluminiumblock 30 Freistellungen für die Verdampferrohrleitungen auf. Diese Rohrleitungen verlaufen durch den Aluminiumblock 30, wobei eine gute Kontaktierung durch zusätzliche Wärmeleitmasse gewährleistet wird.
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Auf der zu dem gekühlten Innenraum gewandten Oberfläche des Aluminiumblocks 30 kann sich die Feuchtigkeit binden, so dass es dort zur Vereisung kommt. Je nach Bedarf kann dann manuell oder automatisch abgetaut werden.
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Grundsätzlich kann der Wärmespeicher auch an anderer Stelle angeordnet werden, beispielsweise im unteren Bereich oder im mittleren Bereich des Innenbehälters. Der Wärmspeicher kann auch aus einem anderen Material als Aluminium bestehen, beispielsweise als Stahlplatte ausgeführt sein, etc. Günstig ist es, wenn der Wärmespeicher möglichst unmittelbar mit dem Verdampfer in Verbindung steht, so dass dieser auf sehr geringen Temperaturen gehalten wird.
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Wird der Kompressor ausgeschaltet, erwärmt sich der gekühlte Innenraum bzw. die verbleibenden Wandungen stärker als die genannte Oberfläche des Wärmespeichers 30. Dies ergibt sich aus 2. Hier zeigt die dunkle Fläche die kalte Oberfläche des Wärmespeichers 30. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Oberflächentemperatur des Wärmespeichers 30 bei ausgeschaltetem Kompressor –39,2°C. Die restlichen bzw. benachbarten Bereiche der Wandung des Innenbehälters haben auf ihrer zum gekühlten Innenraum gewandten Seite eine Temperatur von –36,6°C, wenn der Kompressor ausgeschaltet ist. Somit bildet die Oberfläche des Wärmespeichers 30 die kälteste Stelle in dem gekühlten Innenraum, was zur Folge hat, dass das Eis sich bevorzugt oder ausschließlich dort bildet.
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Um ein Abtauen des Aluminiumblockes 30 oder des sonstigen Wärmespeichers zu bewirken, kann dieser mit einer elektrischen Abtauheizung und gegebenenfalls einer Ablaufrinne versehen werden. Das Abtauwasser kann dann beispielsweise mittels eines Schlauches in die Kompressornische abgeleitet werden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass die Abtauung mittels einer Heißgasleitung erfolgt. Dabei handelt es sich um eine Leitung, die von dem Kältemittelkreislauf abzweigt und durch die vergleichsweise warmes Kältemittel geführt wird.
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Der Wärmespeicher kann mit einer Folie oder sonstigen Abdeckung versehen sein, die von dem Wärmespeicher abnehmbar ist. Denkbar ist es beispielsweise, den Wärmespeicher gegenüber der in 1 dargestellten Innenbehälterwandung zurückversetzt anzuordnen und den verbleibenden Bereich mit einer Folie, beispielsweise mit einer Magnetfolie auszuführen, die vorzugsweise bündig mit den umgebenden Wandungen des Innenbehälters abschließt. Wenn sich auf dieser Folie Eis bildet, kann diese einfach abgenommen und z. B. durch Waschen mit warmen Wasser enteist werden.
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Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit des Enteisens des Wärmespeichers mittels eines Eisschabers oder dergleichen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird eine einfache und effiziente Möglichkeit gegeben, insbesondere bei statischen Gefriergeräten ein großflächiges Vereisen des gekühlten Innenraumes zu vermeiden. Durch das erfindungsgemäß eingesetzte Wärmespeicherelement wird die Vereisung lokal beschränkt und kann vergleichsweise einfach entfernt werden.
