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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie etwa einen Kühl- und/oder Gefrierschrank.
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Das Gehäuse eines solchen Kältegeräts umfasst einen wärmeisolierenden Korpus, in dem ein oder mehrere Fächer zur Unterbringung von Kühlgut gebildet sind, und wenigstens eine Klappe oder Tür, die an dem Korpus angelenkt ist, um den Zugriff auf das Fach oder die Fächer zu ermöglichen.
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Bei jedem Öffnen der Klappe oder Tür gelangt warme Umgebungsluft in das dahinterliegende gekühlte Fach. Wenn sich diese Umgebungsluft in dem Fach abkühlt, neigt in ihr enthaltene Feuchtigkeit zum Auskondensieren an den Wänden des Fachs. Herkömmlicherweise bildete der das Fach kühlende Verdampfer die mit Abstand kälteste Oberfläche, sodass die Kondensation im Wesentlichen am Verdampfer stattfand. Auf diese Weise wurde die beim Türöffnen eingetragene Feuchtigkeit gebunden und vom Kühlgut ferngehalten. Bei modernen, hochwertig isolierten Kältegeräten ist der Temperaturunterschied zwischen dem Verdampfer und anderen Wandflächen des Fachs nur noch gering, und es besteht die Gefahr, dass Luftfeuchtigkeit an Oberflächen auskondensiert, an denen es mit dem Kühlgut in Kontakt gelangen kann, bzw. dass die Feuchtigkeit nicht mehr wirksam am Verdampfer gebunden wird und sich an anderen Orten im Kältegerät sammelt.
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In
US 2005 005 0925 A1 wurde vorgeschlagen, das Beschlagen einer durchsichtigen Waschmaschinentür zu verhindern, indem diese mit einer hydrophilen Oberflächenschicht versehen ist. An dieser Oberflächenschicht kann sich auskondensierende Feuchtigkeit großflächig ausbreiten, anstatt sich zu die Durchsicht behindernden Tröpfchen zusammenzuziehen. Die Kondensation selber wird durch diese hydrophile Beschichtung jedoch nicht vermieden, sondern eher begünstigt. Ein solcher Ansatz ist daher nicht geeignet, um in einem Kältegerät die Kondensation von Luftfeuchtigkeit an unerwünschten Stellen zu verhindern.
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Ein bekannter Ansatz von Kondensationsverhinderung ist, eine kondensationsgefährdete Oberfläche über den Taupunkt zu erwärmen. Es liegt auf der Hand, dass ein mit einer solchen Beheizung verbundener Wärmeeintrag bei einem Haushaltskältegerät die durch eine verbesserte Isolation erreichte Verringerung des Energieverbrauchs wieder zunichte machen würde.
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In
DE 10 2009 035 453 A1 findet sich der Vorschlag, eine Oberfläche eines Kältegeräts mit oberflächenmodifizierenden Proteinen und/oder Polymeren auszustatten, die die Kondensation und/oder das Gefrieren und/oder die Resublimation von Feuchtigkeit auf der Oberfläche verhindern oder verringern sollen, wobei aber unter dem Begriff des „Verhinderns oder Verminderns“ der Eisbildung auch der Fall verstanden wird, das sich zwar eine Eisschicht bildet, diese aber nicht fest auf der Oberfläche haftet und abgewischt werden kann. Eine Oberflächenausrüstung, die lediglich das Haften einer Eisschicht, aber nicht deren Bildung verhindert, ist in einem Kühlgerät, bei dem die Fachtemperatur über 0°C liegt, nutzlos, da sie die Bildung von Wassertropfen auf der Oberfläche und eine damit einhergehende Durchfeuchtung von Kühlgut nicht verhindern kann. Auch in einem Gefriergerät ist es für einen Benutzer wenig befriedigend, wenn eine an einer Oberfläche des Lagerfachs gebildete Eisschicht zwar nicht fest an dieser Oberfläche haftet, dafür aber eventuell am auf der Oberfläche liegenden Kühlgut, und die Eisschicht folglich das Kühlgut befeuchtet, wenn es zusammen mit dieser aus dem Gefriergerät entnommen wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät zu schaffen, in dem die Kondensatbildung an unerwünschten Stellen in einem Fach auf einfache Weise und ohne nachteilige Wirkungen für den Energieverbrauch des Geräts verhindert oder zumindest vermindert werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem von Wänden begrenzten gekühlten Fach die Wände an einem der Fach zugewandten Oberfläche wenigstens lokal mit einem wärmeisolierenden Überzug versehen sind. Wenn an dem Überzug Feuchtigkeit auskondensiert, wird Wärme freigesetzt. Wenn der Überzug dadurch zumindest oberflächlich bis auf den Taupunkt erwärmt wird, kommt die Kondensation zum Erliegen, und restliche Feuchtigkeit muss sich an anderer Stelle niederschlagen. Indem der Überzug an einer Stelle, an der die Kondensation stattfinden soll, wie etwa einem Verdampfer, fehlt, kann erzwungen werden, dass die Kondensation überwiegend an dieser Stelle stattfindet, auch wenn diese wenig nur kälter ist als andere Bereiche des Fachs.
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Die Innenbehälterwand eines Kältegeräts besteht herkömmlicherweise im Allgemeinen aus einer massiven, im Vergleich zu einer umgebenden Isolationsschicht relativ gut Wärme leitenden und dadurch kondensationsgefährdeten Kunststoffschicht. Eine solche Innenbehälterwand kann daher zweckmäßigerweise mit dem wärmeisolierenden Überzug versehen sein.
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Der Überzug muss nicht maßgeblich zur Gesamtisolation des Fachs beitragen; hierfür dient vorzugsweise eine Isolationsschicht, die den Innenbehälter umgibt; er soll lediglich nach dem Eindringen von warmer Umgebungsluft so lange oberflächlich etwas wärmer als andere Wandflächen des Fachs sein, bis die Feuchtigkeit der Umgebungsluft an diesen anderen Wandflächen auskondensiert ist.
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Eine dem Fach zugewandte, mit dem Überzug versehene Oberfläche kann auch Teil eines Fachbodens sein. Insbesondere an der Oberseite eines Fachbodens kondensierende Feuchtigkeit ist störend, da sie mit auf dem Fachboden platziertem Kühlgut unmittelbar in Kontakt gerät. Warme Luft, die bei einer Türöffnung in das Kältegerät gelangt ist, steigt auf und kann sich daher an der Unterseite eines Fachbodens stauen, so dass dort die Kondensationsneigung besonders hoch ist. Zwar kommt an der Unterseite des Fachbodens kondensierte Feuchtigkeit in der Regel nicht unmittelbar mit Kühlgut in Kontakt, aber sie kann auf darunterliegendes Kühlgut herabtropfen. Daher kann der wärmeisolierende Überzug sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite eines Fachbodens sinnvoll sein.
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Um wirksam zu sein, sollte die Wärmeleitfähigkeit des Überzugs geringer sein als die der mit dem Überzug versehenen Wand.
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Der Überzug kann als Selbstklebefolie ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere zweckmäßig, wenn ein existierendes herkömmliches Kältegerät erfindungsgemäß nachgerüstet werden soll, um unerwünschte Tauwasserbildung zu verhindern.
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Bei einem von vornherein erfindungsgemäß gefertigten Kältegerät kann der Überzug auch als Lackschicht ausgebildet sein.
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Eine geringe Wärmeleitfähigkeit des Überzugs ist erreichbar durch in einer Trägermatrix eingebettete Hohlkörper.
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Der Überzug kann auch eine Schaumstoffschicht sein, wobei diese eine wasserdichte Oberfläche haben sollte, um zu verhindern, dass sich Tauwasser in den Poren der Schaumstoffschicht sammelt und so deren Isolationswirkung zunichte macht.
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Insbesondere wenn der Überzug auf einem in an sich bekannter Weise als Glasplatte ausgebildeten Fachboden angebracht ist, sollte er zweckmäßigerweise transparent sein, um nicht ein Fach des Kältegeräts gegenüber einer in einem anderen Fach angebrachten Innenraumbeleuchtung abzuschatten.
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Die Stärke des wärmeisolierenden Überzugs sollte 1 mm vorzugsweise nicht überschreiten.
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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:
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1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät;
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2 ein vergrößertes Detail aus 1;
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3 einen Teilschnitt durch einen Fachboden des Kältegeräts aus 1; und
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4 ein vergrößertes Detail aus 3.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kombinationskältegerät gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem wärmeisolierenden Korpus 1 und zwei daran angelenkten, jeweils ein Gefrierfach 2 bzw. ein Normalkühlfach 3 verschließenden Türen 4 bzw. 5. Korpus 1 und Türen 4, 5 sind in an sich bekannter Weise jeweils ähnlich aufgebaut; eine feste Außenhaut 6, z.B. aus Blech, und eine Innenwand 7 bzw. ein Innenbehälter 8, jeweils aus Kunststoff tiefgezogen, sind an ihren Rändern miteinander verbunden, um einen mit wärmeisolierendem Schaumstoff 9 ausgefüllten Hohlkörper zu bilden.
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Bei dem hier exemplarisch dargestellten Coldwall-Kältegerät ist ein Verdampfer 10 zwischen die Rückwand des Innenbehälters 8 des Normalkühlfachs 3 und die umgebende Schaumstoffschicht 9 eingefügt, sodass der vom Verdampfer 10 gekühlte Teil der Innenbehälterrückwand die kälteste Oberfläche des Normalkühlfachs 3 bildet. Feuchtigkeit, die sich an dieser Oberfläche niederschlägt, kann an ihr bis zu einer Sammelrinne 11 abwärts fließen; vom tiefsten Punkt der Sammelrinne 11 aus führt ein Durchgang 12 durch die Schaumstoffschicht 9 hindurch ins Freie, so dass Kondenswasser über den Durchgang 12 in eine hier nicht dargestellte Verdunstungsschale abfließen kann.
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Das Gefrierfach 2 hat einen Verdampfer 13, dessen Abmessungen im Verhältnis zu denen des Fachs größer sind als bei einem Verdampfer 10 des Normalkühlfachs 3. Er füllt die Rückwand des Innenbehälters 8 des Gefrierfachs 2 aus und kann sich, wie gezeigt, auch in einer Trennwand 14 zwischen den Fächern 2, 3 erstrecken. Die Unterseite der Trennwand 14 kann wegen ihrer Nähe zum Gefrierfach 2 bzw. dessen Verdampfer 13 leicht die nach der Rückwand kälteste Oberfläche des Normalkühlfachs 3 bilden, und da nach einem Öffnen der Tür 5 in das Normalkühlfach 3 eingedrungene warme Außenluft dazu neigt, sich im oberen Bereich des Normalkühlfachs 3 zu sammeln, besteht die Gefahr, dass sich an der Unterseite der Trennwand 14 Tauwasser niederschlägt und auf einem darunter liegenden Fachboden 15 deponiertes Kühlgut herabtropft, sofern keine geeigneten Gegenmaßnahmen getroffen werden.
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2 zeigt diese Gegenmaßnahme anhand eines vergrößerten Schnitts durch einen Teil der Trennwand 14. Über der Wand des Innenbehälters 8 erstreckt sich die Schaumstoffschicht 9. An der Unterseite der Innenwand ist ein wärmeisolierender Überzug 16 angebracht. Der Überzug 16 umfasst eine vorzugsweise geschlossenporige Schaumstoffsicht 17, eine Klebstoffschicht 18, durch die die Schaumstoffschicht 17 an der Innenbehälterwand befestigt ist, sowie eine dünne, wasserundurchlässige Haut 19, an der dem Innern des Kühlfachs 3 zugewandten Oberfläche der Schaumstoffschicht 17. Der gesamte Überzug 16 ist nicht stärker als die Wand des Innenbehälters 8 selbst; insbesondere die wasserdichte Haut 19 hat vorzugsweise eine Stärke von maximal einigen 10 µm, so dass, wenn sie in Kontakt mit feuchter Luft gerät, die Kondensation einer minimalen, für die Entstehung von makroskopischen Tropfen nicht ausreichenden Wassermenge genügt, um die Haut 19 auf den Taupunkt zu erwärmen und die Kondensation so zum Stillstand zu bringen. Luft, die ihre überschüssige Feuchtigkeit aus diesem Grund nicht an der Decke des Normalkühlfachs 3 auskondensieren kann, strömt unter der Decke weiter, bis sie schließlich die Rückwand erreicht, wo der Verdampfer 10 die Kondensation ermöglicht.
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Der Überzug 16 kann in Form einer Selbstklebefolie vorgefertigt sein, die die Schichten 17, 18 und 19 sowie ggf. ein Abziehpapier zum Schutz der Klebstoffschicht 18 umfasst, und kann, ggf. nach Entfernen des Abziehpapiers, in ein fertiges Kältegerät eingeklebt werden. Natürlich muss in einem solchen Kältegerät der Überzug 16 nicht notwendigerweise unter Decke des Normalkühlfachs 3 montiert sein; vielmehr wird man bei einem solchen Kältegerät beobachten, an welchen Stellen der Fächer 2, 3 im Betrieb Feuchtigkeit unerwünschterweise auskondensiert, und gezielt diese Flächen mit dem Überzug 16 versehen.
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3 zeigt einen partiellen Schnitt durch einen der Fachböden 15 des Normalkühlfachs 3. In an sich bekannter Weise umfasst der Fachboden 15 eine Platte 20, vorzugsweise aus Sicherheitsglas, von der ein oder mehrere Ränder zum Schutz vor Schlagbeschädigung und/oder Überlastung in Profile 21 eingefasst sind. Die Profile 21 können einzeln auf die Ränder der Platte 20 aufgesteckt oder auch als ein sich einteilig ringsum die Platte 20 erstreckender Rahmen, insbesondere aus Kunststoff, angespritzt sein. Die Platte 20 ist an Unter- und/oder Oberseite mit einem wärmeisolierenden Überzug 16 lackiert, dessen Aufbau in 4 in einem vergrößerten Schnitt dargestellt ist: in eine aus transparentem Kunststoff bestehende Matrix 22 der Lackschicht sind in großer Zahl Hohlkörper 23 eingebettet, deren Wände aus Glas oder ebenfalls aus transparentem Kunststoff bestehen. Vorzugsweise sind die Hohlkörper 23 kugelförmig; die Kugelform verleiht den Hohlkörpern 23 auch dann eine hohe mechanische Stabilität, wenn ihr Inneres zur Verbesserung der Wärmedämmwirkung im Wesentlichen luftleer ist.
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Auch hier basiert die Wirkung des Überzugs 16 darauf, dass eine freiliegende Oberfläche 25 des Überzugs 16 durch dahinterliegende Hohlräume gegenüber einem relativ gut wärmeleitenden Träger, hier der Platte 20, isoliert ist, sodass minimale Kondensation bereits ausreicht, um die Oberfläche 25 zu erwärmen und die Kondensation zum Erliegen zu bringen, bevor sie makroskopische Tropfen bilden. Zwar kann auch hier die Isolationswirkung des Überzugs 16 nicht dauerhaft verhindern, dass die Oberfläche 25 sich wieder abkühlt, doch indem sie diese Abkühlung verzögert, kann die Feuchtigkeitsgesättigte Luft die Rückwand des Normakühlfachs 3 erreichen und dort auskondensieren, und das dadurch gebildete Tauwasser kann aus dem Kühlfach 3 abgeführt werden.
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Auch wenn das Material der Matrix 22 sowie der Ränder der Hohlkörper 23 jeweils glasklar ist, lässt die an den Hohlkörpern 23 stattfindende Lichtbrechung den Überzug 16 als Ganzes milchig erscheinen. Die milchige Trübung verhindert allerdings nicht, dass Licht einer Innenbeleuchtung 24, die an einer Seitenwand des Normalkühlfachs 3 in Höhe eines mittleren Fachs zwischen zwei Fachböden 15 montiert ist, durch die Fachböden 15 hindurch ein oberes bzw. unteres Fach des Normalkühlfachs 3 erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20050050925 A1 [0004]
- DE 102009035453 A1 [0006]
