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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für ein Kühlgerät mit jeweils mindestens einem Kompressor, einem Verflüssiger, einem Verdampfer, einer Kapillaren und einem Ventil. Solche Kühlkreisläufe werden bei Kühlgeräten, insbesondere Haushaltskühlgeräten, eingesetzt. Dabei ist unter Kühlgerät ein Gerät zu verstehen, das einen oder mehrere Kühlräume aufweisen kann. Der Kühlraum bzw. die Kühlräume können für Temperaturen von über 0°C als auch unter 0°C ausgelegt sein.
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Bei derzeit erhältlichen Kühlgeräten, wird der Kompressor des Kühlkreislaufs zur Reduzierung der durch den Kompressor eingeleiteten Schwingungen und von dem Kompressor ausgehenden Geräusche mittels gummielastischen Lagern gelagert. Problematisch ist jedoch, dass nicht nur durch den Kompressor störende Geräusche erzeugt werden.
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Aus der
EP 0 473 000 A1 ist eine Vorrichtung zur Kühlung bekannt. Zur Geräuschreduktion sind die Rohrschlangen des Verflüssigers mittels Pufferelementen elastisch gelagert. Dadurch werden vom Kompressor ausgehende und auf die Rohrschlagen des Verflüssigers übertragene Schwingungen gedämpft.
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Der Betrieb des Kühlkreislaufes wird durch Geräusch wahrgenommen. Dieses Geräusch wird durch die vom Kompressor eingeleiteten Schwingungen, als auch von weiteren Komponenten wie Lüfter, Ventile des Kühlkreislaufes, sowie durch auf den Verflüssiger oder auf das Gehäuse des Kühlgerätes übertragenen Schwingungen, erzeugt. Diese Geräusche werden von im Umfeld befindlichen Personen häufig als unangenehm empfunden. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, da der Zeitpunkt des Anlaufens des Kühlkreislaufes nicht beeinflusst werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die von einem Kühlkreislauf ausgehende Geräuschentwicklung weiter zu reduzieren.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Grundplatte gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Grundplatte ist durch erste Lagerelemente elastisch gelagert. Auf der Grundplatte ist ein Kompressor angeordnet. Durch das Eigengewicht der Grundplatte werden Schwingungen gedämpft, d.h. durch die Masse der Grundplatte wird die Eigenfrequenz des Gesamtsystems bestehend aus der Grundplatte mit dem Kompressor zu niedrigeren Frequenzen verschoben. Darüber hinaus wird eine Übertragung von Schwingung der Grundplatte durch die ersten Lagerelemente gedämmt. Schalldämmung bezeichnet die Behinderung der Schallausbreitung von Luftschall oder Körperschall durch Schallreflexion des sich ausbreitenden Schalls an einzelnen Unstetigkeitsstellen, wie z.B. Begrenzungsflächen. Die Reflexion wird angegeben als Schallreflexionsfaktor r. Der Schallreflexionsfaktor r ist gegeben durch den Quotienten aus dem Schalldruck einer reflektierten Schallwelle und dem Schalldruck der einfallenden Welle. Je größer der Reflexionsfaktor ist, desto stärker ist die schalldämmende Wirkung. Dies wird in der Praxis durch einen möglichst großen Impedanzsprung an der reflektierenden Grenzfläche erreicht. Die Impedanz eines Mediums, in dem sich die Welle ausbreitet, ist eine Eigenschaft des Mediums. Eine diese Eigenschaft des Mediums bezeichnende Größe ist die Schallkennimpedanz. Das Verhältnis von reflektierter und transmittierter Amplitude der Welle an einer Grenzfläche wird durch die Wellenwiderstände, Schallkennimpedanzen, der beiden Medien bestimmt. Bewegen sich Schallwellen von einem Medium in ein anderes (z. B. von Luft in Wasser), so werden sie an der Grenzfläche (in diesem Fall die Wasseroberfläche) umso stärker reflektiert, je größer die Differenz der Schallkennimpedanzen beider Medien ist. Der Schallreflexionsfaktor r ist das Verhältnis von Schalldruck der an der Grenzfläche reflektierten Welle zu Schalldruck der einfallenden Welle. Dieser ist auch das Verhältnis von der Differenz der beiden Schallkennimpedanzen zur Summe der Schallkennimpedanzen bei senkrechtem Schalleinfall.
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Der Schallreflexionsfaktor r lautet: r = (Z2 – Z1) / (Z2 + Z1) = pr/ pe
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So ist zum Beispiel die Schallkennimpedanz von Gummi 1400000 Ns/m3. Von Eisen ist die Schallkennimpedanz 45600000 Ns/m3, von Stahl 45000000 Ns/m3 und von Aluminium ist die Schallkennimpedanz 16900000 Ns/m3.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ersten Lagerelemente aus einem Material sind, dessen Schallkennimpedanz mindestens um den Faktor 10 kleiner ist, als die Schallkennimpedanz der an die ersten Lagerelemente angrenzenden Materialien. Damit besteht ein Impedanzsprung an der Grenzfläche von den ersten Lagerelementen zur Grundplatte. Sind die ersten Lagerelemente auf der der Grundplatte gegenüberliegenden Seite mit einem Metall, wie beispielsweise Stahl, verbunden, so besteht auch dort von den ersten Lagerelementen und dem angrenzenden Bauteil ein Impedanzsprung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ersten Lagerelemente aus Gummi, Kautschuk oder einem gummi- oder kautschukhaltigen Gemisch oder Botyl sind. Dadurch ist an der Grenzfläche elastischen Lagerelement zur Grundplatte und auf der der Grundplatte gegenüberliegenden Seite des ersten Lagerelementes ein Impedanzsprung generiert. Durch die ersten Lagerelemente wird somit eine gute dämmende Wirkung erreicht. Dadurch kann eine Schwingungsanregung eines Gehäuses des Kühlgerätes verhindert, zu mindestens reduziert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf der Grundplatte ein Ventil angeordnet ist. Durch die Grundplatte mit den ersten Lagerelementen wird eine weitere Übertragung der beim Schalten des Ventils entstehende Schwingungen und der durch den Durchfluss von Flüssigkeit oder Dampf durch das Ventil erzeugten Schwingungen verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil ein Wegeventil. In einer weiteren Ausführungsform ist als Ventil ein Schaltventil auf der Grundplatte angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Drehschieberventil als Ventil auf der Grundplatte angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Stoppventil als Ventil auf der Grundplatte angeordnet.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, zwei und mehr Ventile auf der Grundplatte anzuordnen. Dabei können in einem Kühlkreislauf verschiedene Ventiltypen, wie zuvor aufgeführt, verwendet werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Halteelement mit der Grundplatte fest verbunden, an dem mindestens ein Ventil angeordnet ist. Das Vorsehen eines Halteelementes kann sich vorteilhaft auf die Montage auswirken. Vorzugsweise ist das Halteelement winkelig zur Grundplatte angeordnet und mit der Grundplatte fest verbunden. Es kann als Halteelement eine winklig mit der Grundplatte verbundene Halteplatte vorgesehen sein. Durch eine winkelige Anordnung zur Grundplatte ist eine platzsparende Anordnung von mehreren Ventilen übereinander möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die mit dem Ventil verbundenen Rohrleitungen mittels des Halteelements gelagert sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass Rohrleitungen elastisch auf der Grundplatte gelagert sind bzw. elastisch mit dem Halteelement verbunden sind. Diese Rohrleitungen sind Bestandteil des Kühlkreislaufes und verbinden die auf der Grundplatte angeordneten Elemente. Dadurch kann eine weitere Übertragung von Schwingungen auf die Rohrleitungen und über die Rohrleitungen auf weitere Elemente des Kühlgerätes verhindert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kompressor fest mit der Grundplatte verbunden ist. Durch die Grundplatte wird das Gewicht des schwingenden Gesamtsystems, umfassend die Grundplatte und die darauf angeordneten Elemente, erhöht. Dadurch wird eine Ausbreitung von Schwingungen hoher Frequenzen vermindert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kompressor über zweite Lagerelemente elastisch mit der Grundplatte verbunden ist. Dadurch werden vom Kompressor ausgehende Schwingungen nur gedämpft auf die Grundplatte übertragen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Lüfter auf der Grundplatte angeordnet ist. Dieser Lüfter kann für die Kühlung von Verflüssiger und/oder Kompressor vorgesehen sein. Dadurch wird eine Übertragung von vom Lüfter erzeugten Schwingungen verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, den Verflüssiger auf der Grundplatte anzuordnen. Dadurch können über die Verbindungsleitung vom Kompressor auf den Verflüssiger übertragene Schwingungen durch die Grundplatte gedämpft werden. Die Verbindung zwischen Verflüssiger und Grundplatte kann elastisch oder fest ausgestaltet sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, den Verflüssiger auf der Grundplatte anzuordnen, wenn der Lüfter vorrangig für die Kühlung des Verflüssigers vorgesehen ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein dem Kompressor zugeordnetes Schaltrelais auch auf der Grundplatte angeordnet ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten sowie Ausgestaltungen, die jeweils einzeln für sich oder beliebig miteinander kombiniert werden können, werden anhand der folgenden Zeichnung, welche die Erfindung nicht einschränken, sondern lediglich exemplarisch illustrieren sollen, näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: eine Schematische Darstellung des Kältemittelkreislaufs in einem Kältegerät mit zwei Lagerfächern
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2: Grundplatte mit Kompressor, Lüfter, Ventilen
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3: Grundplatte mit Kompressor, Lüfter, Ventil und Verflüssiger
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1 zeigt eine stark schematisierte Vorderansicht des Korpus 1 eines Kühlgeräts mit einem Normalkühlfach 3 und einem darunter liegenden Kaltlagerfach 2. An der Rückwand der beiden Fächer 2, 3 sind jeweils Plattenverdampfer 4, 5 zu sehen. Die Verdampfer 4, 5 sind Bestandteile eines Kältemittelkreislaufs, der des Weiteren einen Kompressor 6, einen Verflüssiger 7, ein Wegeventil 8, zwei Kapillaren 9, 10 und einen Dampfdom 11 umfasst.
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Aus einem Druckanschluss des Kompressors 6 ausgestoßenes Kältemittel kann auf zwei verschiedenen Wegen zu einem Sauganschluss des Kompressors 6 zurückgelangen. Beiden Wegen gemeinsam ist ein Wegstück, das vom Druckanschluss über den Verflüssiger zu dem Wegeventil verläuft. Am Wegeventil 8 trennen sich die beiden Wege. Der erste Weg verläuft über die Kapillare 9 und eine Kältemittelleitung 16, die sich in gleichmäßig verteilten Mäandern über die Fläche des Plattenverdampfers 5 des Normalkühlfachs erstreckt. Der zweite Weg verläuft über die Kapillare 10 und eine Kältemittelleitung 17, die sich in Mäandern über den Plattenverdampfer 4 des Kaltlagerfachs erstreckt, und trifft an einer Einmündung 19 zwischen der Kapillare 9 und der Leitung 16 wieder auf den ersten Weg, so dass die Leitung 16 auf beiden Wegen mit Kältemittel gespeist wird.
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Eine Steuerschaltung 12 steuert den Betrieb des Kompressors 6 anhand von Messsignalen zweier Temperatursensoren 13, 14, die an den beiden Fächern 2 bzw. 3 angeordnet sind. Wenn die Steuerschaltung 12 durch Vergleich der gemessenen Temperaturen mit eingestellten, den Fächern 2, 3 zugeordneten Soll-Temperaturen Kühlungsbedarf im Normalkühlfach 3, nicht aber im Kaltlagerfach 2 feststellt, schaltet sie das Wegeventil 8, um die Kapillare 9 mit Kältemittel zu beaufschlagen, nicht aber die Kapillare 10. Das Kältemittel durchläuft den Verdampfer 5 und kehrt von dort über den Dampfdom 11 zum Kompressor 6 zurück.
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Wenn die Steuerschaltung 12 Kühlungsbedarf im Kaltlagerfach 2 feststellt, betätigt sie das Wegeventil 8, um allein die Kapillare 10 mit Kältemittel zu beaufschlagen, unabhängig davon, ob gleichzeitig auch Kühlungsbedarf im Normalkühlfach 3 herrscht. Das Kältemittel durchläuft die beiden Verdampfer 4, 5 nacheinander. Daher entfällt immer, wenn das Kaltlagerfach 2 gekühlt wird, ein kleiner Anteil der Kühlleistung auch auf das Normalkühlfach 3. Die Aufteilung der Kühlleistung auf die beiden Fächer 2, 3 hängt unter anderem ab vom Durchsatz des Kompressors 6, den Flächen der Verdampfer 4, 5 und den in den Fächern 2 und 3 herrschenden Temperaturen. Wenn anhand der vom Sensor 13 gemessenen Temperatur festgestellt wird, dass im Kaltlagerfach 2 kein Kühlungsbedarf mehr besteht, schaltet die Steuerschaltung 12 den Kompressor 6 aus.
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Durch eine kleine Modifikation des in 1 dargestellten Kühlkreislaufes, indem nach dem Ausgang aus dem Verdampfer 4 ein weiteres Ventil (nicht dargestellt) angeordnet wird, durch das Kühlflüssigkeit zur Einmündung 19 oder zum Dampfdom 11 geleitet wird, ist es möglich auch nur das Kaltlagerfach 2 zu kühlen. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn das Normalkühlfach nicht in Betrieb ist und nur das Kaltlagerfach benötigt wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Grundplatte 21. Die Grundplatte 21 ist über erste Lagerelemente 22 mit einer Tragschiene 20 verbunden. Als erste Lagerelemente 22 können gummielastische Elemente vorgesehen sein, die auf der einen Seite fest mit der Tragschiene 20 und auf der gegenüberliegenden Seite fest mit der Grundplatte 21 verbunden sind. Damit ist die Bewegungsfreiheit der Grundplatte 21 sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung beschränkt. Die gummielastischen ersten Lagerelemente 22 können aus Kautschuk, synthetischen Kautschuk, Botyl oder aus Gummihaltigen oder Kautschukhaltigen Gemischen bestehen. Die Tragschiene ist aus einem Metall, vorzugsweise Stahl und die Grundplatte ist ebenfalls aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahl. Die Schallkennimpedanz von Gummi ist 1400000 Ns/m3. Von Eisen ist die Schallkennimpedanz 45600000 Ns/m3, von Stahl 45000000 Ns/m3 und von Aluminium ist die Schallkennimpedanz 16900000 Ns/m3. Bei dem Übergang des Schalls von Gummi auf Stahl liegt ein Impedanzsprung vor, da die Schallkennimpedanz von Stahl 32fach größer ist als von Gummi. An der Grenzfläche von Gummi auf Stahl werden ca. 94% des Schalls aufgrund des Impedanzsprungs reflektiert.
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Mit der der Tragschiene 20 abgewandten Seite der Grundplatte 21 ist der Kompressor 6 elastisch über zweite Lagerelemente 23 verbunden. Dadurch werden nur ein Teil der vom Kompressor 6 im Betrieb erzeugten Schwingungen auf die Grundplatte 21 übertragen. Werden als zweite Lagerelemente 23 wiederum Gummielemente oder Elemente mit einer vergleichbaren Schallkennimpedanz verwendet und ist die Grundplatte 21 aus Stahl, so werden aufgrund des Impedanzsprungs nur 94% der vom Kompressor 6 erzeugten Schwingungen auf die Grundplatte 21 übertragen. Der Kompressor 6 ist über eine Verbindungsleitung 15 mit dem Verflüssiger 7 verbunden. Diese Verbindungsleitung 15 kann im Anschlussbereich des Kompressors 6 auf der Grundplatte 21 gelagert sein, insbesondere elastisch gelagert sein. Weiterhin kann auch die vom Dampfdom 11 zum Kompressor 6 führende Leitung auf der Grundplatte 21 gelagert sein, insbesondere elastisch gelagert sein. Weiterhin ist auf der Grundplatte 21 ein Lüfter 24 angeordnet. Der Lüfter 24 kann für eine Kühlung des Kompressors 6 oder für eine Kühlung des Verflüssigers 7 als auch für die Kühlung von Verflüssiger 7 und Kompressor 6 vorgesehen sein. Auf der Grundplatte 21 ist ein Halteelement 25 im rechten Winkel zur Grundplatte angeordnet. Das Halteelement 25 ist fest mit der Grundplatte 21 verbunden. An dem Halteelement 25 sind Ventile 8, 18 angeordnet und mit dem Halteelement 25 fest verbunden.
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3 entspricht der in 2 dargestellten Anordnung, wobei zusätzlich noch der Verflüssiger 7 auf der Grundplatte 21 montiert ist und nur ein Ventil 8 an dem Halteelement 25 angeordnet ist. Da bei dieser Anordnung auch der Verflüssiger 7 durch die Grundplatte 21 gelagert wird und können somit über den Verflüssiger 7 keine vom Kompressor 6 erzeugten Schwingungen auf weitere Bauteile des Kühlgerätes, insbesondere nicht auf den Korpus 1 oder das Gehäuse des Kühlgerätes, übertragen werden.
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Bei dieser Anordnung stellt die Grundplatte 21 mit dem Kompressor 6, Verflüssiger 7, Lüfter 24 und dem Ventil 8 und den dazugehörigen, die Bauteile verbindenden Rohrleitungen eine kompakte Baueinheit dar. Diese kompakte Baueinheit umfasste alle wesentlichen außerhalb der Kühlräume angeordneten Komponenten des Kühlkreislaufes und den dem Kühlkreislauf zugeordneten Lüfter 24. Nicht auf der Grundplatte 21 sind die in den Kühlräumen angeordneten Verdampfer 4, 5 und den jeweils am Eingang der Verdampfer angeordneten Kapillare 9, 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Korpus des Kühlgeräts
- 2
- Kaltlagerfach
- 3
- Normalkühlfach
- 4
- Verdampfer
- 5
- Verdampfer
- 6
- Kompressor
- 7
- Verflüssiger
- 8
- Ventil, Wegeventil
- 9
- Kapillare
- 10
- Kapillare
- 11
- Dampfdom
- 12
- Steuerschaltung
- 13
- Temperatursensor
- 14
- Temperatursensor
- 15
- Verbindungsleitung
- 16
- Kältemittelleitung
- 17
- Kältemittelleitung
- 18
- Ventil
- 19
- Einmündung
- 20
- Tragschiene
- 21
- Grundplatte
- 22
- erste Lagerelemente
- 23
- zweite Lagerelemente
- 24
- Lüfter
- 25
- Halteelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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